中学化学实验探究：构成与形式

（一）中学化学实验探究教学的构成

化学实验的构成为：实验者、实验对象、实验手段。实验者是指化学实验的主体，化学教学中的实验者，可以是化学教师演示实验，也可以是学生实验。所谓主体性，是指主体在认识和实践活动中所表现出来的自主性、能动性和创造性。学生的主体性，为化学实验教学中开展自主学习、能动学习和创造学习提供了可能。实验对象，是指化学实验研究的客体。实验手段包括：实物形态的手段和观念形态的手段。后者主要包括实验方法论和化学实验方法。实验方法论是关于实验方法在科学实验中产生、形成和发展的理论，它包括实验方法的发展史，实验方法在科学认识中的性质、地位和作用，实验的构成要素及其结构和功能，实验实施的一般程序和所运用的一些具体的科学方法（如测量、测定、实验设计、实验条件的控制、实验观察、记录、实验结果的处理等），实验方法与其他科学方法之间的辩证关系等。

化学实验教学的五大过程为：确定化学实验问题；化学实验设计；实验条件的控制；实验观察、记录；实验结果的处理。

（二）中学化学教学实验探究的内容

1.实验装置的探究

初三化学的第一节就是“走进实验室”，首先让学生认识化学实验仪器以及它们的使用方法、注意事项。要进行化学实验，首先要选定实验仪器，再进行仪器组装。通过对仪器装置的探讨，学生学会根据反应原理、物质性质以及常见仪器的特点，选择组装各种装置的一般方法进行探究。

2.实验条件的探究

化学反应的进行要在特定的实验条件下进行，实验条件不同，反应现象、反应产物及反应程度都有可能不同。所以，对反应条件的探究也是中学化学实验探究的一个重要组成部分。例如，在高中学到有机部分的“实验室制取乙烯”时，反应物乙醇和浓硫酸混合加热，当外界温度 140℃时产物为乙醚，只有当温度达到 170℃时才能开始收集，此时产物才为乙烯。反应的实验条件不只是指温度，还包括反应物的状态、酸碱度以及催化剂等，这些实验条件的选择和控制是决定实验成败和实验效果好坏的关键。

3.实验现象的探究

判断一个反应是否进行、进行程度，实验现象是一个很关键的因素，根据实验现象也可以进行实验探究，比较常见的实验现象，如颜色变化、气泡的产生以及沉淀的生成等，一些“异常”实验现象的出现，都可以作为实验探究的题材。

（三）中学化学实验研究教学的形式

1.演示实验

观察是人们有效探索世界、认识事物的一种极为重要的心理素质，是人们顺利掌握知识、完成某种活动的基本能力。演示实验具有鲜明性、生动性和真实性，是激发学生学习兴趣、培养学生观察能力的重要手段。加强演示实验，培养学生的观察能力和实验技能，是素质教育的重要组成部分。在教学中教师要认真做好每一个演示实验，挖掘实验素材、创设情境，有的放矢地设置疑问，让学生带着问题去观察、思考，激发学生的学习兴趣。

比如，通过提出“在做空气中氧气体积含量测定的实验时，经导管进入集气瓶的水的体积达不到 l/5 的原因是什么？”这个问题，引导学生讨论，在争辩中激发学生的发散思维，最后得到结论：水的体积达不到 1/5 的可能原因是装置不严密、红磷的量不足、集气瓶的温度未冷却到室温等。另外，由于化学实验多数是在试管中进行的，小小的试管中所发生的变化现象要让后排学生看清楚是不可能的，避免后排的学生失去应有的兴趣，在实验过程中允许应用实物投影仪，提高细微变化的可观察程度，使一般难以观察的细微变化清晰地展现在全班同学的面前。演示实验生动、直观、有趣，能强烈地刺激学生的感官，激发学生学习的兴趣，教师通过指导学生细心观察，让他们从观察中获得感性认识，有利于培养他们的观察能力和思维能力。

2.边讲边实验(www.xing528.com)

化学教学过程，就其本质而言，是学生在教师组织引导下认识化学知识的过程，而技能、能力、方法和态度等都是通过化学认识过程来培养和训练的。在化学教学过程中，要让学生有效地掌握化学知识，就必须对化学知识的认识过程展开，以便学生把客观形态的知识内化为主观形态的知识，使学生的学习成为有意义的学习。边讲边实验是实现认识过程展开的有效途径，边讲边实验不仅可以激发学生的学习积极性，增加实验的探索性，培养学生的动手能力，使每个学生都能看清楚实验现象，而且便于学生了解化学概念和定律是怎样在实验的基础上建立起来的，从而更加深刻地理解和牢固地掌握化学知识。

例如，学习质量守恒定律，学生通过白磷燃烧、硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应这两个实验，发现反应前后物质的质量未变化，总结归纳出：经过无数次实验都发现化学反应前后物质的质量不变，即质量守恒。教师再用原子模型启发学生思考为什么化学反应中质量守恒，这样的教学过程，使学生对质量守恒定律印象深刻，教学效果自然很好。

3.学生分组实验

化学实验教学中，形成学生实验技能的最佳途径是学生实验，利用学生实验，培养学生动手操作能力，是实施素质教育的重要途径。一般做法是：教师向学生布置实验预习题，让学生预习时明确实验目的、步骤和操作，做到有的放矢。同时，严肃实验纪律，在实验前强调操作的关键和注意事项，教师示范规范操作，引导学生规范操作，仔细观察，积极思考，在实验中掌握和巩固所学知识。

比如，在做二氧化碳倾倒实验时，不仅要求学生用玻璃片挡住，而且要求学生倾倒时动作要缓慢，让学生观察到底层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭的现象，使学生对“二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，且密度比空气大”的性质有了较清楚的认识，把感性认识上升到理性认识。再比如，在检查制取二氧化碳的装置气密性时，用注射器改进实验，学生兴趣大增，掌握了气密性检查的简便方法。学生实验有利于培养学生的科学态度和科学研究方法，逐步养成观察问题、分析问题的能力。

4.家庭实验

创造力是当今社会人才最可贵的品质，创造力是对学生素质的较高要求，应在平时的教学中一点一滴地培养。因为实验生动、直观、有趣，所以学生不满足于学校安排的实验，更有兴趣自己回家动手操作、探究。适当开展一些家庭小实验，可以满足学生的心理需求，调动学生学习的积极性，而且可以培养他们的创造性。家庭小实验需要教师的指导，教师可以按照“实验目的—实验用品—实验步骤—可能发生的实验现象—实验结论”这个思路引导学生设计实验方案，可以结合实验内容提出几个思考题，给学生讲清楚实验应注意的安全事项，让学生在做实验前已经心中有数。比如，在学习了二氧化碳以后，可引导学生做“人体呼出的气体中二氧化碳含量的测定”的对比家庭实验。学生为完成这个实验，首先用文字和装置图描述出自己的设计原理，然后从自己生活中找可用的东西作为仪器进行实验，这样不但巩固了所学的知识，而且有利于培养学生的思维能力和实验技能，更重要的是在生活中寻找仪器或自制仪器、在日用品中准备药品，这更能激发他们对化学学习的兴趣。

5.其他实验

义务教育化学课程标准的“课程基本理念”中明确指出：“注意从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情境和社会实践中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程，在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度，学习科学方法，在‘做科学’的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。”高中化学课程标准在“基本理念”部分也明确要求：“倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。”由此可见，充分认识实验教学在化学教学中的地位和作用，切实采取有效措施，加强实验教学，是实现化学有效教学的重要环节。

（1）替代实验

利用生活中的常见品或废弃物制成简易的实验仪器，或用来替代实验中的化学药品，有助于解决实验仪器药品的短缺问题，还可以培养学生的实践能力及节约和环保意识。例如，用生活中的鸡蛋壳代替碳酸钙，用食用碱代替碳酸钠，用废弃的饮料瓶和小药瓶做反应容器。又如，空气中氧气体积分数的测定实验，可用小药瓶作为反应容器，进行微型实验。

（2）课外实验

教师指导兴趣的学生可以利用课余时间，做一些课外实验。例如，课本中的实验原理装置的改进、测定当地工厂排出的酸性或碱性污水的酸碱度、测定土壤的成分、保鲜剂或“暖宝宝”成分的探究等。