高中化学教学论功能介绍

无论是作为实践活动的实验（实验探究活动），还是作为认识活动的实验（实验方法论），都是在一定的化学教学活动中进行的，因而，它还具有重要的教学论功能。

1.化学实验能够激发学生的化学学习兴趣

化学实验能引起学生浓厚的学习兴趣，学习兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分。化学学习兴趣是指学生对化学学习的一种带有情绪色彩的特殊的活动倾向，它是促进学生探究物质及其变化规律性的一种重要内在动力，具有较强的动机功能。

按照水平高低，可将化学学习兴趣分成“感知兴趣”、“操作兴趣”、“探究兴趣”和“创造兴趣”等四种水平。

（1）感知兴趣

感知兴趣是指学生通过感知教师演示实验的现象和观察各种实验仪器、装置而产生的一种兴趣。这种兴趣使很多学生对化学学习有较高的积极性，尤其是学生刚开始学习化学时更是如此。这种兴趣属于直接兴趣，在化学教学中不够稳定和持久。教师应注意将学生的注意力从他们感兴趣的变化和现象引导到明确学习目的，逐步深入地观察、分析变化产生的内在原因，掌握有关的基本概念、理论和元素化合物知识上，使直接兴趣逐步向间接兴趣转化。

（2）操作兴趣

操作兴趣是指学生通过亲自动手操作来获得化学实验现象所产生的一种兴趣。它比感知兴趣的水平高了一级，不再仅仅满足于观察实验现象，更希望亲自动手操作，即使是简单的试管实验，也会表现出较高的积极性。这种兴趣还属于直接兴趣，只要把给定的实验内容做出来，兴趣就得到了满足。教师应抱学生动手操作的积极性引导到规范操作、仔细观察、积极思考、分析研究变化的实质、概括得出结论方面。

（3）探究兴趣

探究兴趣是指学生通过探究物质及其变化产生的原因和规律而形成的一种兴趣。处在这种兴趣水平的学生不再仅满足于做一做，而是要探究引起某种化学变化的原因，或对日常生活、现实社会中的实际问题进行科学的解释和说明。这种兴趣不仅成为学习化学的重要动机，而且也成为学生形成和提高科学探究能力、发展个性的重要影响因素。它比前两种兴趣的水平更高，属于间接兴趣，具有稳定、持久的特点，是促进学生形成较高科学素养的最基本的动力。教师应及时根据学生兴趣的这种变化积极加以引导，采取多种形式满足学生心理的需要，如开放实验室，鼓励学生独立选题，开展探究性、研究性实践活动等。

（4）创造兴趣

创造兴趣是指学生在运用所学的知识、技能和方法进行一些创造性的活动中所形成的一种兴趣。学生的想象力和创造精神得到发展，便不满足于所学所做，要求运用所学化学知识、技能进行一些创造性的探究活动。这种兴趣是化学学习兴趣的最高水平，是推动学生形成较高科学素养的最强劲动力。教师应引导学生将这种兴趣发展成为较稳定的兴趣，甚至形成乐趣。

上述四种学习兴趣的水平是逐级升高的，低水平是高水平的基础，高水平是低水平的发展。教师在教学中一方面要注意鼓励和保护学生的感知兴趣和操作兴趣；另一方面又不要停留于此，积极培养和提高学生的探究兴趣和创造兴趣。

2.化学实验能够创设生动活泼的化学教学情景

布朗（Brown）等人在“情景认知和学习文化”一文中首次提出了情景认知的观点，认为知识是具有情景性的，知识是在情景中通过活动与合作而产生的；当学习发生在有意义的情景中才是有效的；只有在情景中呈现的知识，才能激发学习者的认知需要，从而产生学习动机和学习兴趣。⑨因此，基于建构主义的课程设计，不仅要考虑课程目标、课程内容的设计，而且，还要考虑有利于学生主动建构意义的情景创设问题，并把情景创设看作是课程设计的重要内容之一。高中化学新课程十分重视教学情景的创设，以此来改变传统教学脱离特定的学习情景与知识存在的实际背景，从而导致形式化、抽象化、简单化以及记忆表征单一化的弊病。

“景”指外界的景物，“情”指由外界的景物所激起的感情。⑩情景是指能够激起人们情感的景物。所谓化学教学情景就是指在化学教学中能够激起学生学习积极性的各种景物。化学教学情景的创设，可以采取化学实验、化学问题、小故事、科学史实、新闻报道、实物、图片、线图、模型、影像资料和互联网等多种形式。而化学实验则是创设生动活泼的化学教学情景的最常用的一种形式。

通过化学实验可以创设问题情景。

例如，引导学生观察钠跟水反应（将一小块钠放入盛有水的小烧杯中）的实验现象，启发学生思考：为什么钠浮在水面上？为什么会发出嘶嘶声？为什么会变成一个光亮的小球，四处游动，逐渐变小，最后消失？为什么会有小气泡？为什么用手触摸烧杯时，感到发热？正是这些疑问，激起学生探究钠的性质的积极性。

通过化学实验可以创设真实情景。

例如，“白纸显字”实验（在一张吸水性能较好的白纸上，用淀粉溶液在纸上写“碘”字；待字迹稍干后，用棉花沾少量碘酒涂在纸上，纸上原来看不到的“碘”字就会显现出来）。利用这一实验，可以为学生学习单质碘的检验方法创设真实情景。

通过化学实验可以创设探究情景。

例如，进行“硫酸铜溶液跟金属纳反应”的实验（向盛有硫酸铜溶液的两只烧杯中分别加入一小粒钠和一小块钠），引导学生观察实验现象，探究产生不同现象的原因。

3.实验探究是转变学生学习方式和发展科学探究能力的重要途径

针对目前的基础教育过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，高中化学新课程“倡导以科学探究为主的多样化的学习方式”，要求实现从“读化学”、“听化学”，向“做化学”、“探究化学”的转变，这对于培养学生的创新精神和实践能力，落实培养科学素养目标具有重要意义。

“发展科学探究能力”是高中化学新课程的一个重要目标。化学实验是进行科学探究的主要方式，是发展科学探究能力的重要途径。积极开展实验探究活动，对于转变学生的学习方式，发展他们的科学探究能力，具有十分重要的作用。

在着力发挥实验探究对于转变学生学习方式、发展科学探究能力的重要作用的过程中，当前有两个问题值得注意。

（1）关于验证性实验问题

目前对验证性实验的批评较多，很多人主张将验证性实验改为探索性或研究性实验。对于这些批评和主张要辨证地加以认识。验证性实验过多，探索性实验偏少，二者比例关系失衡，导致各自作用的发挥受到限制，这肯定是不合适的，因此有必要增加探索性实验，或将一些验证性实验改为探索性实验。但一味地因为验证性实验“结论”在前，“实验”在后，过分强调它对结论的验证，因而对验证性实验加以“排斥”的话，那就很容易走到另一个极端。从理论上讲，验证性实验和探索性实验在化学教学认识中都有各自的作用，只不过是在认识的不同阶段发挥作用罢了，不存在谁代替谁的问题。诸如“告诉学生详细的实验步骤”、“告诉学生结论”、“教师依据学生接近结论的程度给予评价”等问题，并不是验证性实验自身存在的问题，而是在验证性实验的设计和实施中人为造成的问题。要解决这一问题，首先要正确认识验证性实验的不可替代的作用；其次要系统规划，统筹考虑，将验证性实验作为实验探究活动的重要表现形式之一，与实验探究活动其他功能的发挥紧密结合起来；再次要改变验证性实验“照方抓药”式的设计，增强验证性实验的探究性，倡导结合所学知识对“验证性实验”进行探究。

（2）关于“结果”与“过程”的关系问题(www.xing528.com)

化学实验功能的体现，不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果，更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探究过程，只有亲身经历了这样的过程，学生才能对什么是科学、什么是科学实验有较为深刻的理解，才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练、形成科学的情感态度与价值观。

“不重视过程的实验等于把生动活泼的化学现象变成了静止的某个预期的‘结论’，何况这个‘结论’学生从教师的表演实验和书本上早已知道，就像水平很低的侦探小说或者电影那样，没有悬念，引不起学生的积极思维，没有发现时的快乐，感受不到科学的魅力。同时由于结论和书本所叙的或理论所推测所预期的完全一致，教师无须为解释或探讨学生在实验过程中所发现的新的或未曾预料到的化学现象进行思考，因而失去了许多了解或理解化学的机会。”⑪

4.化学实验是落实“情感态度与价值观”目标的重要手段

落实化学课程中观念、情感、态度与价值观等体验性目标，要运用“体验”的方法。所谓体验是指主体内在的历时性的知、情、意、行的亲历与验证。它是生理与心理、感性与理性、情感与思想等方面的复合交织的整体矛盾运动。体验作为一种方法，要通过具体的活动来承载，而化学实验活动，尤其是实验探究活动，则是学生获得各种体验的最基本、最重要的载体。学生通过亲身经历实验探究过程，可以自我体会、自我感悟。

除了实验探究活动以外，通过实验史实也可以使学生获得很多感悟。

“伏打电池”的发明

①青蛙腿为什么会抽搐？

1780年意大利生物学家伽伐尼为给妻子治病，遵医嘱买了不少青蛙。当用解剖刀除去青蛙腿皮时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。他联想起以前做静电实验时不慎触电而使身体肌肉发生颤抖的情形，断定青蛙的抽搐可能是受到电击的结果。

②青蛙腿抽搐与外电源无关

为了探索触电与青蛙腿抽搐的关系，伽伐尼做了三个实验。

实验1　将避雷针与死青蛙相连，当打雷时，青蛙的大腿发生颤抖。

实验2　用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。

实验3　将青蛙放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐。

他根据上述实验得出：青蛙腿抽搐与外电源无关；青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了《论肌肉中的生物电》论文，引起广泛关注。

③真有“生物电”吗？

善于质疑的意大利物理学家伏打，对伽伐尼的研究提出了两点疑问：死去的青蛙怎么还能产生“生物电”；为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才会抽搐？于是，伏打开始了实验研究。

实验1　将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐。

实验2　将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动。

经过大量的实验，伏打推翻了伽伐尼的结论，认为，蛙腿抽搐与否，不是与所谓的“生物电”有关，而是与金属有关。只要有两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐。

④伏打电池的诞生

为了进一步弄清楚电流的来源，伏打又用蛙的肌肉、神经做了实验，结果都没有发现抽搐现象。伏打在用实验否定了肌肉或神经是蛙腿产生电流的物质后，联想到肌肉、神经和腿保存在类似生理盐水的溶液中，那么，与金属作用产生电流的物质会不会是生理盐水呢？

实验　将一块铜片和一块锌片同时平行地插到食盐溶液中，并用导线将两块金属片和电流计联接起来。

这时，奇迹出现了，电流表指针发生了偏转。伏打惊喜若狂，蛙腿抽搐之迷终于被科学的实验彻底揭开了；这也同时标志着世界上第一个化学电池——伏打电池诞生了。

通过这一实验史例，学生可以获得多方面启迪。

（1）对于身边现象的观察要仔细，对于不能解释的问题要勇于探究。

（2）对现象的解释一定要有实验依据，不能武断（如“生物电”）。

（3）要想获得正确的实验结果，一定要运用科学的实验方法；伏打正是运用了实验条件的控制方法，才推翻了伽伐尼的结论，从而找到了解决这一问题的正确思路。

（4）要不迷信权威，敢于大胆质疑，这是科学研究者应具备的最重要的科学品质之一。