摘要：化学实验是化学教师教学的主要方法之一, 也是学生学习化学、认识物质世界的重要工具。有效开展初中化学实验教学, 既有利于化学教师提高教学效率, 更有利于学生在学习化学知识的同时, 促进动手操作能力、观察能力、思维能力、表达能力等的形成, 学会科学探究的一般方法。然而, 当前初中化学实验教学存在教学时间紧张、学校实验设备不足、教育实验技能差和过多依赖多媒体等现象。有效开展初中化学实验教学应当优化实验教学评价系统、完善实验设备配置、转变教学思想、培训教师实验技术和合理使用多媒体辅助实验教学。

　　关键词：初中化学实验教学; 实验设备; 实验技术;

　　化学实验的“教学功能”是实验被选入特定的教科书之后才具有的功能, 既包含实验作为客观事实为学生提供信息的“原生功能”, 也包含实验作为教学素材为学生提供处理和应用信息时表现的功能〔1〕。初中学生的学习以感性认识为主, 他们往往通过亲自经历的事物变化过程思考世界的变化, 探究和认识物质世界。在这个过程中, 学生从形象思维跨越到抽象思维, 实现发散思维与聚合思维的统一, 进而形成有关化学的基础知识和基本思维方法、观察与表达技能, 以及科学严谨的学习态度。初中化学实验作为中学化学教学的一项重要内容, 具有激发学生的学习兴趣、培养学生的科学思维、使其养成求真务实的学习态度的作用。
 

　　一、初中化学实验教学现状

　　笔者对太原市 105 所中学的实验开设情况进行了调查, 结果显示目前的初中化学实验教学存在以下不足:

　　(一) 教学时间紧张, 教师误用课程权利

　　目前, 在国家课程计划中, 九年级化学周课时数为3课时, 一般学校安排化学周课时为3课时, 再加上1课时的自习。由于化学课只在九年级开设, 化学新授课教学工作一般从前一年的九月初至第二年的四月底才能完成, 留给中考复习的时间只有一个半月。而如果教师在教学中按要求完成全部演示实验, 组织学生完成全部探究实验、学生活动实验, 同时完成知识教学和巩固检测, 每周至少需要5-6课时。面对繁重的教学内容与课程时间的冲突, 教师扩大了自身的课程权利, 于是出现了“能不让学生做的实验尽量教师演示”、“能不做的实验尽量不做”等现象。这样的教学安排既浪费了教学资源, 也剥夺了学生亲身获取知识、锻炼相关技能的权利, 教学效果未必好。如2012-2013学年太原市第二次测评化学试题中的一道题, “为使细铁丝在氧气中燃烧, 需进行的实验操作是”, 该问题的难度系数为0.03。错答的学生中有近80%只回答出“在细铁丝前绑一根火柴”, 而不能按真实的实验操作回答为“在细铁丝前绑一根火柴, 待火柴快燃尽时伸入氧气瓶中”。这说明在日常教学中, 学生对化学实验思考不足, 动手实验的机会不多, 没有习得相关实验操作和思维的技能。

　　(二) 学校实验设备不足, 教师无法开设实验

　　学校实验设备不足的情况主要产生在市区内教学条件薄弱、教学成绩较低的中学与县区偏远中学。调查显示, 由于实验仪器、药品的配备种类不全或数量不足, 致使课本实验中有近 1/7 的实验没有开设, 即使是《义务教育阶段化学课程标准 (2011 年版) 》 (以下简称《课程标准》) 中规定必须完成的 8 个基础实验, 也有近1/5 的学校无法完成 (见表1) 。

　　调查中许多教师表示, 对于一些相对简单的课本实验, 教师可以寻找实验的替代品完成, 如水蒸发实验、分子运动实验等;但对于必须使用专用仪器与药品的实验 (如实验室制取氧气、金属的化学性质等) 则因无法简单替代而无法完成。即使对于实验条件相对较好的重点中学, 也会有类似于甲烷燃烧、生石灰与水反应等由于药品不合格而无法顺利完成的实验。

　　(三) 教师实验意识不强, 低估了实验教学的价值

　　《课程标准》提到:“化学是一门以实验为基础的学科, 在教学中创设以实验为主的科学探究活动, 有助于激发学生对科学的兴趣, 引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识, 提高学生的科学探究能力。”“让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程”, “在‘做科学’的探究过程中培养学生的创新精神和实践能力”〔2〕。新课程理念也强调让学生更多地参与学习体验的过程, 让学生在亲身体验与交流中完成知识的获取和技能的习得。现实中, 许多教师的新课程理念还较薄弱, 对实验教学的价值认识不足, 他们往往更重视考试结果与分数, 而忽视了学生在学习过程中的发展。在他们看来, 只要能把实验过程与原理讲清楚, 学生只要记住相关实验现象与结论, 在考试中就会答题, 就能取得高分数, 而不必让学生亲自去做实验。调查显示, 在《课程标准》列举的89个课堂实验中, 教师们普遍将其中的15个实验采用学生分组实验的方式组织教学, 这部分仅占课堂实验总数的16.8%, 大部分实验则由教师演示进行。在这15个学生分组实验中, 包括《课程标准》规定的8个基础的学生实验及蜡烛燃烧的探究、对人吸入与呼出气体成分的探究、化学实验基本操作、pH试纸的使用等相对简单的实验。既使是《课程标准》中规定的8个基础的学生实验, 在有条件完成实验的学校中, 教师组织实验的过程中也采用了不同的方式完成 (见图1) 。显然, 由于教师对实验价值和功能的低估, 《课程标准》中要求必须完成的基础的学生实验在学校教学中也并不能完全落实。

　　人教版九年级《化学》教科书中共有课外实验 12个, 分别是:红砖粉末对过氧化氢的催化作用、自制简易净水器、石墨导电性实验、生成炭黑的实验、鸡蛋壳与醋精反应、自制白糖晶体、自制汽水、鲜花变色、自制“叶脉书签”、洗发剂和护发剂的酸碱性、自制酸碱指示剂、有关保鲜膜的实验。教师对课外实验的组织开设率仅为 5%。显然, 在日常教学中教师们更注重课内知识的传授。

　　(四) 教师实验技能差, 因实验成功率低而放弃做实验

　　化学实验教学, 主要包括教师演示实验与学生实验。其中, 学生实验的开设要求化学教师具有组织学生操作实验、观察实验和分析实验的技能, 教师演示实验则要求教师具备过硬的实验操作技能, 要保证实验的成功与实验现象的明显。初中化学教材中的个别实验, 对于一些教师而言操作难度较大, 成功率不高, 如面粉爆炸试验, 大多数教师操作实验不能产生爆炸, 甚至面粉根本不燃烧;有些实验现象也不很明显, 如铜与硝酸银反应, 大多数教师的实验现象都只能观察到插入硝酸银溶液中的铜丝表面产生黑色物质, 却无法观察到产生银白色物质, 而且产生现象所需时间稍长。既然实验做不成功或现象不明显, 教师们就常常放弃有关实验的操作。

　　(五) 教师过多依赖多媒体

　　在条件相对较好的学校, 每个班级都配备有多媒体设备, 这为教师的教学带来方便的同时, 也被一些化学课教师利用而成为操作化学实验的替代品。他们习惯于将光盘放进电脑, 在屏幕上讲一讲实验过程, 让学生看一看屏幕上的实验现象, 记一记相关内容, 如此就完成了实验教学。殊不知, 这种做法使教师轻松, 却在很大程度上损害了学生进行化学实验的利益。由于学生无法真实感受到物质发生变化时的色、味、热、声等现象, 只凭教师讲述, 往往失去了思考的空间。在参加问卷调查的 125 名教师中, 有 74.34%的教师使用过多媒体播放实验视频, 甚至对于《课程标准》要求必须完成的8 个基础的学生实验, 有5.95%的教师采用了视频展示, 另有31.46%的课本实验也采用了多媒体视频展示的方式组织学生学习。这样的实验教学方式过分地扩大了视频的作用, 忽略了学生在亲身感受化学实验的过程中相关实验信息对促进学生发展所产生的影响。

　　二、有效开展初中化学实验教学的途径

　　(一) 优化实验教学评价系统

　　实验教学是一种过程与方法的教学, 强调学生的感受、思维与习得技能。实验教学评价要考察实验教学活动的目标是不是以人为本、以学生的发展为本、以学生为学习主体、重视学生的学习主动性和个性化, 以及实验教学的效率如何〔3〕。评价的方式可以有合格性验收、纸笔测试、技能考查、创新评比等。如纸笔测试中, 应加大化学实验的考查力度, 优化实验试题的命制角度, 改进实验题的编制和设计。在《课程标准》的指引下, 适当增大中考试题中化学实验的分值, 或以化学实验为背景的知识考查, 将学生课堂中习得的实验技能有机地反映在纸笔答题中, 让真正动过手、思考过、有技能的学生获得相应的分值, 以促进师生对化学实验教学的关注。2015 年山西省中考将首次增设 10 分的理化实验操作技能考试, 这也是对促进实验教学的一种尝试, 这种实验操作技能考试可以从课程设计的层面督促教学改变“讲实验”的现状, 促进课堂教学中实验教学的落实与改进。

　　(二) 完善实验设备配置

　　各级教育单位应加大实验投入, 特别是学校应加强化学实验室建设与管理, 加强和保障实验仪器与用品的充足配备, 形成完善的实验设备配置计划与使用计划, 增加经常性投资, 以保障化学实验的正常开展。同时, 学校应配备具有化学学科知识背景的教师为实验教师, 并对实验教师进行相关培训, 以保障化学药品会管、化学仪器会用、化学溶液会配、学生实验分辅等, 做好课堂教学的后勤工作。对于实验条件确实无法达到实验要求的学校, 教师应尽可能因地制宜、就地取材、开发自制实验, 以最大可能地保证实验的开设。

　　(三) 转变教师教学思想

　　化学教师要转变教学思想, 要注重学生对实验的亲身体验。化学实验的各种外部属性, 如色、味、态、声、光、热等现象, 都要依赖于学生的各种感官感知, 并用语言加以准确描述, 进而分析概括出物质的相关性质或反应原理。化学教师在教学中要改革实验教学方法, 引导学生参与实验设计, 增强学生对实验方案的理解, 发展学生的实验思维和创新能力〔4〕;要尽可能组织学生参与到实验的操作与观察过程中, 仔细观察实验操作的步骤和产生的现象, 准确、规范地描述实验现象, 变多听为多做, 变多看为多说, 变多记为多想, 真正将实验赋予学生的学习技能与思维还给学生, 促进学生的主动学习。

　　(四) 培训教师实验技能

　　《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010-2020年) 》中要求“完善培养培训体系, 做好培养培训规划, 优化队伍结构, 提高教师专业水平和教学能力”〔5〕。教师演示实验, 必须保证实验的成功率和实验现象的明显, 这就需要教师潜下心来, 认真研究难做实验、易失败实验的细节, 发现或发明实验成功的秘诀。保证实验成功的因素很多, 首先是教师实验操作技能的提升。正如前文提到的“面粉爆炸试验”和“铜与硝酸银反应”两个实验, 如果在实验前首先将面粉进行了充分烘干, 实验中使用了大型号的吹气装置, 并在容器上方用 A4纸将容器盖严, 尽可能密封, 该实验的成功率就会大大提高;如果将硝酸银溶液的溶质质量分数控制为3.4%, 且加入适量酸使其酸化, 此时再将铜丝浸入溶液中, 铜丝表面就会迅速看到银白色的固体。

　　(五) 合理使用多媒体辅助实验教学

　　多媒体是现代社会的常用工具, 多媒体教学是现代教学方法中的一种, 其中包括视频播放。但视频实验不能代替所有实验, 教师应正确、合理地使用多媒体实验。化学实验中的个别实验有一定危险性或污染性, 如“一氧化碳还原氧化铜”实验, 其中的一氧化碳是剧毒气体, 一旦泄漏会造成严重污染;又如“浓硫酸稀释”实验, 若将水加入浓硫酸中会造成酸液飞溅, 会有很大的危险。对于诸如此类的实验, 教师不可能在课堂中演示, 但还准备让学生观察、感受和加深印象时, 可以使用多媒体中的视频展示, 在保证安全的前提下, 也让学生认识到有关知识或技能。

　　中学时期是学生真正从科学角度认识化学世界、学习化学知识、了解化学研究方法的起始阶段。化学教师作为学生们用科学方法研究物质世界的启蒙者、引导者, 必须将实验技能作为化学教师的基本技能, 将实验教学作为中学化学教学的一项基本内容, 在教学中合理、有效地完成、落实实验教学, 既是从真正意义上履行一名化学教师的教育义务, 也是在促进学生各项技能与科学探究能力的形成。

　　参考文献
　　[1]杨仁茂.挖掘和发挥化学实验教学功能的探讨[J].化学教育, 2012, (10) :65-68
　　[2]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准 (2011年版) [S].太原:山西出版传媒集团, 2012.2-3.
　　[3]吴俊明.发展化学实验教学研究需要大智慧[J].化学教学, 2013, (2) :3.
　　[4]吴俊明.关于化学实验教学现代化的几个问题 (下) [J].化学教学, 2013, (11) :4.
　　[5]国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010-2020年) [S][EB/OL].http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/wntent_1666937.htm, 2010-07-29.

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