化学实验教学的功能有哪些

化学实验教学的功能有哪些
化学实验教学的功能有哪些

化学实验教学的功能有哪些
化学是一门实验性很强的学科,以实验为基础是化学教育最基本的特征.因此,就像北京教科院基教研中心的黄冬芳老师说的一样“实验在化学教学,尤其在基础教育阶段的重要性无论如何强调也不会过分”.实验在我们的教学究竟能发挥哪些应有的功能呢?这是我们开展实验教学和选择实验教学素材必须思考的话题.
从学生科学素养发展的三个维度（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）上看,化学实验不仅具有认识论和方法论功能,而且具有激发学生学习兴趣、创设教学情景、转变学生学习方式、活动过程体验等多方面的教学功能.这些功能的发挥,并不是一个或几个实验教学所能解决的,它需要一个不断积累的过程,关键的一点是我们在平时教学中要关注实验,真正认识到实验的教学功能,充分创造让实验“开口说话”的机会.
1、生活化实验的功能认识
化学是一门实践性和应用性很强的科学,化学知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面,化学物质、化学现象、化学变化无时不在、无处不在.通过近五年的高考实验题型分析和高中化学教材实验素材的改革变化来看,贴近生活、贴近社会,成为化学实验发展的一个重要指导思想.如何真正把握实验教学的生活化以及实验的生活化认识功能是我们需要不断思考的问题.下面通过两个实例谈谈我们的认识：
例1：“骗术揭秘”
把小块方便面放入的烧杯中,加入一定量的热水,然后滴加碘酒,方便面会很快变成蓝黑色,然后加入维生素C药片粉末并振荡,方便面在半分钟后恢复为原来的颜色,烧杯中的碘酒也变澄清了.该实验来源于生活中的欺骗现象——“神奇的药品”；实验用品：生活中的方便面、碘酒、维生素C；承载的化学知识：碘遇淀粉变蓝色的性质、卤素单质碘的氧化性（反应方程式为:C6H806+I2 ——C6H6O6+2H++2I-）和维生素C的还原性,它可以适合于卤素或淀粉教学,也适合于氧化还原的教学,同时从维生素C角度出发,还能发现一种定量测定维生素C的方法；从褪色现象思考,可以反常规地把淀粉作为指示剂,对指示剂的作用有较全面的认识；该实验从揭露生活中的不良现象出发,把化学知识的教学融入其中,不仅使学生学到相关的化学知识,体会到科学知识的实用性及在生活中实际意义,而且还可以通过情感上的体验树立起对社会不良现象正确认识.
例2：苹果汁变色实验
用榨汁机把青苹果榨成汁,果汁短时间显浅绿色,放置几分中时间,苹果汁很快变成的黄色就较深颜色,加入维生素C药片粉末,搅拌溶解,苹果汁很快由黄色变浅或变为原状.该实验来源日常生活现象——苹果汁的变色；实验用品完全生活化：药品：青苹果、榨汁机、无色玻璃杯；内含的化学知识：Fe2+和Fe3+之间的相互转化,即苹果汁中的Fe2+被氧化剂（氧气）氧化为Fe3+,Fe3+被还原剂（维生素C）还原成Fe2+；该实验既可以适合于铁内容的教学,也可以适合于氧化还原知识教学,作为教材教学的实验补充作用,如果把它与例1结合,还可以延伸到生物学科教学中队维生素C的重要生理功能（还原性）的认识.该实验不仅提供给学生一个“生活化”看待化学的视角,帮助学生了解了生活中饮食中营养价值相关知识,让学生实实在在地体会到化学知识与生活的紧密联系.
2、实验意外现象的功能认识
实验中的意外或者说反常是一个普遍存在的现象.但是,我们对它的关注,并挖掘其中教育教学功能,把它应用于教学方面还是相当欠缺的.实验中的意外可能有时在我们的教学和教育中起到“事半功倍”的作用,而且它还可以成为学生化学知识发展的新的生长点.
例1：“酚酞变色的意外”
酚酞遇碱变红色遇酸不显色,高中学生都知道；但在浓度高于2mol/L的氢氧化钠溶液中加入酚酞,它会变红,振荡褪色；再滴加酚酞变红色,振荡又褪色；在浓度高于80%的浓硫酸中加入酚酞,溶液显橙红色,振荡不退色.例举该实验不是想说明其中的原理,也不是说前面的结论有错误；我想它可以帮助我们解决这样一个问题：“老师辛辛苦苦强调化学反应条件的重要性,而学生置若罔闻,时常在书写方程式时把反应条件置于一边给忘了”.原因是我们认识到在实验中,条件的改变会引起反应质的变化,关系到实验的成败；而学生没有这样的意识.通过该实验可以给学生一种震撼,让学生体会并认识到化学反应中条件控制重要性.
例2：“有味的氧气”
氧气是无色无味的气体,但是实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取的氧气是有“味”的.把氯酸钾和二氧化锰置于试管中加热,闻氧气的气味,你可以闻到有类似于氯气的刺激性气味；把氧气用蒸馏水洗涤,然后在蒸馏水中加入硝酸银溶液,会产生白色沉淀,加稀硝酸不溶.该实验可以解决化学教学中的一个重要问题：“化学实验中往往伴随着副反应,可能产生一些与教材叙述不符的事实”.通过这一大家都很熟悉实验的意外,可以让学生认识到化学反应中存在副反应是一种普遍的客观事实,书本描述的可能是一种理想状态下的情况,同时也可以解决实验教学中我们描述实验细节细致入微,而学生却毫不理解的冷却场面；通过类似的实验,也许我们的学生会养成尽量不放过小细节的好习惯.从化学教学来看这种意外可能成为我们学生研究性学习或继续探究的一个很好的出发点.
例3：“氯离子检验中的意外”
记得在做Cl-的检验的实验时,往NaCl溶液、HC1溶液、Na2CO3溶液中分别加入AgNO3溶液,再加入稀硝酸,发现Na2CO3溶液试管中有很少量沉淀不溶解.有同学指出所用试剂的配制过程中加入自来水,自来水中含有Cl-.于是提出用K2CO3代替Na2CO3进行实验,结果沉淀完全消失,这是为什么呢?回忆Na2CO3的工业制法—侯氏制碱法：以NaCl、CO2、NH3为原料,利用NaHCO3较小的溶解度,将其从母液 ( NaCl溶液)中析出,再加热分解,用这种方法生产的Na2CO3如果工艺水平不够高,或者试剂纯度的级别低,就有可能使产品中仍含有少量的NaCl.该意外不仅有利于加强高中化学知识学习间的纵横向联系,而且加强了科学知识与工业工艺以及技术的紧密联系的认识,学会寻找问题现象的源头思维策略.
3教材中实验的功能的认识
在日常的实验教学中,教材实验是我们实验教学的最主要素材.随着课程变革和发展,课程教材体系发生了巨大的变化；在新的课程体系教学中,整体地把握化学课程体系的是我们今天教学必须做的第一步；教材中实验也是如此,它需要我们重新在新的教学理念中审视,对实验的功能进行充分的认识.
例1：粗盐提纯
粗盐的提纯是一个大家熟悉的实验,在新课程《实验基础》教材中把它放入物质的提纯和分离实验教学的第一个实验,可能的原因是基于学生认知经验层面的思考,但是这一实验蕴含的功能需要我们重新认识.认知方面,主要是电解质水溶液中的离子反应知识（除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-等离子）；技能方面,溶解、过滤、蒸发结晶等实验操作技能培养；从化学沉淀除杂上看,具有实验设计功能,因为学生面临的是如何将上述主要离子除尽,这必须思考取用那些药品和药品的添加顺序的方案（BaCl2、Na2CO3、稀盐酸）,还要设计分析是否除尽的检验方案；从学生方案的比较分析中可以体现实验设计的评价功能；从该实验的背景出发,又对氯碱工业知识和工艺的理解有直接的支撑作用,对新教材海洋中的化学元素和海洋资源的综合开发利用有诱导作用；再从实验的整体流程上思考,食盐的提纯只不过是物质分离提纯的一个载体,它承载着对无机物质分离纯化的一般思路和整体把握的功能,渗透了方法论和认识论的思想；从实验活动看体现了对过程体验的教学功能.
例2阿司匹林药片有效成分的检验
该实验来源于新课程教材中的实验内容,阿司匹林药片的有效成分是乙酰水杨酸（化学式：C9H8O4）,含有羧基、酯基等官能团,它是新课程实验教材有机物性质实验的一个代表物质.该实验需要的学科知识基础是羧基、酯基和酚羟基的性质知识；实验操作技能方面包含溶液的配置和滴定等操作技能；从官能团的测定方法选择和采用上看有实验方案设计的功能；从实验在科学研究中作用的认识上看,具有对定性和定量研究的双重功能认识作用；从实验的选材上看具有生活化的特征；从择业倾向特点上看类似于药物工程中药物分析特色；从物质类别性质上看,它承担了有机化学物质性质实验的一般方法；从新课程教材的综横向（必修和选修、选修与选修）联系上看,《有机化学基础》、《实验化学》、《化学与生活》、《化学2（必修）》都用到关于阿司匹林这一素材,如①《有机化学基础》的官能团教学、有机物的合成——逆合成法②《实验化学》中物质性质实验③《化学与生活》中准备一个家庭小药箱④《化学2（必修）》中常见重要的有机物,这样就形成了一个以乙酰水杨酸为中心的有机化学教学的主题,从不同的视角有侧重地把知识与技能、过程与方法、情感态度价值观得以展现,这一实验在不同模块教材中教学的紧密联系给我们一个很好的启示,实验教学不只是要关注实验本身,更重要的是我们要把握它教学的整体性.
化学实验是化学教育、教学中一种多功能的载体,而功能的多样性需要我们去挖掘,功能的实现需要我们去落实,只要我们在化学教学中关注实验,有意识地多创造一些让实验在教学中说话机会,让学生感受到化学、化学实验的魅力,使实验成为培养和保持学生对化学兴趣的一条有效途径,成为学生学习化学知识的一个生长点,成为学生自主实验活动（如：研究性学习、实验探究、家庭小实验等）的一个支点,这样才是真正发挥实验的应有的教学功能.