新課程高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

新課程高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

在實(shí)施中學(xué)化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的過程中，以“科學(xué)探究”為核心的課程理念成為推動科學(xué)課程改革的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)探究是中學(xué)化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的最基本特征，是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的有效手段，具有其他教學(xué)形式無法替代的特殊作用。筆者現(xiàn)就新課標(biāo)與舊大綱教科書（人教版）高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行比較，從實(shí)驗(yàn)數(shù)目和實(shí)驗(yàn)編排形式、實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式、內(nèi)容選擇的差異以及存在的問題與不足進(jìn)行對比探究。一、新課標(biāo)與舊大綱教科書化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)目和實(shí)驗(yàn)編排形式的差異表1和表2中給出的數(shù)據(jù)反映了大綱教科書和新課標(biāo)教科書中實(shí)驗(yàn)的分布情況，其中表2里的實(shí)驗(yàn)指的是課本中的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究中涉及的實(shí)驗(yàn)。從表1和表2的數(shù)據(jù)中可以看出，與大綱教科書相比，新課標(biāo)教科書實(shí)驗(yàn)總數(shù)增加不大。但二者在實(shí)驗(yàn)的編排上有很大的不同。分析兩版教科書中實(shí)驗(yàn)的編排體系可以看出，在大綱教科書中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)的分散的方式分布于整個(gè)化學(xué)課程內(nèi)容中，演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)分得很清楚，并將其明確地列了出來。在新課標(biāo)教科書中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)以兩種方式來加以組織。一種是分散的方式，即將化學(xué)實(shí)驗(yàn)分散在化學(xué)1和化學(xué)2及“化學(xué)與生活”、“化學(xué)與技術(shù)”、“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”、“化學(xué)反應(yīng)原理”、“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”等相應(yīng)的課程模塊中。實(shí)驗(yàn)直接穿插在具體的知識內(nèi)容當(dāng)中，淡化了演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)之間的界限，沒有刻意地區(qū)分出哪些是演示實(shí)驗(yàn)，哪些是學(xué)生實(shí)驗(yàn)。另一種是集中的方式，即將化學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)作為一個(gè)課程模塊——“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”，以此來加強(qiáng)化學(xué)學(xué)科特征，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。新課標(biāo)教科書中的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)之間的有機(jī)結(jié)合，實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的關(guān)系也有所改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)的功能多樣化，增加了探究性實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。教師的演示實(shí)驗(yàn)也多以探究性實(shí)驗(yàn)為主，充分體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的理念。二、新課標(biāo)與舊大綱教科書的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式的差異新課標(biāo)教科書與大綱教科書最明顯的區(qū)別就是內(nèi)容的呈現(xiàn)方式不同。教科書選擇什么樣的呈現(xiàn)方式，與教科書的功能定位密切相關(guān)。傳統(tǒng)的化學(xué)教科書大都是局限于“教本”的一種純敘述性文本，采用規(guī)范的學(xué)科術(shù)語講解和呈現(xiàn)教材內(nèi)容。而新的課程標(biāo)準(zhǔn)突出以學(xué)生的發(fā)展為本，倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式。這對教科書的設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)提出了新的要求，即以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，為自主、合作、探究式學(xué)習(xí)提供支撐。大綱教科書中實(shí)驗(yàn)的各種呈現(xiàn)方式為：實(shí)驗(yàn)X-X；家庭小實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)習(xí)題以及閱讀、選學(xué)、資料等欄目介紹相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識。實(shí)驗(yàn)主要以演示實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，雖然也設(shè)計(jì)了一些家庭小實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)習(xí)題，以及閱讀、選學(xué)、資料等欄目介紹相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識，但總體數(shù)量較少。實(shí)驗(yàn)以文字陳述為主要內(nèi)容呈現(xiàn)形式。新課標(biāo)教科書的實(shí)驗(yàn)在文字陳述的同時(shí)設(shè)置了許多風(fēng)格獨(dú)特、豐富多彩的欄目，如實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究、實(shí)踐活動等，并輔以學(xué)與問、思考與交流、實(shí)驗(yàn)習(xí)題、科學(xué)視野、資料卡片和科學(xué)史話等欄目，這些精心設(shè)計(jì)的欄目實(shí)際上就是一個(gè)指導(dǎo)學(xué)習(xí)的過程。在教學(xué)過程中要調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，引導(dǎo)他們不斷地思考，更好地發(fā)揮各欄目隱含的學(xué)習(xí)內(nèi)容的作用。通過這些欄目去引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。教材中涌現(xiàn)出了一些新的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式，如實(shí)驗(yàn)活動陳述式、實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)式、激疑質(zhì)疑式、引導(dǎo)探究式、總結(jié)提煉式等。這些新的呈現(xiàn)方式的出現(xiàn)，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和化學(xué)教師提出了新的要求和挑戰(zhàn)。下面我們通過實(shí)例，看一下新舊教科書是如何具體呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的。案例1氫氣在氯氣中燃燒在新課標(biāo)教科書中這部分內(nèi)容表現(xiàn)為：[實(shí)驗(yàn)]在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃?，然后把?dǎo)管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象，并填寫表3。與化合的產(chǎn)物HCl氣體溶于水，成為我們常用的鹽酸。[思考與交流]通過在中燃燒的實(shí)驗(yàn)，你對燃燒的條件本質(zhì)有什么新的認(rèn)識？在大綱教科書中這部分內(nèi)容表現(xiàn)為：[實(shí)驗(yàn)]在空氣中點(diǎn)燃，然后把導(dǎo)管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中（圖1）。觀察在中燃燒時(shí)的現(xiàn)象。純凈的可以在中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰。反應(yīng)生成的氣體是HCl，它在空氣里與水蒸氣結(jié)合，呈現(xiàn)霧狀（圖2）。氯氣與銅、氯氣與氫氣的反應(yīng)說明，燃燒不一定要有氧氣參加，任何發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)，都可以叫做燃燒。比較新舊教科書中關(guān)于這部分內(nèi)容的呈現(xiàn)方式可以看出，在大綱教科書中，課本直接給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)方程式，然后直接得出燃燒的定義；而在新課標(biāo)教科書中，這部分內(nèi)容雖然仍是以文本和實(shí)驗(yàn)的形式呈現(xiàn)的，但與原來的人教版必修教材相比，突出了內(nèi)容的思考性和探究性，引導(dǎo)學(xué)生通過自己的觀察和思考，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出問題，通過學(xué)生間的討論和交流，深化對“燃燒”概念的理解。關(guān)于氯氣性質(zhì)的知識由學(xué)生自己通過實(shí)驗(yàn)、思考等活動探究出來，得到的知識結(jié)論是鮮活、生動的。在活動與探究的過程中，學(xué)生學(xué)會了怎樣從不知到知，既動手又動腦，在運(yùn)用科學(xué)方法解決一個(gè)又一個(gè)問題的過程中，享受到成功的喜悅。三、新課標(biāo)與舊大綱教科書內(nèi)容選擇的差異1.“課標(biāo)”中增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“課標(biāo)”設(shè)立了8個(gè)課程模塊，新增加了“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”這一獨(dú)立的課程模塊，在所給出的162項(xiàng)“活動與探究建議”中，涉及利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的有61項(xiàng)。其中有的實(shí)驗(yàn)是以前高中課本中從沒有出現(xiàn)過的，如用紅外光譜法檢驗(yàn)鹵代烷中的鹵素、比色法測定動物血液或抗貧血藥物或補(bǔ)血劑中鐵的含量、硫酸亞鐵銨的制備和純度測定、用氧化還原滴定法或電化學(xué)分析法測定污水中的化學(xué)耗氧量、李比希法分析碳?xì)湓睾康膬x器裝置與原理等近20項(xiàng)。2.高中化學(xué)新課標(biāo)教科書中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的變化新課標(biāo)教科書中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與大綱教科書中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相比，發(fā)生了一些變化，歸納起來有如下幾方面。（1）增加了一些基本操作實(shí)驗(yàn)。在化學(xué)1的第一章增加了“萃取、蒸餾”等基本操作實(shí)驗(yàn)，其意圖是讓學(xué)生在高中化學(xué)的開始階段就盡量地多學(xué)習(xí)掌握一些基本的實(shí)驗(yàn)方法和必需的實(shí)驗(yàn)基本技能。（2）增加了突出科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)，增加了貼近生活、貼近實(shí)際、聯(lián)系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)。（3）科學(xué)探究應(yīng)該作為一種理念滲透到化學(xué)教學(xué)的方方面面?？茖W(xué)探究活動反映在教材中有兩個(gè)方面：一是實(shí)驗(yàn)探究；二是活動探究。（4）增加了突出過程體驗(yàn)和科學(xué)方法教育的實(shí)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和探究活動。普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》比較突出的一個(gè)變化是三維目標(biāo)中的“過程與方法”目標(biāo)，這是傳統(tǒng)的高中化學(xué)教材所忽視的維度?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)對實(shí)現(xiàn)“過程與方法”目標(biāo)有著不可替代的作用和意義。（5）增加了體現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)以及增加了簡易化、趣味化、學(xué)科之間滲透的實(shí)驗(yàn)。教材中引入了光譜儀、質(zhì)譜儀、原子吸收、核磁共振儀、X-射線衍射等用于分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的測定的現(xiàn)代儀器，并將手持技術(shù)引入到了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。教科書中對許多實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，體現(xiàn)了簡易化、趣味化的趨勢。四、新課標(biāo)與舊大綱教科書化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題思考1.大綱教科書中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在的主要問題傳統(tǒng)教科書中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的選材，大部分是多年一貫制流傳下來的，其來源主要有以下幾個(gè)方面：科學(xué)家做過的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)；模擬工業(yè)生產(chǎn)原理的實(shí)驗(yàn)；某些新的實(shí)驗(yàn)研究成果的引入；大學(xué)中的部分實(shí)驗(yàn)下放到中學(xué)階段；中學(xué)化學(xué)教師自己設(shè)計(jì)或改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)；以學(xué)科知識為中心編選的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)側(cè)重于化學(xué)基本原理、基本概念及元素化合物基礎(chǔ)知識的傳授，過分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證性和培養(yǎng)基本操作技能，實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)落后，不利于學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。?）大綱教科書中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，無論在實(shí)驗(yàn)課題的內(nèi)容選擇和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)上，還是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求和評價(jià)上，實(shí)驗(yàn)的學(xué)術(shù)化傾向都較為明顯。過分側(cè)重于學(xué)科訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)，不僅功能過于單一，而且不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和誘發(fā)學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。（2）傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)過分孤立地強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練。（3）化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫離學(xué)生的生活實(shí)際和社會實(shí)際，受學(xué)科本位的課程觀和教學(xué)觀的影響，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，考慮學(xué)科的多，考慮學(xué)生的少。（4）過于重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知性結(jié)果，忽視學(xué)生的過程性體驗(yàn)，學(xué)生主動探究的少。在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，過于強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)對所認(rèn)識的化學(xué)基本概念、基本規(guī)律和基本原理的驗(yàn)證。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)學(xué)生幾乎不需要進(jìn)行什么“探索”，設(shè)計(jì)只要按照實(shí)驗(yàn)步驟做下去，就能得出結(jié)論。從促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)全面發(fā)展的角度來看，它不利于對學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度、情感與價(jià)值觀的培養(yǎng)。2.新課標(biāo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題（1）新課程高考模式化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查內(nèi)容比舊大綱教科書少，化學(xué)知識沒有系統(tǒng)全面考查。新課程高考模式大多省市采用“3+文/理綜合”模式，理綜化學(xué)分必考和選考部分，必考內(nèi)容為必修1、必修2、選修4，必考內(nèi)容含58個(gè)實(shí)驗(yàn)。選考內(nèi)容為選修2、選修3、選修5三選一，選考內(nèi)容為選修2含6個(gè)實(shí)驗(yàn)、選修3含4個(gè)實(shí)驗(yàn)、選修5含15個(gè)實(shí)驗(yàn)，可見新課程高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)比大綱教科書中132個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)少得多。選修課的開設(shè)使得學(xué)生沒有系統(tǒng)的化學(xué)知識，不像舊大綱教科書那樣學(xué)得全面，有規(guī)律。不同選修教材的教學(xué)難度不一，高考命題的難度難以平衡，不利于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及高校人才選拔。（2）新課程高考命題化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題難以體現(xiàn)多維化教育理念。探究、自主學(xué)習(xí)是新課改的關(guān)鍵詞，化學(xué)作為自然學(xué)科，應(yīng)將探究作為課改推進(jìn)中的“核心”，在教材編寫中處處滲透，在課堂教學(xué)中時(shí)時(shí)體現(xiàn)，在教學(xué)評價(jià)中占據(jù)核心，在命題考查中重點(diǎn)突出。新課程三維目標(biāo)在高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題中難以體現(xiàn)。通過對比2011年全國高考大綱全國卷（理綜）第29題和2011年全國高考新課標(biāo)全國卷（理綜）第28題以及2010年全國高考大綱全國卷（理綜）第29題和2010年全國高考新課標(biāo)全國卷（理綜）第27題，得知都為實(shí)驗(yàn)綜合題，每年兩套題都由國家考試中心命題專家命制，新課標(biāo)全國卷并沒有比大綱全國卷更能體現(xiàn)新課程教育理念，自主、合作、探究及過程與方法也沒有得到體現(xiàn)。這說明高考命題的改革跟不上新課程的變化和要求。（3）新課程化學(xué)教材忽視學(xué)科教育本身的規(guī)律，高中化學(xué)新課程分模塊結(jié)構(gòu)難以形成知識主線?！盎瘜W(xué)學(xué)科的獨(dú)特思維方式”、“研究物質(zhì)的獨(dú)特視角”、“獨(dú)立操作的基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)”等，在高中化學(xué)新課程教學(xué)中正被逐漸淡化。新課程化學(xué)教材沒有學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)。學(xué)生對學(xué)生實(shí)驗(yàn)不能系統(tǒng)全面地了解?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)比使用舊大綱教科書時(shí)少，學(xué)生學(xué)習(xí)某些化學(xué)知識在不同模塊間有重復(fù)。探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式。例如，一次新課程研討會舉行的公開課，內(nèi)容是“發(fā)展中的化學(xué)電源”，采用了探究學(xué)習(xí)的方式。教師把學(xué)生分為兩大組，一組為科學(xué)家，一組為電池使用者。電池使用者提出問題，科學(xué)家作答。提出的問題有：為什么干電池作廢后，經(jīng)太陽一曬，又有電了，但很快又沒電了？電池作廢后為什么會爛掉并流水，怎樣改進(jìn)？堿性電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？此外，還針對充電電池、燃料電池、航海燈電池、金屬腐蝕等提出了很多問題。出乎意料的是，“小科學(xué)家”們一一作了正確回答?？墒菑膶W(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的形成角度深究，其效果又在何處呢？試想，如果課前不進(jìn)行多次排練，學(xué)生能提出這些問題嗎？“科學(xué)家”能作出如此熟練的回答嗎？另外，這樣的探究學(xué)習(xí)，從表面看上熱熱鬧鬧，探究的問題也不少，學(xué)生好像學(xué)到了很多知識，但實(shí)際上學(xué)生真正弄懂了多少？關(guān)于原電池的基本工作原理、電池反應(yīng)式的書寫、原電池的設(shè)計(jì)等，這些原本屬于核心知識、核心技能、核心方法形成的關(guān)鍵內(nèi)容，湮沒在流暢的答辯、激動的叫好聲中。原電池的相關(guān)知識在幾個(gè)模塊的教材中重復(fù)出現(xiàn)，對中學(xué)化學(xué)教學(xué)也很不利。（4）新課程實(shí)施化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀。高中化學(xué)新課程改革的實(shí)踐層面變得艱辛異常，剛開設(shè)新課程時(shí)，很多教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室邊講課邊做實(shí)驗(yàn)，探究氣氛很濃。隨著探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深入和持久，熱情逐漸降低、興趣也消失了，以至于成為“雞肋”。目前的狀況是，大多數(shù)學(xué)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)比使用舊大綱教科書時(shí)少，雖然在高中學(xué)業(yè)水平測試中有化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查，但也沒有改變局面，探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以落到實(shí)處。高中化學(xué)骨干教師進(jìn)行新課程培訓(xùn)時(shí)，有的教師規(guī)定每天上課開始提幾個(gè)問題給學(xué)生探究，這種固定模式探究脫離教學(xué)實(shí)際。某校教師將2個(gè)平行班按常規(guī)教學(xué)班和新課程實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行對比，結(jié)果常規(guī)班教學(xué)效果好，其原因是新課程實(shí)驗(yàn)班的探究流于形式，未抓住本質(zhì)，偏離教學(xué)方向。教師在實(shí)際教學(xué)中課時(shí)少，如必修1講述元素化合物知識時(shí)，讓學(xué)生展開