化学实验手册的编写策略(一)

时间：2022-11-23 13:21:44 化学毕业论文我要投稿

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化学实验手册的编写策略(一)

化学实验手册的编写策略
摘要：化学实验教学在化学教学中占据核心地位，化学实验手册为化学学习提供了思考与探究的方向。然而长期以来，人们忽略了实验手册的编写问题，造成我们看到的实验手册都是实验过程的罗列，告诉你怎么做，甚至告诉了你试剂种类，试剂用量以及注意事项等，学生沦为机器，按书上的要求做一遍，缺乏思考，降低了学生学习的兴趣，丧失了实验应有的培养人素质的功能。本文以苏教版《实验化学》中的课题——《硫酸亚铁铵的制备》为例，探索编写实验手册的策略。
关键词：化学实验手册编写策略
一、实验手册的作用
苏教版《实验化学》实验手册的前言部分表明：该实验手册不仅为化学实验教学提供参考的样板，同时也为化学学习提供了思考与探索的方向。教学中可以根据实验条件、学生认识基础和学习兴趣，以教师演示实验、课堂边讲边实验、课堂边讲边实验、学生分组实验等形式开展实验教学。[1]
这说明实验手册是载体，是实验教学的重要形式，是教科书的重要补充形式。她的编写应该能够体现科学的探究过程；应该能够给教师的演示实验提供重要的参考；应该有利于学生组织和完成探究实验；应该有利于激发学生探究热情，体验探究过程的乐趣。
二、目前实验手册的编写方法及存在的问题
我们以苏教版《实验化学》专题7课题1《硫酸亚铁铵的制备》的实验手册编写为例：
栏目设置栏目内容优缺点评述
实验目的给出了本实验的目标，侧重于知识与技能，过程与方法的要求缺少态度与价值观的要求
思考与猜想实验过程中的一些操作以问题形式提出，帮助学生理解原理，形成合理的实验方案可以引导学生思维，帮助学生理解
实验器材列出所需仪器和试剂，液体药品还注明浓度便于教师准备实验，但是不利于学生独立探究，容易限制学生思维，使学生丧失探究兴趣
实验步骤详细给出实验操作方法，试剂用量，并要求在相应操作后面写出观察到的现象，得出的结论，并产率计算等。这是探究过程吗？能培养学生的思维和科学素养吗？这一步是最失败的！
实验结果将实验中记录的现象、数据等填入成表格有力于学生整理归纳

化学实验手册的编写策略(一)

分析讨论对本实验核心知识进行提升有利于学生深刻理解实验原理，有利于学生反思实验过程，形成更完善的实验方案，有利于学生落实核心知识
提示穿插在实验步骤中，对实验细节中涉及到的知识进行提示帮助学生顺利完成实验，解决一些学生无法当堂解决的问题
有上可知，苏教版实验手册的编写较好的进行了栏目创新，设置的“思考与猜想”、“小资料”、“分析与讨论”等栏目较好的激发学生的学习兴趣，很好的帮助学生完成探究过程。然而实验步骤的编写还是跳不出所有实验手册编写的问题，就是给出了非常详尽的实验步骤，甚至给出了具体药品的浓度和用量，这样的实验编写只会禁锢学生的思维，引导学生依样子画葫芦，丧失独立思考独立判断的能力。
三、实验手册编写的目标
1、要有助于激发学生浓厚的学习兴趣
    兴趣是最好的老师，实验现象的丰富性和多样性可以成为学生学习的兴趣点。实验过程中的不确定性又可以激发学生探究的欲望，引导学生深入思考，不断探究。因此，实验手册的编写过程中可以对实验现象，实验过程进行预先的设计和猜测，切不可完全告知，这样做就会降低学生的学习兴趣。
2、要有助于培养学生的观察能力和思考能力
    通过完成实验，让学生有完整的体验，在做中观察，在观察中思考，这是实验的一个重要作用，因此实验手册在编写过程中要设计表格，便于让学生及时记录实验现象，分析现象，得出结论，也可以设置几个问题，引导学生深入思考。
3、要有助于培养学生合作精神
化学实验特别是制备实验是个比较复杂的过程，无论从方案设计、方案实施、过程完善等都不是一两个人可以完成的，需要师生合作，生生合作共同完成。所以实验手册编写中要设置实验环节，比如“课外查找资料”，“交流与讨论”等环节，让学生养成合作意识，培养团队精神。
4、要有助于培养学生科学的态度
化学实验的过程就是一个科学探究的过程，学生在研究过程中会遇到很多问题，有些现象与理论不符，有些原设计无法顺利实现，学生要通过努力才能实现。所以实验手册编写过程中要设置反思与总结环节，这样非常有利于培养学生实事求是的科学精神，也有利于学生养成科学的思维，感受探究过程的艰辛。
5、要有助于培养学生节约环保意识
环境保护与每个人息息相关，但是空洞的口号不能代替真切的体会，化学实验过程中会产生很多废弃物，应该如何处理？化学也能变废为宝？所以实验手册编写过程中要体现这方面要求，可以在提示中对试剂用量等方面做一个概述，引导学生养成节约环保意识。
6、有助于培养学生探究精神
新课程改革的一个重要而具体的目标，就是改变至今普遍存在的学生被动接受和老师反复灌输的教学方式，倡导积极探索能够使学生主动参与的探究性学习的新方法。[２]而实验是培养学生探究精神的最好载体，因此在实验手册的编写过程中，实验方案的设计，实验方案的实施过程，都应该让学生充分探究，对于复杂的实验，只需提供必要的条件和一些提示，引导学生主动探究。
四、实验手册的编写方法和策略
我们以苏教版《实验化学》中的课题——《硫酸亚铁铵的制备》为例，探讨实验手册编写方法和策略。
实验目的的编写方法
实验目的应该指出通过本实验应该掌握的知识和技能，以及层次要求，应该体现新课程的理念，包含三维目标，包括知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观，比如《硫酸亚铁铵的制备》可以增加一个情感态度与价值观目标：利用废铁屑制备硫酸亚铁铵，感受化学在变废为宝中的重要作用。学生通过完成这个实验，彻底改变观念中的化学就是污染的错误想法。
思考与猜想的编写方法
思考与猜想的编写应该能够提示学生设计实验方案，能够解决实验过程中的一些重要问题，在问题的编写过程中不一定要用问答题的形式，比如《硫酸亚铁铵的制备》，可以补充设置这样的问题：
请你写出所有可以制备硫酸亚铁溶液的方法？
分析评价选用何者方案比较好？
制备的硫酸亚铁溶液容易被氧化，你将采取何种方法？
铁与硫酸反应比较慢，如何加快反应速率？
利用废铁屑制备硫酸亚铁铵有何意义？废铁屑上有油污如何除去？
（6）下列关于硫酸亚铁铵的溶解度大小的叙述正确的是          （      ）
A．比硫酸亚铁大                          B．比硫酸铵大
C．比硫酸亚铁、硫酸铵都小                D．比硫酸亚铁、硫酸铵都大
这些问题都是学生刚开始时无法预料到的，但是又是学生可以用理论解释的问题，以问题形式提出便于学生预习，使得实验方案能更加完整。
3、实验器材的编写方法
    实验器材应该列出本实验所需的仪器药品，但是考虑到方案的不确定性，将所有的仪器药品都列出，会限制学生的思维，但是不列出，又会造成缺乏对学生的指导，学生茫然无序，也不利于实验的组织实施，所以我认为仪器药品的给出可以采用半开放式，以《硫酸亚铁铵的制备》为例：
制备硫酸亚铁溶液所需药品：废铁屑
制备硫酸亚铁溶液所需仪器：
制备硫酸亚铁铵溶液所需药品：硫酸铵
制备硫酸亚铁铵溶液所需仪器：布氏漏斗、吸滤瓶、抽气泵
这样的编写有利于学生积极思考，因为只有通过思考整个制备过程，才能得出所需仪器和药品。
实验步骤的编写方法
     这步编写是实验手册编写中最重要、最核心的部分，也是目前实验手册中存在的最大的问题。以《硫酸亚铁铵的制备》为例，实验手册是这样编写的：
（1）实验步骤的编写要有探究性
例一：取一只小烧杯，放入约5g铁屑，向其中注入15ml 1mol/LNa2CO3溶液，浸泡数分钟后，用倾析法分离并洗涤铁屑，晾干。
观察到的现象：
你的结论：
这种编法学生肯定会依样子画葫芦，照单抓药，缺乏思考，如果但是为了操作方便，也可以改为一下这种形式：
例二：称取5g的铁屑注入15mL1mol/LNa2CO3溶液→浸泡（水浴加热）→倾析法分离→

用蒸馏水洗涤数次→晾干（烘干）
观察到的现象：
   你的结论：
例二的编写形式比文字描述更加简单明了，但是仍旧摆脱不了禁锢学生思维的问题，缺乏实验本身的探究性，但是这样图示的表示方法是值得借鉴的，在某些地方可以适当应用。真正探究性的实验步骤应该怎样编写呢？
例三：
实验目标
铁屑的净化
实验原理

实验方案设计

实验装置图

实验现象记录

实验结果分析
小提示稍加热可以大大提高去污效果
例三的实验编排形式很好的体现了探究性实验的特点，包含了探究性实验的三个要素
① 提出探究问题和任务
② 给学生一定的空间和时间，利用实验自己去探究，并且更多地通过合作完成。
③ 引导学生进行正确的表达与交流
这中编写形式也能很好的引导学生建立科学探究方法；由于方案是学生自己设计的，所以学生积极性明显提高，并且非常渴望能够亲身实践；由于结果的未知性，学生非常注意实验细节，仔细记录每步实验现象；对于自己的实验结果，也会有反思，且问题更加有针对性，因为问题是自己实验过程中生成的。
（2）实验步骤的编写要有层次性
对于一个综合实验而言，有些实验可以让学生放开去设计、去完成，但是对于新学的基本操作，基本方法需要学生去学习掌握的，规范的介绍和演示也非常重要，这块内容最好以小提示或者课外阅读的形式给出。以《硫酸亚铁铵的制备》为例，在制备硫酸亚铁铵晶体时用了抽滤的方法，这个学生从来没接触过，仪器不熟悉，原理不明白，用途不清晰。所以可以在课外阅读中给出：
名称：抽滤装置
组成：真空泵、布氏漏斗、吸滤瓶
用途：利用真空泵或抽气泵将吸滤瓶中的空气抽   走而产生负压，使过滤速度加快
使用方法：先在圆筒底面垫上滤纸，将漏斗插进布氏烧瓶上方。布氏烧杯的侧口连抽气系统。然后将欲分离的固体、液体混合物倒进上方，接通抽气泵，形成负压，加快过滤。结束后要先拔抽滤瓶和缓冲瓶之间的橡皮管，在关掉抽滤泵。
（3）实验步骤编写要注意严密性
    化学实验是个非常复杂的过程，期间会有许多副反应或者反常现象，所以在编写实验过程中不能讲得绝对化。以《硫酸亚铁铵的制备》为例，在制备硫酸亚铁溶液实验中，在反应结束的溶液中要加1mL 3mol/LH2SO4溶液，目的是防止水解。但实际上铁屑不可能反应完，按照教材的用量，硫酸本来就是过量的，溶液呈酸性，就不需要再加硫酸了，所以这样的编写只会使学生思维僵化，可否改为：已知亚铁离子在酸性溶液中相对稳定，在碱性溶液中容易被氧化，那测测你制得溶液的酸碱性吧！如果是碱性，应该采取什么措施？
实验结果的编写
实验结果应该包括数据、重要现象、重要原理等，最好以表格的形式给出，便于学生分析处理。这一部分现行实验手册还是比较好的。
分析讨论的编写
这部分内容是对整个实验的回顾与反思，并起到深化理解，提升思维的作用，实验手册在编写过程中要强化这部分内容，以《硫酸亚铁铵的制备》为例，其实还是可以提许多有思考性的问题，比如：
铁屑中含有少量铁锈，对产品质量有无影响？为什么？
② 铁与稀硫酸的反应要控制水浴温度60℃左右，偏高或偏低有何影响？
③ 反应过程中为何要补充水，以保持溶液体积基本不变？
④ 制得的溶液为何要趁热过滤？
⑤ 蒸发浓缩溶液时能否蒸干？为什么？
⑥ 用少量酒精洗涤晶体的原因是什么？能否用滤液洗涤晶体？为什么？
反思与总结的编写
现行实验手册中没有这一步，我觉得设置这一环节非常重要，学生在实验中遇到的问题，在练习中无法一一呈现，学生通过自己的努力，排除一切干扰，完成实验，有许多的收获是无法通过练习达到的，所以设置这一环节除了掌握知识外，也是对情感态度价值观的提升。
实验手册的编写还有许多问题值得探讨，但是很少有人关注这个问题，现行实验手册的编写引入了许多栏目，形式上作了很大的改变，但是仍旧有许多地方值得完善，为落实新课程的基本理念和教学要求，需要我们大家共同努力！

参考文献：
[1] 浙江省教育厅教研室．化学实验手册-实验化学．浙江：浙江科学技术出版社，2008年6月．
[2]吴琼．中学化学教学建模．广西：广西教育出版社，2003年5月．

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