摘要：本文从两个层面阐述了自己对高中化学实验的认识。
关键词：实验；模式；探究；方式
高中化学“以科学探究作为课程改革的突破口”“倡导以科学探究为主的多样化学习方式”，教学中如何理解这两点要求？笔者结合教材谈谈自己的几点想法。
一、明确实验设置特点，创设有效教学模式
以人教版教材为例，在实验类别上取消学生单元实验，强化实验探究；淡化演示和学生实验的区别，增强学生自主探究；在呈现方式和数量上，设置有[实验x-x]143项、[科学探究]46项、[实践活动]31项，还设有[拓展实验]、[家庭小实验]、[实验习题]等20项，在[思考与交流]、[学与问]、[科学视野]、[科学史话]、[资料卡片]、[课后习题]、[开放性作业]等新栏目中也隐设有实验内容。充分体现了实验内容的丰富性、多样性、开放性和灵活性等，给实验资源开发利用提出了更高的要求和更广阔的空间；为探究性实验教学提供了丰富的研究课题，有利于师生拓展内容，潜心钻研；也为学生进一步收集资料、解决问题提供一定的引导。在教材编排上，将实验与教学内容相融合，以“情境－问题－假设－实验－结果－讨论”为主线，全面展示实验研究过程，有利于促进学生像科学家那样探究真理、体验过程、感受愉悦，并学习实验技能。
据此特点，创设合理的教学方案，实施有效的实验教学。
譬如，有关物质结构、组成、性质和变化的探究实验，旨在帮助学生充分了解物质的结构、性质、用途与制法之间的相互联系，在学生熟练掌握各类物质物理性质（顔色、气味、熔沸点、水溶性）、化学性质及特征反应的基础上，设计出合理的实验过程。设计方案时,抓住元素及其化合物的本质特征等，经过分析、比较、综合和概括；然后结合反应原理、实验仪器与操作方法，开展实验活动，或者查找化学事实及史料，探明科学原理。例如，对于分子式为C2H6O的结构可能是CH3-CH2–OH还是CH3-O-CH3？教材提供了核磁共振氢谱图的实验事实。要引导学生仔细比较分析，对于CH3CH2OH、CH3—O—CH3这两种物质来说，除了氧原子的位置、连接方式不同外，碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的化学环境不同，即等效碳、等效氢的种数不同；不同化学环境的氢原子（等效氢原子）因产生共振时吸收的频率不同，被核磁共振仪记录下来的吸收峰的面积不同。所以，可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。有关制备实验设计，要抓住原理这一切入点进行，一个实验可先设计多种方案，再遴选出原理正确、操作简单可行、用品节约环保并符合绿色化学原则等要求的最佳方案。这两类实验，可由教师演示，也可由学生边学边做或专堂实验，还可由教师与学生相结合来完成。
二、选择合理教学方式，实施有效实验教学
化学实验教学主要有演示讲授、合作探究和课外研究等方式。根据实验内容设置与探究对象，可选择相应合理教学方式。
1.演示讲授是由师生演示实验和教师讲授相结合的教学方式。教师结合教学内容，安排师生表演实验，示范操作,并为全班学生呈现鲜明可信生动直观的实验事实；同时，由教师结合演示过程穿插启发式的讲解、讲述，指明其主题、装置和试剂、条件、应重点观察的部位和现象，启发学生思考发生了什么反应、实验得出什么结论等等，以促进学生对知识的理解和掌握，启迪学生的思维；并以身示范地讲介正确的实验方法，强化学生对实验操作的精确性和规范化的认识。
譬如《化学1》“硫和氮的氧化物”第一课时的教学时，可通过课件“展示硫在Ｏ2中燃烧；展示空气质量日报；观看二氧化硫的短片”创设情景，引出学习课题。引导学生思考二氧化硫有哪些性质、用途、有哪些危害以及如何防治。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆归纳推测SO2是一种具有刺激性气味、有毒的气体，并较易溶于水形成酸雨。接下来，让学生观察一瓶盛满二氧化硫气体的颜色与气味。将装满二氧化硫气体的试管倒立在水槽中，在水面下打开胶塞，观察试管内水面的上升；然后再水下用胶塞塞紧试管口，取出试管待用。学生得出二氧化硫易溶于水的性质。
通过设问“将石蕊试液滴入SO2的水溶液中发生了什么变化？用试纸测定其溶液的PH，判断酸碱性。说明什么？”得出将上述溶有二氧化硫的溶液滴加紫色石蕊试液后溶液变红的结论。
通过设问“①SO2由两种元素S和O组成，思考SO2是什么氧化物，具有哪些性质？②各元素化合价是多少？S元素有哪些常见化合价？③从以上方面预见一下SO2 可能具有的化学性质，并说出理由”，引导学生认识“二氧化硫具有酸性氧化物的通性；其中硫呈中间价态，既有氧化性又有还原性”。引导学生思考“我们推测SO2可能既有氧化性又有还原性，那么通过哪些反应证实呢？”并得出：SO2表现还原性，需要加入氧化剂来实现；SO2表现氧化剂，需要加入还原剂。
在此基础上，提供资料“1.硫化氢是一种较强的还原剂，如发生氧化还原反应，可能被氧化成单质硫（淡黄色固体）或更高价态。”“2.溴水是一种较强的氧化剂，如发生氧化还原反应，颜色会由橙黄色变为无色。”“3.KMnO4是一种很强的氧化剂，如发生氧化还原反应，溶液的颜色会褪去。”“品红溶液是一种用来检验SO2的漂白性的试剂。”据此资料，启发学生设计实验，验证二氧化硫与Ba(OH)2溶液、H2S溶液、酸性KMnO4溶液、溴水、品红溶液反应的性质。在此基础上，推测检验各反应的产物并进行验证实验。
通过教学实践，学生经历了观察现象、提出假设、拟订方案、实验验证、理论分析，再实验验证、归纳结论的过程，自主获得了SO2具有酸性氧化物通性、氧化性、还原性、漂白性的结论。这样处理，避免了学生生硬地接受结论，突出教师主导下的学生主体探究，使学生感受了探究的过程与成功的喜悦，在积极的情感体验中获得知识和科学方法，提高学习能力，并形成严谨的科学态度。
2.合作探究是由学生在教师指导下亲自动手操作的实验教学方式。其特点一是全员动手，二是人人合作。可以是专题学生实验活动，也可以是随堂边做边学实验。它适用于再现性质、检验检测及制备实验，也适用于规律与原理的探究实验。该方式又可分实验归纳和实验演绎等形式。实验归纳在传授新知识，特别是有关化学理论教学之前的元素化合物、有机化合物及简单化学概念形成等时节的实验教学，比较得体；常用于新授课的随堂实验，复习课的归纳以及运用所学知识解决问题等的教学中。实验演绎是运用已有知识原理，进行扩展、演绎推理或论证、加深而获得新知识体系的一种教学方式。通过实验演绎使学生由已有原理概念而形成新知识增殖、扩大规律性知识的应用范围，从而掌握新知识。
譬如《化学2》“有机化学基础”第2节“糖类”中关于葡萄糖的教学。可设问：“经过计算，我们知道葡萄糖的分子式是 C6H12O6，我们能否根据组成分析出它的结构呢？（提出探究的问题）”。然后提出假设：“从分子式推知，其分子应有多个官能团，其中可能有－COOH、－CHO、－OH，还可能有酯基－COO-的结构。”再设问并启发学生用实验事实验证假设。学生从“如果有－COOH，则用滴加石蕊试液的方法检验；如果有－CHO，则用银镜反应或与新制Cu(OH)2作用；如果有－OH，则可用乙酸、乙酸酐作用；如果有多羟基，可观察其与Cu(OH)2浊液作用。”等方面设计，经讨论成形后分组实验，事先让学生查找关于多元醇的检验方法，查阅葡萄糖与乙酸酐酯化反应的实验事实。经实验及师生讨论，得出结论：“葡萄糖溶液不使石蕊溶液变红，所以不含－COOH。常温时使氢氧化铜悬浊液溶解而形成绛蓝色溶液，说明含有多个羟基。将这种绛蓝色溶液加热时生成砖红色沉淀；与氢氧化银氨溶液水浴加热，能发生银镜反应，说明它的分子至少含有一个醛基。另外，它溶于水，也不水解，说明不含酯基。经查阅资料，知其可与乙酸、乙酸酐发生酯化反应，生成五乙酸酯，说明分子中含有五个羟基”。最后学生总结：实验验证了假设，葡萄糖是一个含有多羟基的醛，具有多羟基醛的性质。学生抓住“官能团决定性质”这一本质特征，通过演绎探究，学习并掌握研究有机物的方法。
3.课外研究是学生在课外进行的实验探究活动。其探究内容可以是学生在一定的情景（日常生活和生产）中发现问题，也可以是课堂教学内容的延伸，或取材于教材实验的改进和衍变，但要凸现出其探究性、综合性。譬如，在《化学1》，结合“铝盐和铁盐的净水作用”，以“家乡水质调查分析”为题，学生分赴家乡的堰塘、水库、河流（包括网箱养鱼、养猪场附近及工厂附近）等水域等调研采样，回校分析检验成分；由学生设计检验实验方案，再交流讨论确定最佳方案，然后实施实验，观色、嗅味、测定其pH、测铁钙镁铅等离子浓度、测硫酸根、碳酸根、氯离子、硅酸等，并列表比较分析，得出检验结论，并提出水体保护建议。课外实验方式，自主性强，但过于开放，往往难于控制，耗时较多。因而，要求教师加强指导。做好选题和组织工作，使学生成为探究的主角。
参考文献：
[1]韦愫.探讨高中化学实验课存在的问题和改进措施[J].教育教学论坛，2013（12）.
[2]刘雪婷.高中化学实验课存在的问题和改进措施研究[J].课程教育研究，2014（16）.
（作者单位：湖北省荆州市公安县第一中学434300）
论文作者:谢星强
论文发表刊物:《中学课程辅导●教学研究》2017年10月上
论文发表时间:2018/1/31
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