化学实验改革的趋势及实施中的问题与思考，本文主要内容关键词为：化学实验论文,趋势论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着基础教育改革的逐步深入和推广，化学实验作为化学基础教育的重要组成部分，其改革的动向和实施备受业内人士的关注。本文拟从化学实验的内容与形式及实际教学中的问题两个方面，与同仁们探讨基础教育实验改革的趋势与实验策略。
一、化学实验的内容与形式
表1 不同时期化学课程中化学实验的主要内容和形式（以人教版教科书为例）
附图
化学实验的作用和功能需要具体的内容和形式来体现。此次改革，相应于化学实验作用、功能的变化，化学实验的内容和形式也呈现出显著的变化：
同样，实验内容、形式（类型）、体系上的变化也是一个渐进的过程，但本次课程改革的力度较大，变化的幅度也大，其变化特点可分别概括如下：
1.实验内容的趣味化、生活化、绿色化
不言而喻，化学实验的趣味化可进一步发挥实验的动机功能，而贴近生活、体现社会热点问题（如环保）的实验则有利于化学价值的体现、环保意识和社会责任感的培养，同时也具有激发学生学习兴趣的作用。十年制化学教材之后，在20世纪80年代末人教社编写的义务教育初中化学中就有了趣味化学实验和家庭实验的内容，在其后的全日制普通高中化学中，实验内容趣味化、生活化、绿色化的趋向已十分明显，但这类实验还多分布于选做实验和家庭实验等课外实验中，至于新课标化学课程，这种趋向已明确成为教科书实验改革的一个重要方面，这类实验不仅数量上明显增多，内容深度上也显著加大。
以人教版新课标教科书为例，在实验的趣味化上表现出两个显著特点：一是趣味实验不仅出现在家庭实验一类的课外实验中，类似“彩色喷泉”这样的紧密配合学科教学内容的趣味课堂实验增加了许多。如初中的“二氧化碳与水的反应”用石蕊溶液染制的花代替试纸，高中必修中的“淀粉与碘反应”用碘酒和土豆分别代替碘水和淀粉，高中选修中的“蓝瓶子实验”以亚甲基蓝与亚甲基白之间的变色反应探讨控制反应条件的意义。这类实验在完成其呈现物质化学性质或求证反应原理、概念等使命的同时，用更引人注目的趣味化方式展现了化学变化的魅力，融学科教学目标与情感培养目标为一体。二是从初中到高中，趣味实验的比例相对减少，但其内容和形式上与学科内容及教学目标的结合则更为紧密、全面。如“蓝瓶子实验”的探究，不仅能使学生从中感受化学反应魔术般的奇妙，更能让他们认识到反应条件控制在实验中的重要性，同时体验科学研究实验的一般思路和方法。在高中选修6实验模块中，甚至安排了一个研究趣味实验的专题，以培养创新意识为目的，引导学生研究趣味实验的原理及设计上的特点，进而学习趣味实验的创新设计。这样，随着学生年龄的增长和知识的积累，教科书中纯趣味设计成分下降，实验本身的学科价值和潜能开发功能的作用逐渐加强，这正与学生的心理、生理发展规律相符。
实验的生活化的体现。一方面是实验内容本身来自生活，用化学知识、技能探讨身边的生活或社会实际问题。如初中的“溶液酸碱度对头发的影响”“区分氮肥、磷肥和钾肥的方法”“雨水pH测定”，高中“探究不同条件下铁钉的锈蚀”“从面粉中提取蛋白质”“淀粉水解的条件”“食醋中酸含量的测定”“饮料的研究”等等。另一方面是用生活物品作为试剂或仪器的替代品，赋予实验生活气息，同时还提供了解决实验条件不足问题的途径和思路。如初中用饮料瓶、砂石等“自制简易净水器”，用家中的植物油、洗涤剂等做“水和油的小实验”，高中用土豆、碘酒做“淀粉与碘反应”实验，用粉笔“分离菠菜叶中的色素”，用旧圆珠笔和发光二极管等制作微型测电笔等等。
实验的绿色化是从化学实验如何落实“绿色化学”思想这一角度出发的，就是要使实验对环境的负面影响降到最低。这要求选择实验内容时要尽量使实验中的反应物、生成物对环境没有污染或较少污染；设计实验方案时，对可能产生污染的，要采取有效措施，如采用密闭或回收装置、通风设备等。这些实际上一直是化学教学、实验设计中较为重视的问题，不同的是，最初是从师生健康的角度关注实验环境的清洁，后来逐渐与环境保护联系起来，不仅教科书的实验设计本身要绿色化，而且还要求学生就实验的绿色化进行思考、讨论，甚至研究、设计。选修6中还专门安排了一个课题介绍化学实验的绿色化。不仅视角更大、力度更强，其教育功能也大大扩展了。另外，微型实验试剂消耗少，在节约资源方面符合绿色化学思想，因而也町作为实验绿色化的一个方面，微型实验在人教社的上一轮化学教材中已经出现，新课标教科书中引用了更多的微型实验，如“氯气的生成及其性质的微型实验”“电解污水微型实验”等。
2.实验形式的多样化和探究化
实验的教学功能不仅与其内容有关，与实验的形式、呈现方式，甚至与实验在教材中出现的位置均有关系。如课内实验、课外实验与家庭实验，其功能和作用就不尽相同。再如，物质性质的实验，如果安排在相关性质介绍之后，这个实验就只是在提供验证事实；如果安排在相关性质介绍之前，并配合以相应的问题思考，就赋予了这个实验一定的探索性、启发性；如果先提出问题，并要求学生通过实验寻找答案，这个实验就具有了探究性，而探究程度的高低仍与实验的具体设计有关。
在上一轮化学教材中，实验已经开始出现多样化、探究化的倾向，出现了边讲边实验、家庭小实验、趣味实验等；演示实验基本都改为启发性、探索性的，在高三化学的实验专题里，出现了探究性较强的检验未知物的设计实验。新课标化学教科书中，提倡尽可能由学生动手做实验，没有了演示实验与学生实验之分，除了编号实验和家庭实验外，在“科学探究”“实践活动”和习题中也安排了许多实验，这些实验分布于各章节之中。此外，在初中（上）和高中（化学1）中，有专题式的实验章节，高中化学选修6更是安排了专门的《实验化学》。这种编排将实验由原来的附属于各章节变为与各章节平行的独立内容，显著提升了实验在课程中的地位。新课标化学教科书在突出实验的探究性上上了一个新台阶，不仅多用探索性和探究性两类实验，且统筹考虑安排，使实验的探究程度循序渐进，随着学习的深入和学生知识、技能积累的增多而逐渐提高，至于高中选修6《实验化学》中，则出现完全由学生自主进行的研究型实验。例如，关于金属性质的实验，初中通过实验加以讨论，引导学生探究得出金属活动性顺序，这是一种引导式探究；高中必修中给了必要的条件和提示后，要求学生自行设计实验探究铁能否与水蒸气发生反应，这是限定条件的局部自主探究；高中选修6中则在给出研究化学问题的基本思路之后，让学生设计实验探究镁、铝、锌的性质，范围不限，这已是一种完全自主的探究。
二、化学实验改革实施中的问题与思考
从对一些地区化学实验教学情况的调查及课程改革实验区反映的情况看，尽管历次教育改革中都十分重视化学实验，广大一线教师在化学实验教学改革中做出了许多成绩，化学实验在化学课程中的地位、作用也有了很大提高，但是从整体上看，“化学实验课教学效率不高”“化学实验动手率低”的情况普遍存在。在与实验区教师的接触中，对新课程中实验探究的实施也普遍反映出畏难情绪、信心不足的问题。究其原因，主要集中为三点：一是实验设备不足；二是教学时间不够；三是没有相应的评价体系。这三个问题可以说是化学实验改革中的老问题，始终没能得到很好解决，这次新课程改革，化学实验的量和质都大幅度提高，矛盾就更加突出，
这里有需要提高认识的因素，但绝不是提高认识就能解决的，其原因很多、涉及面也很广，有些问题还需要社会各界的理解和支持。对此我们所能做的是，一方面呼吁有关方面：(1)要尽快出台切实可行的、适用于三维课程目标体系的评价方案；(2)要加快学校实验条件的改善。另一方面，我们也要积极应对挑战。以下是笔者的一些想法，供参考。
1.关于实验设备不足的问题
教科书中给出了一些替代品，选修6中甚至每个实验都有相应的替代实验，教师可以根据当地的条件选择不同的实验，也可以在更多的实验里使用替代品，还可以发动学生自制一些实验试剂和仪器。另外，对于一些反映普遍现象的实验，如“质量守恒原理”“化学反应速率有快有慢”“化学平衡的移动”，教师可以自己设计不同的替代实验；对于侧重于过程方法体验和培养的实验，如“证明生物体中含水实验的设计”“物质的制备”“物质的检验”“物质性质的研究”等（这是一类让学生运用已有知识、技能来设计的实验），由于目的重在学生对实验设计的过程和方法的体验和学习，教学中可以根据当地现有条件用一个完全不同的命题来达到相同的目的。
2.关于课时不足的问题
可以先考虑课时不足的原因，如教学重点和教学要求上是否有把握不当之处，教学方法是否还有可进一步改进之处，尽可能减少做无用功，提高教学效率。如果确实不能完成全部实验，可以将一学期的所有实验进行梳理、分类，综合考虑学生水平，学校条件等因素，有重点、有选择地让学生动手扎扎实实地做一些实验，有些可以作为演示实验，有些可以作为实验作业。
积极应对需要灵活处理教学中遇到的问题，做到这一点很费心力，除了要有对教育事业的热爱、对专业的熟悉掌握和对课程内容、要求的准确理解之外，也确实存在一个提高认识、转变观念的问题。长期以来形成的知识记忆得越多越好的固有观念，使人们舍不得花时间做实验，一旦教师真正认识到自主学习、运用所学解决实际问题的能力能使学生受益终身，这比多记很多知识都更有用时，就会自觉设法多开设一些实验。在过去的教学实践中，不断有教师在化学实验教学改革方面取得成绩，就是很好的例证。