新课标下化学分组实验教学策略的研究，本文主要内容关键词为：新课标论文,教学策略论文,化学论文，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。
化学实验对于提高化学教学质量，全面落实培养科学素养的目标，具有其他化学课程内容和形式不可替代的特殊作用。新课标下的教材编写中不再分演示实验和学生实验，这一变化的根本目的在于：一是根据实验内容和各学校的不同条件，尽量为学生亲自动手做实验创设有利条件；二是减少演示实验，尽可能多做学生分组实验或变演示实验为边讲边实验或学生探究实验。因此，如何按《化学课程标准》的要求，构建学生实验课的内容，选择恰当的学生实验课的教学模式和方法，是化学实验教学中亟需解决的问题，而解决这一问题的关键在于实施有效的分组实验教学策略。
一、分组实验的实验内容组织策略
分组实验指的是学生在实验室中，在教师的指导下，自主进行的实验，它不仅可以培养学生独立动手的能力，而且能够使学生养成实事求是，严肃、认真、科学的良好习惯，对学生参加各项工作将起到有益的作用。而要达到分组实验的目的，需要实施相应内容的组织和分配，这就是实验内容的组织策略问题。实验内容的组织策略系指如何确定实验内容与实验方法，即让学生做什么实验。
1.基于课本实验为主体的基础性实验内容的组织策略
(1)“下放”课本实验，体现课标理念
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。“下放”课本实验就是将教师演示实验变成学生实验，为学生提供“躬行”机会的一种举措，也是学生自主探究的一种形式。
对于那些实验安全系数较高、操作难度较小或能见度较差的课本实验，教师演示时，学生不易观察到现象，可将其“下放”成边讲边实验或学生自主实验，通过教师—学生、学生—教师、学生—学生之间多向信息交流，完成实验体验。如人教版必修教材58个实验，有31个可“下放”为学生分组实验，选修86个实验也有63个可“下放”为学生分组实验。表1中列出了《化学1（必修）》中可下放的学生实验内容。
表1 “下放”为学生分组实验的实验内容
*可进行实验改进
(2)改进课本实验，培养创新精神
实验现象明显，实验操作容易，实验危险性小，探究性强是学生实验的基本要求。为了适应中学生的知识能力水平，中学课本中的某些实验可能不是最优方案。因此，课本上的有些实验需经过改进后，才能成为学生实验的内容。实验改进的过程本身就是一个探究的过程、也是培养创新能力的过程。
例如：人教版新课程课本必修1第四章中
的制取实验，按课本中介绍的方法，制得的很容易被氧化，不易保存。我们组织了全班学生进行了讨论，在近十种改进方案中，选出了下面的实验方案作为学生实验的内容。
在如图1（下页）装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀
等试剂制备。在试管Ⅰ里加入试剂是稀硫酸和铁，在试管Ⅱ里加入试剂NaOH溶液。先打开止水夹，反应一段时间后，再关闭止水夹，让试管Ⅰ的溶液压入试管Ⅱ中。由于产生的氢气将空气排出，生成的不容易被氧化，存在时间较长。
图1
(3)“提升”课本实验，强化探究过程
所谓“提升”课本实验，是指将验证性实验重新设计成探究性实验。布鲁纳曾指出：“发现并不限制于寻求人类尚未知晓的知识，确切地说，而应包括用自己头脑来获得知识的一切方法。”这一著名的论断是化学实验教学中改验证性实验为探索性实验重要的理论基础和依据。
改验证性实验为探究性实验的途径之一，是把部分验证性实验的顺序重新进行探索性设计。例如，氯水和
。水溶液混合后的溶液是否有漂白作用就可以按照“实验操作—观察现象—提出问题—讨论比较—分析归纳—得出结论”这一顺序去进行。通过上述改变可激发学生探索化学问题的兴趣，培养了他们的探索精神。
改验证性实验为探究性实验的途径之二，是从药品用量、反应条件、操作方法等方面去探究实验失败的原因。例如，高一新课标《化学Ⅰ（必修）》教材中的碘水的萃取分液实验，如果2次萃取后所得碘水溶液颜色仍很深，失败原因就有多种可能：加入的萃取剂量过少、碘水的浓度太大、操作时没有充分振荡等，通过引导学生对上述原因的分析，培养学生严谨求实的科学态度，提高学生的探究意识和探究能力。
改验证性实验为探究性实验的途径之三，是揭开迷惑性实验的实验假象。例如：淀粉碘化钾试纸检验氯水时，总是在接触氯水的试纸中央出现白色，许多同学多认为是氯水的漂白作用造成的。组织学生通过查阅资料、认真探究后，得出了结论：由于氯气具有强氧化性，氯气把生成的
氧化成
，故不出现蓝色。这样使实验所具有的获知、激趣、求真、循理、育德等多种功能得到较好地开发，学生的学习积极性得到充分发挥。
2.基于学生实践活动为中心的研究性实验内容的组织策略
(1)从学生的研究性学习中遴选学生实验内容
研究性学习以学生的自主性、探索性学习为基础，从学生生活和社会生活中选择和确定研究专题，通过亲身实践获取直接经验，养成科学精神和科学态度，掌握基本的科学方法，提高综合应用所学知识解决实际问题的能力。把学生研究性学习中设计的优秀实验修改后作为学生实验内容，不仅大大提高了设计实验的学生本人的实验兴趣，而且也激励其他学生进行研究性学习和实验，这对培养学生良好的科学精神和科学态度是大有好处的。
我们在数百个学生的研究性学习的课题中，筛选出数个课题中的实验作为学生实验的内容。例如，我们把获得南京市研究性学习成果二等奖的课题《用锰代替锌制备氢气》中的实验，改为学生实验“锰与盐酸的反应速率大小测定”，由于大部分学生对锰不熟悉，故十分好奇，探究气氛浓，实验效果极好。
(2)从日常生活或社会实践中遴选学生实验内容
化学是一门应用性和实践性很强的科学，它与日常生活和工农业生产的联系非常密切。在现实生活中值得研究、探讨的现象随处可见，让学生做一些自己感兴趣的、与日常生活紧密联系的分组实验，有利于学生加深化学的理解、开阔视野和养成科学探究的习惯。
日常生活和社会实践中可用于“学生实验”的资源很多，需要教师有强烈的课程资源意识，整合学校、家庭实验资源，做到全面、多样、开放、和实用。实验教学资源的开发要立足当地、学校和学生生活的实际，开发一些探究活动应具有可操作性的教学资源，如，开发家庭小实验，设计一些简易的实验内容，如检验食盐中的碘元素、测定自来水中的
等。
3.基于课外资源为依托的扩展性学生实验内容的组织策略
随着数字化、信息化、网络化的时代到来，信息的交流不断加快。化学实验的改进和创新不断增多。因此在组织学生内容时要注重课外资源的整合。常见的课外资源主要有：网络、教参、杂志、书籍等。
(1)引入趣味性实验内容
心理学认为，兴趣是人们力求认识某种事物或爱好某种活动的倾向。兴趣是一种情感因素，对人们的智力活动和其他的实践活动有着积极的功能，它能促使人们去攻读、去探究、去创新。因此，在分组实验中培养学生的实验兴趣是十分重要的。把教参、课外资料、网络资源中的某些趣味实验引入学生实验中，应是要让那色彩强烈、变化明快的实验现象，使学生产生强烈的揭开化学世界中出现的各种奥妙的愿望，克服只看不动手，怕做实验的恶习。例如，在人教版《化学1（必修）》实验中，可引入下列趣味实验（见表2），这些“魔术”般的实验现象，会使学生们感到新奇，对实验产生兴趣。
表2 可引入的兴趣实验名称
(2)引入创新性实验内容
化学实验是一项动手、动脑的创造性活动，化学实验应注重把实验的改进创新与培养学生进取创新精神结合起来，不仅让学生明确进行化学实验的必要性，学会实验的方法和技能，体验实验成功的喜悦，更要注重启发学生的思维创新，从中培养学生运用所学知识进行创新的精神和能力。
在选择学生实验内容时，应对教参、课外资料、网络资源上的创新实验进行筛选、改进，引入一些创新性实验内容，激发学生的创造动机。例如：遴选《中学化学教学参考》上实验苑栏目中的改进实验，遴选《化学教育》上的实验教学栏目中创新实验等等作为学生实验的内容，可体现出化学实验的最新理念。
二、分组实验的课时内容整合策略
遴选好分组实验内容后，如何将实验内容有效地整合成1课时内容，让学生能高效地实验，是一个重要的问题。无序的实验拼凑会影响学生的实验积极性。内容整合过实验课则会提高学生的学习兴趣，培养学生的科学精神和探究能力。课时内容整合策略具体指的是让学生怎样在有限的时间内做好实验。
1.基于培养创新能力的实验的构建方法
现代教学认为，教学不仅要重视知识的最终获得，还要重视理解知识的形成过程，更要重视学生获到知识的探究过程。若教师注重的是指导学生怎样去自行探索知识的方法，则不但会使学生学习的方式更灵活，还会让学生在不断的实践锻炼中培养创新精神。
(1)融探究性实验于分组实验课中
在每一节实验课上，均设置1～2个探究性实验，这有利于学生的探究意识的培养。例如新课标教科书必修1（人教版）第一章中的学生实验内容可进行如下课时分配（见表3）。
表3 必修1（人教版）第一章中的学生实验内容分配
(2)融探究意识于实验报告之中
实验报告是学生完成实验后的书面总结和数据处理，其在设计的内容组织上要符合培养学生创新能力的要求，要留有学生创新思维、探究实验的空间。例“化学实验基本方法”实验报告可用下列形式（见下页表4）。
2.基于符合绿色化要求的实验内容整合方法
绿色化学是面向21世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究，并注重绿色化学的发展与教育。在整合学生实验课时内容时，应充分体现绿色化学的理念。
(1)增加处理装置
不要把污染较大的实验集中在1课时中，对有毒、有污染的物质制备实验要增加尾气的处理装置。例如，人教版新课程课本必修1第四章中铜与浓硫酸反应的实验可作如下改进：一是增加尾气的吸收装置（见图2）。二是把98.3%的浓改为5∶1的浓。
表4 “化学实验基本方法”实验报告
图2
改进后的实验现象明显，溶液呈蓝色，品红溶液的褪色也快，基本无刺激性气体逸出，也无需将反应后的浓硫酸混合物取出，十分安全，且缩短了实验时间，非常适合作为学生实验内容。
(2)引入微型实验
在整合学生实验时，应选择减量减废的微型化学实验，尽可能地把教材中的某些现象明显的实验改为微型实验。实验的微型化也是实验绿色化的重要体现。例如：
的检验实验、
的检验实验均可采用微型实验等。
三、分组实验的课堂教学模式选择策略
当实验的内容和课时内容分配完成后，课堂教学模式的选择是提高课堂教学的重要保证。课堂教学模式选择策略是指怎样带学生去做实验。具体包括如下2个方面：一是要根据实验内容确定教学方式和教师的参与程度。二是要确定好学生的实验时间和实验方式等。
1.基于“培养技能”为目的的实验课教学模式
学生实验课是学生自主探究活动的最佳时段，也是提高学生实验操作技能和掌握实验方法的有效途径。依据认知规律和课标要求，该类实验课采用操作示范、自主探究、合作探究、汇报评议的“四段式”教学模式。例如蒸馏实验课中可采用下列教学设计。
【引入】
［教师］（出示1瓶溶液）：70%的酒精溶液。问：如何将瓶中的物质分离出来，请说出分离方法。为什么？
［学生］答：分离70%的酒精溶液可用蒸馏方法，因为它是组分沸点相差较大的液体混合物。
【操作示范】
［教师］提问：如何进行蒸馏操作？
［学生］回忆、思考、讨论。
［师生］小结：［投影打出］
一、蒸馏
1.蒸馏操作步骤：(1)搭仪器(2)检查气密性(3)加药品和碎瓷片(4)通冷凝水(5)加热(6)收集馏分(7)撤去酒精灯(8)停通冷凝水(9)拆去装置。
2.注意点：(1)要加入碎瓷片(2)温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶的支管处
［教师］演示蒸馏操作，指出关键点。
［学生］观察，熟记关键步骤。
［教师］请大家按要求组装仪器。
［自主探究］
［学生］实验操作：组装蒸馏装置。
［教师］布置任务：请相邻的同学相互检查装置是否正确。特别注意检查温度计的位置。
［合作探究］
［学生］相互检查装置，确定正确无误。
［教师］布置任务：请大家取150 mL酒精溶液加入蒸馏烧瓶中进行蒸馏，取温度在75℃～85℃的馏分，并用量筒量出得到的乙醇的体积。
［自主探究］
［学生］进行分馏实验操作。用量筒量出蒸馏得到的乙醇的体积。
［教师］纠错，对操作有困难的学生重点辅导。
［教师］出示市售白酒1瓶，请同学们4人1组，设计粗略测定其所含酒精度数的方案和进行实验操作，并计算出测定结果。（假定酒精与水混合后的体积不变，白酒中酒精度数是指酒精的体积与总体积的比值）
［学生］以小组为单位，设计测定方案。找出最佳方案。
［汇报评议］
［学生］每小组选派1人，在班级中交流实验方案。
［师生］共同总结出最佳方案：
教师板书：测定白酒中酒精度数
测定步骤：用量筒量取150 mL白酒于锥形瓶中——加入100gCaO，振荡——倒入蒸馏烧瓶中蒸馏——散集温度在75℃～85℃的馏分——用量筒测定酒精的体积——计算酒精度数。
［汇报评议］
［学生］进行测定白酒中所含酒精度数的操作。并填写实验报告。
［教师］考查学生的操作技能，并给出分数。（实验室教师参加对学生的考核）
本设计符合新课标的理念，通过对实验操作的讨论、教师的示范，使学生对实验的目点和要求更加明确；通过最后的实验设计和考核，便于老师及时发现学生中存在的问题，也便于学生巩固实验操作，教学效果显著。
2.基于“掌握原理”为目的的实验课教学模式
该类实验课教学模式的基本教学流程为：提出问题——自主实验——解释与结论——反思与表达。
第1阶段要求教师给学生提供一个问题情境，并讲解实验的步骤。问题的设计一定要深思熟虑。它的最终目的是使学生亲身经历那种类似于科学家们创造新知识的过程。
第2阶段，自主实验阶段。学生搜集关于自己看到或经历过的这个问题的信息，将新的条件引入问题情境，以此来观察事物是否会发生不同的变化。实验有2个作用：探索和直接验证。
第3阶段，教师要求学生组织资料并做出解释。从理解搜集到的信息到从中得出一个清晰的解释，这之间存在着一个智力跳跃。有些学生可能会觉得困难，在这种情况下，要求学生陈述他们的解释，常常有助于使可能的假设变得清晰，然后把他们集中起来就可以形成一个对问题情境的充分的解释。
第4阶段要求学生分析自己的探究过程，他们可以确定哪些问题最有效，找出最需要以及没有得到的信息类型。同时对自己在实验过程中的表现进行反思，并主动与他人交流讨论探究的结果，并完成实验报告。例如葡萄糖的结构和性质实验可采用下列模式教学。
［提出问题］我们知道葡萄糖的分子式是
，大家能否根据组成分析出它的结构呢？（提出探究的方向）
［假设］它的分子应有多个官能团，其中可能有-COOH、-CHO、-OH，还可能有酯的结构。
［自主实验］学生设计实验方案并分组实验。（事先让学生查找关于多元醇的检验方法）
［解释与结论］葡萄糖溶液没有酸性，所以不含-COOH。它能发生银镜反应，能使氢氧化铜浊液变色，说明它的分子至少含有1个醛基，还含有多个羟基。另外，它不溶于水，也不水解，说明不含醛基和酯的结构。
［反思与表达］学生通过本课掌握研究有机物的方法，抓住“官能团决定性质”这一本质特征。
总之，学生实验课教学策略的建构应以培养学生科学思维，养成良好的科学习惯，学习科学方法为基础，以知识为本向，以提高学生整体素质为目的。