新课程下实验教学功能开发的实践与思考

安徽省界首市{dy}中学   张 登 堃 

[内容摘要] 新课程注重学生个体的发展，并提高学生的科学和人文素养，因此新课程下的化学实验不再仅是学生感性认识的过程，更是理论思维活动的过程，其本质是理论思维的物化，所以实际教学中，不但要通过化学实验锻炼学生实践能力，更应该加强学生在实验全过程的理论思维能力训练和培养，以提高学生的综合素质。

[关键词] 化学实验设计   实践能力  思维能力  

“为了每一个学生的发展”是新课程的理念，体现了“以人为本”的教学观念，它突出培养学生的创新和实践能力、收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力，以及交流协作的能力，而这些能力的培养与实验教学密不可分，因此，化学实验，从认识论和方法论的角度分析其全过程，它不仅仅是一种感性认识的过程，更是一种思论思维活动的过程,它本质上是理论思维的物化，因此，实验成功的关键主要取决于理论思维作用发挥得如何及实验准备工作是否周密细致。科学上大量成功的实验都是建立在实验准备阶段充分运用理论思维、苦思冥想、精心设计基础上的。中学化学教学中，任何类型的实验都要有明确实验目的、理解指导实验设计的理论、设计实验方案和步骤、实验器材和化学药品的准备等环节，因此，思维的训练也分为四个阶段,每个阶段都可有针对性地训练学生的思论思维能力。

1．          明确实验目的过程中的理论思维能力培养 

实验目的是化学实验的灵魂，是化学实验设计方案的重要内容之一，因为化学实验本身就是一个有目的的实验的主体（实验者、学生）与客体（被研究的对象）相互作用的实践活动过程。虽然是主观的，但客观上它是实验主体实验的内在动机，指明了主体努力的方向和预想的结果，也是期盼达到的一种理想，蕴涵了主体的意志和情感。如《以铝为原料制Al(OH)₃》，“以铝为原料制备Al(OH)₃”作为实验的最终目标是勿容置疑的，但引导学生思考

①由Al单质为原料最终制得Al(OH)₃的反应路线有几条？

②如果有多条，选择哪一条？依据是什么？

借此，可以让学生意识到尽管此实验的最终目的是制备Al(OH)₃，但在此之前还必须达到一个目标即选择制备Al(OH)₃的{zj0}条件,最终确立此实验的目的:

①分析并评价制备Al(OH)₃的{zj0}条件

②认识Al的化学性质和Al(OH)₃的两性

让学生明确实验目的，可以增加实验过程中学生调节、控制其行为的能力，更重要的是使学生将实验能与所学知识相联系，以达到通过实验复习、巩固知识和提高思维能力的目的。

2、          理解实验原理过程中的理论思维能力培养

实验原理是目的与方案之间的重要纽带，没有这一步的思维，实验目的就很难顺利过渡到方案的设计，即使设计出了方案，也会因缺乏理论依据而不能达到预期目的。有了设计就有了根据、有了方向。学生即可据此知道采取适当的方法和手段，并作逻辑推理，预测可能遇到的困难和克服困难的预案。如《利用废铁屑制备硫酸亚铁》，在设计前，先由问题引发学生思考：

①工业废铁屑中有哪些成分？

②用废铁屑制硫酸亚铁，主要反应原理是什么？（用化学方程式表示）

③由此能制得纯净的硫酸亚铁吗？可能含哪些杂质？

④如何避免产生或除去上述杂质？

⑤精制硫酸亚铁的方法是什么？

然后结合学生的回答，归纳原理中的主要反应：

{zh1}给学生以下提示：

①工业废铁屑中常沾有油污，应先除去油污

②由于废铁屑表面有铁锈，会与硫酸反应生成硫酸铁，用实验时所加的过量的铁将其还原为硫酸亚铁。

③利用重结晶法精制硫酸亚铁时，应加热（50℃-80℃）后趁热过滤。

通过上述理论思维知道，必须预先采取除杂和防止氧化的措施，才能达到预期目的，这就要运用氧化还原反应原理、混合物的分离和提纯、重结晶法等理论知识。

3、          实验方案、实验步骤设计过程中的理论思维能力培养

这是思维训练的主战场，xxx曾说过“一切事情是要人做的”“做就必须先有人根据客观事实，引出思想、道理、意见，提出计划、方针、政策、战略、战术，方能做得好”。实验方案和步骤是实验目的的具体化的模型，这种具体化是以文字说明、化学用语和化学专用符号、图与表等的描述形式感性化地体现在书面上的，这是一项复杂而细致的工作，为此，要对此实验所涉及到的一系列具体问题进行认真的分析和周密的思考。

首先，对该实验所涉及的化学原理，有关的各物质性质要有全面、深入的了解和认识。

其次，还必须按照反应原理，依据反应物生成物的性质、实验条件的控制等来预选实验方法和手段，甚至对选择仪器的规格连接方式都要仔细考虑，然后，确定实验操作的程序和步骤，并在头脑中进行“实验”：考虑好每一步该怎样操作、注意什么、怎样观察，直至到每一环节构成一个有序的整体。如《乙二酸性质实验方案的设计》:

在设计乙二酸的化学性质实验方案前，应首先预测乙二酸可能具有的性质。乙二酸（HOOC—COOH）俗称草酸，常见的草酸是含有两分子结晶水的无色晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）。启发学生从结构决定性质的角度分析: 乙二酸与乙酸都含有相同的官能团——羧基，因此可推断乙二酸应具有与乙酸相似的一些化学性质；但乙二酸为二元酸，它应该还具有一些与乙酸不同的特殊性质。在设计其性质实验方案时，可以从以下几个方面加以推测并进行实验：

①乙二酸具有酸性。

②乙二酸受热后可能会分解，分解产物中如果有气体，很可能是CO₂；乙二酸晶体中含有结晶水，在受热时会有水生成。

③乙二酸分子中两个羧基直接相连，可能会被高锰酸钾氧化。

④乙二酸可能起酯化反应。

⑤根据常识，乙二酸能使蓝墨水褪色。

基于此，可设计如下实验步骤：

1、乙二酸的酸性

⑴分别用玻璃棒蘸乙二酸溶液、稀硫酸、乙酸点在pH试纸上，并与标准比色卡对比。

⑵向盛有少量Na₂CO₃粉末的试管里，加入约3 mL乙二酸溶液，观察现象。

2、乙二酸受热分解   给试管中的乙二酸晶体加热，将分解产物先通入干燥的、冷的小烧杯中，然后再通入澄清的石灰水中，观察现象。

3、乙二酸的还原性   向盛有5 mL乙二酸饱和溶液的试管中滴入3滴用硫酸酸化的KMnO₄溶液（质量分数0.5%），振荡，观察现象。

4、酯化反应   在一试管中加入3 mL乙二醇，然后边摇试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙二酸。连接好装置,用酒精灯小心均匀地加热试管3 min-5 min，产生的蒸气经导管通到饱和Na₂CO₃溶液的液面上。观察现象。

5、乙二酸使蓝墨水褪色   在两支试管中各放入一块蘸有蓝墨水的布条，分别用0.5%（质量分数）的KMnO₄溶液、2%（质量分数）乙二酸与乙二酸钾混合溶液浸泡，观察现象。

通过实验，可以观察到乙二酸呈强酸性，酸性较乙酸强，能使Na₂CO₃分解。乙二酸受热分解有CO₂和H₂O生成。乙二酸能使KMnO₄溶液褪色。乙二酸能洗去溅在布条上的蓝墨水的墨水迹。

再次，要求学生对自己的能力、可能遇到的困难和克服办法做好思想准备。即设计出两套或多套不同的实验方案。并加以分析比较，从中确定一个较理想的，然后完成实验设计的最终方案。如：以铝屑为原料制备Al(OH)₃方案的设计,通过启发学生回忆Al的单质及其化合物的相关知识,可能有

预设方案一：

预设方案三：用铝屑分别与稀硫酸和浓NaOH溶液反应，然后将得到的铝盐溶液混合过滤，再将得到的沉淀洗涤，即可得到Al(OH)₃。化学方程式

（待续）