三 化学实验的内容和基本环节
化学实验的内容可以从不同的尺度进行界定。譬如,从学科分类来划分, 可分为无机化学实验与有机化学实验等;还可以按内容的质和量的关系,划分为定性实验与定量实验等等。从中等教育的实际来看,依据实验在教学中的作用与教学特点,可以将 化学实验内容划分为以下几类①:
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化学实验基本操作;
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物质的性质和制备实验;
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论证基本概念和原理的实验; (4)结合生产和生活实际的实验;
(5)让学生进行独立设计的实验。
化学实验基本操作是各类实验的基础。基本操作的规范、程序和方法, 应由易到难、由简及繁地贯串于各类具体实验的过程中,或单独编制以演练单项基本操作为重点的实验内容。例如,粗盐的提纯、配制一定质量百分比浓度的溶液;或结合物质的性质和制备实验,具体运用某项基本操作,达到熟练基本操作、解决某些化学实际问题的目的。无论是哪种情况,都要坚持实施基本操作的规范化。因为这一系列的规定和标准是保证实验安全与获得准确实验结果所必需的基准,不可违反。
物质的性质和制备实验在各类实验中占有重要地位。学生学习物质及其变化、物质的制备和应用,以及有关化学反应的规律性等知识,都直接或间接以物质的性质和制备实验为基础,以实现认识的由表及里、由感性到理性的深化。同时,还对学生使用仪器的技能、实验操作技能以及绘制仪器装置图的技能、观察和记录实验现象的技能等,提供一个练习运用、不断强化的机会。这样的练习运用,对于化学实验基本操作是一种有效的正迁移,可以切合实际地排除学生错误操作的干扰。例如,用试管作反应器进行加热操作, 除了练习运用试剂的取用、试管夹的使用及酒精灯的使用等基本操作外,还结合具体物质的性质、反应物的类型以及反应条件等,分别采用不同的操作方法和态势,这就有利于纠正学生习惯于用自己熟悉的某种操作定势去应付不同的实验要求这类偏向。
论证基本概念和原理的实验的首要任务是为学生形成基本概念和理解化学原理提供生动可信的直观。随后,在这一情境中, 教师方有可能引导学生顺利地进行抽象概括,实现认识上的飞跃。这类实验的选择要突出典型性, 简明易行,不可失之芜杂。任何节外生枝之举都会分散学生的注意,阻抑科学概念的形成。这类实验有益于培养学生运用所学的基础知识,练习着去分
① TheEighthInternationalConferenceonChemicalEducationAbstracts,1985,P.175.
① 刘知新:略论中学化学实验的内容和类型,中学理科教学,1979 年第 1 期。
析、阐述实验现象的本质,并进行理论概括,把握具有普遍意义的规律性知识。
结合生产和生活实际的实验是直接联系社会现实的一类实验。这类实验的首要任务应当是揭示有关生产和生活中典型实际的化学反应原理,而不宜去追求其中的技术细节。
让学生进行独立设计的实验是一类带有研究性的实验,它的主要目的是提高、发展学生的认识和实验操作能力。这类实验应尽可能选择那些既能让学生灵活运用基础知识和基本技能,又能让他们发挥主动性和创造性的实验主题。
不言而喻,上述各类实验内容构成化学实验内容的体系。从教学认识论来考察,前三类实验是学生实验或演示实验的主干,是为学生学习化学科学基础知识及形成实验技能打基础的;后二类实验是前三类实验的运用、提高, 也是学生运用所学的基础知识和基本技能,探讨或解决化学实际问题的实践活动。
总之,无论是哪类实验,在纳入课程中时或在教学过程中实施时,均应从体现教学目的、充分发挥实验教学的功能着眼,切实抓好实验活动的基本环节的落实。这些基本环节主要是:
(1)让学生学会识别并掌握常用仪器和试剂的名称、性能及用法; (2)懂得常用实验装置、实验条件与有关反应原理的关系;
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学会实验的一般操作程序、操作要领和操作规范;
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学会观察和记录实验现象、绘制装置图,能够从实际出发,分析综合,
抽象概括,得出结论。