《在中学化学实验教学中开展家庭化学实验的设计与实施》研究报告

“在中学化学实验教学中开展家庭实验的设计与实施”课题研究报告课题负责人：刘瑞东一、问题的提出21世纪是我国素质教育工程全面启动和实施的世纪，“教育在培养民族创新精神和民族创造性人才方面肩负着特殊的使命，每一个学校都要爱护学生的好奇心，帮助学生自主学习、独立思考，保护学生的探索精神、创新思维，营造崇尚真知、追求真理的气氛。

为学生的禀赋和潜能的充分开发创造一种宽松的环境。

”提倡创新精神，构建创新体系，它的目的就是追求新发现、探索新规律、创造新方法和积累新知识。

因此在中学化学实验教学中探索提高学生创新精神和实践能力的方法和途径是化学实验教学中具有战略意义的课题。

现行中学化学实验从实验的教材、教学模式、教学目的的出发点等看都存在某一定程度的局限性和不合时代性。

本课题组曾在课题研究第一阶段就中学生对化学实验的态度进行了问卷调查（详见附件1），并组织了部分化学教师座谈，深入分析探讨了现行的中学化学实验教学所存在的问题。

（一）从化学教材的实验内容看。

首先，现行中学化学教材中安排的实验对学生形成、理解、巩固和验证所学的化学知识有一定的作用。

但由于实验安排始终处于概念理论的依附地位，仅仅作为验证化学知识的手段，而缺乏对知识信息作纵向和横向的反馈，因此有可能抑制学生创造思维的发展。

其次，现行中学化学教材偏重演示实验，学生亲自动手实验的内容较少。

例如，课本（必修）第一册，共24个自然节，演示实验40个，学生实验7个，从这方面看，很难充分体现“实验为基础的化学教学观”。

实验对教学工作的定向和导向作用发挥不佳。

（二）从化学实验教学模式看。

现行高中化学教学实验模式单一，实验内容具有一定的经验性和模仿性。

目前大部分学生实验仅是重复前人做过的工作，由于这些实验往往是经典实验，教材上非常详细列出了实验过程、实验步骤，学生无需多思考也能完成实验。

有些学生更是“照方配药”，生硬机械地按照教材按照教科书的步骤和加药量进行实验，连起码的基本原理也不甚明了。

结果对学生的学习兴趣的激发有很大程度的影响，且偏重于科学效益，而忽视实验的社会效益和学生个性的发展需要，与学生的生活及社会需求有一定的距离。

（三）从培养学生探索精神看。

当代倡导探索教学模式的先驱——布鲁纳主张改变传统教育重视知识教学忽视能力培养的做法，把发展学生的探索能力放在首位。

现行的中学化学实验教学存在这样一个问题：着重学生对实验操作的机械性熟练程度、着重要求学生对所学知识的再次感知和加深记忆。

但在某种程度上忽视了学生的主动性，忽视了或削弱了对学生的创造能力和创新能力的培养。

更重要的是在要求学生及时地、主动地、积极地把所学到的知识转化为解决实际问题的能力落实的很不够。

因此学生在化学实验的学习中没能真正地品尝到科学探索的乐趣，学生的求知欲望和学习的兴趣也在一定程度上受到影响。

（四）从化学实验的开放性看。

现行中学化学实验在教学的个性化方面更多地是强调实验的计划性、统一性和单一性。

不论是演示实验还是学生实验，都是由教师统一规划、统一分配。

全体同学做同一个实验，用同一的药品、用同一的仪器，更是用同一的实验方法，“步调一致听指挥”。

学生在实验中稍微有“出格”的行为，教师就以实验有危险而相劝阻。

这样使得学生在观察实验或做实验时都不得“越雷池一步”，从而培养了一批“花拳绣腿”的学生。

由国家教委教学仪器研究所承担的全国教育科学“八五”规划国家教委重点课题《学生实验能力调查》的问卷调查中，得出这样一分结果：中学生直观模仿性实验较好，设计型、开放型实验很差。

鉴于以上中学化学实验教学中存在的问题，本课题组在实验的基础上，对在中学化学实验教学中开展家庭化学实验的设计与实施进行了尝试和研究。

二、理论依据化学是一门实验科学，化学实验在化学学科中有突出重要的地位。

“实验是化学的生命”。

离开了实验就无法谈化学。

因此，实验是研究化学的科学方法，也是学习化学的重要手段。

本课题“在中学化学实验教学中开展家庭化学实验的设计与实施”正是基于这样的出发点上。

提出了本课题研究的理论依据。

（一）结构主义学习理论。

结构主义学习理论强调的是学生在学习过程中学习获得的方法。

学习过程同时包含两方面的含义——A）对新信息的理解是通过运用已有的经验，超越提供的信息而建构成的。

B）从记忆系统中所提取的信息本身，也要按具体的情况进行建构，而不单是提取；学习者以自己的方式建构对事物的理解，其结果不同人看到的是事物的不同方面，不存在唯一标准的理解。

化学实验作为化学学习的重要内容，结构主义学习理论指导下的实验学习主张化学实验应从学生的需要、兴趣和经验出发组织实验教学，主张把课程的重点放在解决所学问题的活动过程上，不一定要有确定的内容和程序。

（二）促进教学法。

这是美国著名心理学家卡尔•罗杰斯首倡的。

就是创造一种有利于学生学习的气氛，教师（促进者）充分地信任学生，了解学生，从而使学生在整个学习过程中感到自信，充分显露自己的潜能，朝向自我实现。

促进教学法要求学生通过自主实验，积极参与学习过程来提高化学实验学习的效果。

促进教学法充分地注重了学生的学习主动性，可以使学习者的整个身心都沉浸在自我学习中，从而在学习中把认识活动和情感活动有机地结合起来。

三、研究结果本课题主要就家庭化学实验的设计原则、家庭化学实验的设计、设计方案的实施及对实施结果进行检测与评价等四个方面进行了研究。

通过一年的研究实践，取得了可喜的成果。

（一）家庭化学实验的设计原则本课题组一年的研究实践表明，要设计具有良好教学功能的家庭化学实验，需要用以下六项原则作为家庭化学实验设计与实施的指导思想。

1．安全性原则这是开展家庭化学实验设计与实施的前提。

是指实验设计与实施时，老师要充分地做好组织、指导工作，应尽量避免使用有毒的药品和具有一定危险性的实验操作，凡是可能发生爆炸、火灾、中毒、严重腐蚀及污染等伤害事故的内容都不宜安排为家庭化学实验。

2．科学性原则科学性是指实验原理、实验操作程序和方法，必须与化学理论知识、科学方法和化学实验研究相一致。

老师在设计家庭化学实验时，应遵循科学性原则，舍弃不能反映化学本质的假现象。

3．主体性原则主体性原则是指在开展家庭化学实验设计与实施时，要充分发挥学生主体能动性作用，选择那些趣味性较强的实验，增加学生学习化学的兴趣，使学生由“要我学”转变为“我想学”、“我要学”。

4．创新性原则开展家庭化学实验是引导学生从“看实验”、“听实验”中过走向生活，从学校走向社会的有效途径之一，在内容上不能仅仅是学生已有的或仅仅从课本中的实验内容的简单模仿，实验内容要富有启发性，使学生在自主实验中能自觉地深入思考，并能对实验的结果进行诊断和评价，培养学生思维能力和创新精神。

5．开放性原则开放性原则是指在家庭化学实验中，教师在给出化学实验条件后，学生可以根据自身的条件与兴趣从多方面、多角度地选择参与实验，教师可以是传道者，引路人，也可以是学习者，意见倾听者，可以是长者、导师，也可以是朋友。

把实验的主动权完全地交给学生，这有利有学生个性的发展，潜能的挖掘。

6．多样性原则化学是一门自然科学，渗透在社会生产、社会生活和科学研究的各个方面，这就决定化学实验的内容既有日常生活中的；又有农业生产科研中的；还有环境保护及污染防治中的等等。

这为开展家庭化学实验提供了广阔的天地。

（二）家庭化学实验的设计1．实验的类型设计⑴配合课堂教学型实验配合课堂教学型实验，就是教师在课堂教学中，为学生准备的课堂实验教学内容的扩充与拓展。

紧密结合课堂实验教学，让学生有一个自主充分发挥的空间，让学生积累更多、更丰富、更细致的感性材料。

例如，让学生制取并观察比较几种溶液、悬浊液和乳浊液；收集并观察生活中常见的盐类，结合当地条件如灼烧贝壳制取生石灰等。

本课题组在该类型实验里选取了两个实验：①结合硫元素及其化合物的性质的“漂白旧报纸”实验②结合钠及其化合物的性质的“谁先冒气”（详见附件2）。

⑵趣味型化学实验趣味型化学实验就是利用化学实验生动有趣的特点，结合教材内容做一系列有趣的实验，使学生在愉悦的情境中获得知识，激发学生的求知欲望。

例如“空瓶生烟”、“一杯三色”、“魔棒点灯”、“水火相容”等。

本课题组在该类型实验里选取了两个实验：“空瓶生烟”、“水火相容”（详见附件3）。

⑶应用型化学实验应用型化学实验主要是引导学生将所学的化学知识应用于日常生活实际中。

例如用活性炭制作简易的净水器、自制波尔多液、自制醋蛋、指纹检验、检验含碘盐中所含的碘等。

本课题组在该类型的实验中选取了两个实验：“指纹检验”和“检验含碘盐中所含的碘”（详见附件4）。

⑷研究型化学实验研究型化学实验主要是能增强学生思考和研究化学的兴趣，对培养创新型的中学生意义重大。

例如研究铁的锈蚀条件、确定石蜡的组成元素、探究蒸馏水与井水鉴别方法等等。

本课题组在该类型的实验里选取了一个实验：“区别蒸馏水与井水的方法探究”（详见附件5）。

（“家庭化学实验”实验报告式样详见附件6）2．实验的整体设计本课题组在一年的研究中，对“在中学化学实验教学中开展家庭化学实验”进行了尝试与研究，在实践的基础上提出了在中学化学实验教学中可用作家庭化学实验的内容及设计成的家庭实验（详见表）：（续上表）（续上表）以上只是本课题组在家庭实验设计中所涉及的一部分，其实只要我们教师认真去理解教材、挖掘教材，类似的实验素材是有很多的。

（三）家庭化学实验的实施1．家庭化学实验的实施环节2．家庭化学实验的实施⑴因材施教，有的放矢。

教师在每次实验之前都的根据不同年级，不同教学进度，结合学生的原有实验认知水平，以及学科课程内容安排好类型实验内容，对实验的目的、意义、安全以及注意事项等与学生一同准备。

以做到实验的安全性和科学性。

确保每次实验顺利完成，以达到最佳的效果。

⑵加强管理，及时检查、指导。

家庭化学实验有很强的开放性和分散性，再者由于学生认识能力和兴趣等方面都存在差异，其次学生的主动性与实验的动手能力也存在差异等。

因此教师在布置完实验之后，必须定期的到学生家里去检查学生实验情况和指导学生实验，以保证不断激发和培养学生实验兴趣，促进个体在活动过程中个性得到全面的发展以及创新能力的培养。

⑶总结实验得失，组织学生交流心得。

在进行每一项家庭化学实验时，首先得把一个班级分成若干个实验小组（最好是六到八人一组）每组设一名实验小组长。

在每一次实验后各实验小组由小组长组织本组成员进行谈论（小组可以不定期的邀请教师参加本组的讨论），谈实验的得失、谈实验的心得，选出该组中实验最佳方案或总结出实验中的创新点等等。

（各类型实验学生优秀实验报告详见附件7）尔后由教师总结各小组的实验情况，评选出全体同学中最佳的实验方案等。

这样为全体同学的共同学习营造了一个很好的氛围。

促进了大多数同学学习化学的兴趣，激发了同学们的学习热情。