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1、加强中学化学实验教学的几点建议从近几年中考实验试卷谈起山东省梅州市金山分校张祥勇摘要：本文针对目前中学化学实验教学的现况，按照理科综合考试的发展趋势和素养教育的要求，结合自身教学实践，提出强化中学化学实验教学的几点建议。关键词：化学实验教学；中考；实验基本功；设计和完成实验的能力杨振宁是一位理论化学学家，但他对化学实验和实验教学十分注重，曾给数学通报写了一则题字：“物理学是以实验为本的科学”，这一精辟阐述抒发了数学学界的共同看法。近些年来，杨振宁在对国外数学教育做了大量考察后强调，中国的数学教学有一个倾向，虽然人认为数学就是逻辑。他觉得化学学不单是国外学院中“四大热学”这样的骨干，还应是有血有肉
2、的，还应和实验、现象、实际联系在一起。在数学学的发展过程中，实验起过重要作用，现今正在起着、将来必将也起着重要的作用，这一点对于化学学家大约是没有争辩的。并且在目前中学数学教学中，我们倍感，化学实验尚未得到充分的注重，化学实验教学还有待进一步强化，其实其中有多方面的诱因。本文针对近几年中考化学实验试卷和中学化学实验教学现况的进行剖析，提出自己的强化中学化学实验教学的对策和建议，与同行班主任一起研究阐述。一、对近几年全省中考化学实验试卷（广州卷）的剖析中考化学在考查知识的同时，着重考查能力，通过考查知识及其运用来分辨考生能力的高低，并把对能力的考察置于首要位置。目前，中考化学科要考查的能力主要包括
3、以下五种能力：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用物理处理数学问题的能力、实验能力。考试大纲对实验能力做了明晰的要求：“能独立地完成知识内容表中所列的实验，能明晰实验目的，能理解实验原理和技巧，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出推论，对推论进行剖析和评价；能发觉问题、提出问题，并拟定解决方案；能运用已学过的数学理论、实验技巧和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。”这个要求近几年没有如何改变。从我们浙江省的中考情况来看，每年基本都有两道实验题。2005至2007年，全省中考化学试卷（广州卷）中实验题20分，占试题总分（150分）的133%；20
4、08、2009年实验题24分，占试题总分（150分）的16%；2010年广州文综试题中数学实验题18分，占化学部份总分（100分）的18%，这个分值和所占比列跟其他省市的相当接近。可见连续多年中考化学实验的题型基本稳定，所占比重日渐上升。涵括这几份试卷，我觉得还具有以下3个基本特征：1实验基本技能几乎每年必考。诸如“读数”的考查概率相当高，2007年、2009年考了螺旋测微器的读数。2不排除考查教材中基本的中学生实验。通常来说，热学实验就是考仪器选择、连线、误差剖析；热学实验考打点计时器就一定考速率、加速度的检测。诸如2007年、2010年考了“研究匀变速直线运动”，用打点计时器来研究物体的运动
5、，通过剖析纸带求速率、加速度等化学量。3通过中学生实验的延展与拓展，突出了对中学生的设计和完成实验能力的考查。诸如2008年考了“利用直流恒流电源和电流表探究一种热敏内阻的气温特点”，2009年考了“利用电压表和内阻箱探究一种金属丝的内阻率”，2010年考了“利用电流表和内阻箱测定干电瓶的电动势和电阻”。这类题目具有挺好的分辨度，能把不同层次的考生区分开来。可以说化学实验的重要性通过高考试题得到较好的彰显，中学生的创新思维与实验能力通过中考实验设计也能得到挺好的考查。再对照其他省市的中考试卷，也才能见到这种特征，这也是我们的进行实验教学的一个方向。二、目前中学数学实验教学的一些情况这五年我在高五级担
6、任化学科教学工作高中物理实验改进，每次测试结果下来后，中学生在实验题的完成情况都是我剖析的重点。下边列出了中学生常常出错的4种情况，从中就才能看出一些问题：（1）对“有效数字”相关的运算或计算,答对率很低。有的朋友是把“保留两位有效数字”理解为“小数后两位”，而运算部份则常常出现单位的换算、数量级的运算错误等。（2）没能把握好螺旋测微器、游标千分表、毫米刻度尺等检测工具的使用技巧。有的中学生对检测工具的结构原理不了解,给出莫名其妙的读数。大部份中学生的主要问题是分不清楚检测数据估读到哪一位。像螺旋测微器的读数，时常出现了“021mm”、“110mm”等读数。（3）无法挺好把握电压表、电压表、滑动变阻器等实验仪器的使用方
7、法,表现下来就是实验的连线和读数出错率很高。比如考查联接实物图的时侯，常常就有中学生把线联接到滑动变阻器的滑片上。（4）与纸带有关的检测问题,这类题目从初一开始就做实验，并常常讲和练，但中学生依然常常出错。比如在“利用纸带求加速度”的实验题中，中学生答题时用“计算各段加速度求平均值”代替“逐差法”，或只估算一段，反映出中学生不理解“逐差法”的作用。好多次测试的结果都表明，初三中学生的实验能力是个短板，实验的基本技能仍然把握不到位，设计和完成实验的能力更亟需提升，对普通中学生来说设计型的实验题“满脸杀气”、“望而生畏”。出现此类情况，我觉得主要诱因是：目前实验教学中还普遍存在着教学方式简单化、实验过程方式化
8、、实验结果惟一化的现象，中学生的数学思维、实验技巧、探究能力得不到预期的培养，进而造成中学生实验设计能力普遍较弱。另外，大部份省市采用“小综合”或“大综合”模式以后，造成化学教学课时变少，实验课时被压缩。因为数学教学课时的限制，有些班主任舍弃了个别课堂演示实验，甚至一些必须由探究实验得出推论的新课，也被简单的“说过去”；有些班主任觉得“做好一个实验不如讲好一个实验”，变化学实验课为师生“纸上谈兵”课。班主任在教学中对实验这样的处理，会在中学生中导致相同的认知，直接造成中学生重理论、轻实验、轻探究，中学生以“背实验”代替“做实验”，其实验技能必然得不到提升。君不见，因为实验题在中考中的重要地位，好多中学生把化学考
9、纲列下来的11个实验的实验目的、原理、步骤、注意事项、数据剖析处理等等内容一遍遍备考、死记硬背，花在前面的精力不少，但疗效却不显著。三、物理实验教学的复习建议针对目前中学生实验能力的把握情况和中考的变革趋势，我提出以下的建议：1注重实验基本功的训练，培养学生实验基本操作能力化学实验基本功是指实验的基本理论、基本技巧和基本技能。实验基本功的训练主要是在初一阶段，班主任要充分注重课本的每一个演示实验和分组实验，学校化学教学大纲要求的分组实验一定要做。一方面，班主任要重视演示实验的规范性。化学演示实验本身就是技能的展示，具有很强的示范性，班主任演示时的一举一动会成为中学生独立操作时的根据。班主任做课堂演示实验前
10、应先多次演习，力求操作演示规范、熟练、完整，确保课堂上疗效显著，一次成功，使中学生信服。对较复杂的实验，还可借助多媒体的仿真实验作为辅助，逐渐展示真实实验的动态过程。另一方面，在做分组实验之前，班主任要求中学生必须对本次实验原理、所用实验器材、实验步骤能清楚了解（其实中学生才能自己设计下来的更好），要求每位中学生都动手参与到实验操作中，并如实记录实验的原始数据，等等。这种分组实验对于训练中学生的实验基本功、规范中学生的基本实验操作具有重要作用比如通过“研究匀变速直线运动”这个分组实验，训练了打点计时器的使用方式，知道了两种打点计时器的工作原理和主要结构，学会了通过打出的纸带判定物体的运动状态，以及怎样求解速
11、度、加速度，会用有效数字抒发直接检测的结果。中学生拿自己辛苦劳动以后得到几条纸带来剖析货车的运动，能更形象具体的理解数学规律，极大的提升了中学生学习数学的信心和兴趣。条件容许的中学可以在课外开放实验室，给中学生更多的时间和空间来动手做实验。例如，中学生想做实验了，就向老师递交实验申请书包括实验的名称、目的、原理、器材和预约的实验时间，之后班主任从实验的可行性、实验室仪器的打算情况等方面考虑中学生的申请，给中学生安排具体的实验时间和地点。而中学生则可通过查阅参考书、约请朋友或约讨教师来指导等途径认真做好每一个实验，着力提升实验能力。2设置实验新情境，提升中学生的设计和完成实验的能力综观近几年的中考化学实验，热学和
12、电学既是考查的重点也是难点。主要特点是：热学为主，热学为辅，兼具其他；既重基础，尤重迁移。例如测内阻的实验几乎年年考，题目年年翻新，角度经常变化。即使实验的情境很新颖，但实验试卷中涉及的基本知识和实验技能的要求一直立足于课本实验。例如2010年广州文综试题中，第34题第（2）小题，围绕“利用电流表和内阻箱测定干电瓶的电动势和电阻”展开，这是中考考纲中明晰要求的实验，不过提供的实验仪器与教材上有所不同。题目中巧妙地引入了“电阻箱的读数”、“电压表和内阻箱测内阻”、“闭合电路欧姆定理”、“补充实验步骤”、“连接实物电路图”、“分析实验偏差”等实验技能和相关知识的考查，在一定程度上彰显了三维课程培养
13、目标中“知识与技能”、“过程与方式”的要求，对文综模式下的化学实验的教学和复习很有启发作用。因而在备考时要重视教材上的实验。班主任可以从教材中选定一些典型的实验，在同一个实验中设置新情境，引导中学生将早已学过的数学知识和实验方式迁移到新情境中，按照实验目的和提提供的仪器设备，开动脑筋设计方案进行实验。既通过多种方案的设计、论证等思维活动，提升中学生的实验设计能力，又通过实验操作验证设计得合理智，增强实验操作能力。诸如“电阻的检测”的备考可按以下方法进行，设置新情境，培养中学生的实验设计能力。（1）备考伏安法测内阻的实验实验器材：待测内阻Rx（用内阻箱，电阻为5），中学生电源、电压表（阻值3V，电阻约3k
14、）、安培表（阻值06A，电阻约15）、滑动变阻器（最大电阻10）、开关各一个，导线若干因为内阻箱是精密的仪器，不能长时间通电。要求中学生先设计出检测电路图，之后联接电路检测，最后通过检测结果剖析安培表外接法和安培表内接法适用的对象。大部份中学生习惯的采用滑动变阻器的限流接法，从检测数据看，相比安培表内接法，安培表外接法检测下来的结果偏差更小。接出来把实验器材做了调整：实验器材：待测内阻Rx（用内阻箱，电阻为150），中学生电源、电压表（阻值15V，电阻约15k）、安培表（阻值100mA，电阻约10）、滑动变阻器（最大电阻10）、开关各一个，导线若干中学生经过简单剖析，还是采用滑动变阻器的限流接法、安培
15、表外接法来检测，并且在调节电流时觉得调不动了，有不少中学生有了疑惑。班主任可以适时强调，待测内阻的电阻是滑动变阻器的最大电阻的15倍，滑动变阻器的限流作用不显著了，提出用滑动变阻器的分压接法来调节待测内阻两端的电流。班主任在这儿可以进行小结：对内阻检测的实验电路中，通常先设计“测量阻值部份”的电路（包括待测内阻、电压表、电流表，彰显检测的思路），再设计“提供电源部份”的电路（包括电源、滑动变阻器、开关，提供电流和电压）；从“测量阻值部份”来总结安培表的内接法、外接法的理论根据以及使用条件；从“提供电源部份”来总结滑动变阻器的分压、限流接法的理论根据以及使用条件。（2）重点训练“测量阻值部份”电路的设
16、计假如晓得水表的电阻，如何估算内阻的真实值？怎样使用伏安法检测水表的电阻？假如没有电压表（或电压表不合适），而有两块电流表（已知电阻）应怎样设计电路检测内阻？反之呢？假如只有电流表和一个内阻箱，应怎样检测内阻？反之呢？你们晓得，化学是难学的，学习化学是辛苦的。而眼前那些中学生在讨论、设计、完成实验的过程中，既有思维的碰撞又有实验的及时验证，她们的学习是主动的、快乐的。同时中学生对伏安法、替代法、半偏法这种检测方式有了一个切身感受，也明晰了怎样设计一个检测内阻的电路。班主任在这儿可以进一步总结：热学实验无非就是在电流U、电流I、电阻R、电动势E这几个数学量的检测上做文章而已，这是热学实验区别于热学实验
17、之处。今后我们可以用类似的方式处理类似的探究性实验。3重视数学思想的总结高中物理实验改进，提升中学生思维的开放性每一个实验都有各自的设计思想，一个成功的实验，其设计思想总包含着对已有知识的灵活运用和创造性构思。引导中学生领会前人的实验设计思想，是一条培养中学生具有设计实验能力的有效途径。例如，在做“验证力的平行四边形定则”实验时，为何要两次把橡皮条的结点拉到同一位置？在做“验证牛顿第二定理”实验时，为何要使长木板倾斜以平衡磨擦力？在做“验证机械能守恒定理”实验时，要验证mv2=mgh,，为何要选第一、二点距离为2mm的纸带？在做“验证动量守恒定理”实验时，被碰小球的质量为何要大于入射小球的质量？还记得“控
18、制变量法”吗实际上所有的实验都要在控制上下工夫，实验的真谛就是“控制”。再看另外一些事例，在做“研究匀变速直线运动”实验时，用打出的纸带里面的点数来估算时间，用点与点之间的距离来估算速率和加速度，在热学实验中，电压表用表针偏转程度的大小来表示电压的相对大小，历史上卡文迪许使用扭秤研究万有引力常量的时侯，因为引力特别之小，他先通过测定扭矩来测力，又通过石英丝的扭转角度来测扭矩，再通过光点的联通来测定石英丝的扭转角度，这种就是“测量变换”。再例如人们熟知的守恒定理，像能量守恒定理、动量守恒定理、电荷守恒定律，它们的出现不是碰巧的，而是数学规律具有多种“对称性”的必然结果。诸这么类，不多列出了。化学
19、学除了是自然科学的基础，也是人类文化的重要组成部份。在数学学发展史上，人们听到，实验发觉和研究与理论探求是互补的，它们共同或交替的促使了数学学的进步。和杨振宁一起因发觉弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔化学学奖的李政道院士，在1987年提出化学学家的两个定理：没有实验家，理论家渐趋空泛；没有理论家，实验家趋向摇摆。我们相信，只要广大化学班主任能取得这样的共识，化学实验教学弱化的趋势必能得以扭转，化学实验必能发挥应有的作用。【参考文献】1李泰安、张军朋，数学教学论（第二版）M，科学出版社，2009年第2版2梁旭，高中数学教学艺术研究M，四川学院出版社，2005年第1版3陈刚，新编数学教学论M，华南师范学院出版社，2006年第1版4王克强、潘玲珠，通用化学实验M，东莞学院出版社，2005年第1版