搜索
初中化学探究性实验设计理论与实践熊言林xyl5711@163.com安徽师范大学化学与材料科学学院2010年11月09日第二章化学实验研究的一般过程•化学实验研究可以有不同类型。不同类型的研究可能有着不同的过程、方法和特点。但它们也有一些相同之处。本章就它们的相同之处作一些探讨。第一节化学实验研究的分类高中化学课程的目标是“进一步提高学生的科学素养”，这就决定了化学实验教学的总目标是发展学生的科学素养。因此。化学实验研究的目的就是搞好中学化学实验教学，提高化学实验教学质量，培养学生创新能力，适应社会需要。一、系统性研究•就是对中学化学实验及其要素作整体的研究。化学实验是由实验原理和实验物质(试剂)、实验条件、实验装置、实验操作以及实验结果等要素组成的有机整体(见图1)。图1研究内容有：1.研究化学实验的系统结构及其要素；2.研究化学实验跟化学教学教育乃至素质教育的关系；化学实验的教育教学功能研究；3.研究化学实验系统的特点、分类、基本要求和评价标准等；4.化学实验的内容与形式的研究；5.实验内容的基本特征(基础性、时代性、选择性)研究。二、认知性研究以获得或探索实验的设计和改进所需要的科学认识为目的的一类实验研究，又称实验原理研究。该类研究的主要内容有实验的化学变化原理、条件原理、装置原理、操作原理等。三、技术性研究以应用已有知识进行化学实验的设计和改进，形成良好的实验方案为目的的一类实验研究。此类研究，又称为实验的方案研究或者开发研究。四、应用性研究研究化学实验在化学教学中应用的诸问题的一类研究，常称为化学实验的教学研究。其目的是充分发挥化学实验在化学中的作用。同一类型实验，也可选择不同的实验技术、不同的实验内容和不同的实验教学策略。五、发展性研究•研究化学实验的发展问题，以化学实验更好地适应基础教育化学教学和社会发展需要为目的的一类研究。•近年来，国内外中学化学实验的新发展上及发展趋势有以下几个方面：1.中学化学实验的新发展(1)家庭化学实验•在教师组织和指导下，由学生在家庭条件下进行的一类化学实验。•例如，溶液，乳浊液，悬浊液的配制等家庭化学实验(2)密闭式化学实验为了不使有害气体(SO2、H2S、NO2、NO、CO、CI2等)外逸，使有毒气体在相对密闭式装置内所进行变化的一类化学实验。(3)微型化学实验使用微型化学仪器装置和药品用量只有常规用量的十分之一至千分之一的一类化学实验。例如，用曲管组作硫化氢的合成和分解实验(如图2)。图2(4)系列化学实验为了使有关化学知识、技能结构化，将几个关联的演示实验或学生实验按照一定顺序相对集中起来所进行的一类化学实验。例如，卤素活动性比较的实验(如图3)。图3(5)应用新技术、新材料和新仪器的化学实验将新技术、新方法、新材料和新仪器应用于中学化学实验中的一类化学实验。如红外、色谱、原子吸收光谱、核磁共振等现代化学分析测试技术已在课标教材中出现。2、中学化学实验的发展趋势(1)化学实验趣味化化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情境。实验中渗透化学知识的传授、技术的训练和能力的培养，以及具有引起生学习化学兴趣的情境(如图4)。图41(2)化学实验简便化指用最少的药品、仪器、实验步骤和简单的装置在极短的时间内，获得最佳实验效果。(3)化学实验清洁化指对实验场所和环境污染被努力降低到最低限度。例如，一氧化碳还原三氧化二铁实验(如图5)。图5(5)化学实验科学化•指实验方案设计具有比较坚实的科学基础，在探明实验的科学规律基础上，应用可行的技术原理，精确地控制实验条件，求得最好的实验效果(见图6)。图6再如：重铬酸铵热分解产物•重铬酸铵热分解产物是三氧化二铬、氮气和水•另外，还有氨气、氧气。(6)化学实验现代化•指新技术、新方法、新材料和新设备应用于中学化学实验中，以体现化学实验的时代气息。例如，通过数据采集器与电脑连接起来，将化学反应信息直观地展现出来。(7)化学实验虚拟化•应用多媒体计算机和相关的一些软件将一些特殊的化学实验的过程和现象模拟出来。(8)化学实验普及化•指低成本的化学实验仪器、设备、试剂应用于化学实验中，使化学实验向贫穷地区发展。(9)化学实验生活化•学生获得与科学概念有关的客观事物的感性知识，主要来源于生活经验和观察实验。将生活中的典型事例设计成化学实验，对创设良好的学习情境有很好的效果。上述几种研究类型中，系统性研究和发展性研究一般不采用科学实验方法；应用性研究中虽然也使用实验方法，但属于教育教学实验范畴；认知性研究和技术性研究都常采用科学实验方法，两者比较相近。因此，中学化学实验研究与设计中只包括认知性研究和技术性研究两类。