新课程背景下化学实验复习策略及模式的探索与实践

1、杭州市化学会2005年年会论文 新课程背景下化学实验复习策略及模式的探索与实践 余杭第二高级中学 李月明 邮编：311100 摘要：本文阐述了高三化学复习中实验的重要性，研究了高考实验试题的特点及应对策略，探讨了实验复习中几种有效的复习模式。 关键词：高考 化学实验 策略 模式 从2001年开始，在全面实行新课程的大背景下，浙江实行了“3+X”综合考试。“3+X”综合考试对化学学科的能力要求是：培养和学生学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力，训练学生的科学方法，充分挖掘学生的潜能，培养学生的创新精神，发展学生的个性和特长。其中对学生实验能力的要求包括：（1）、正确地进行化学实验的基本操

2、作，完成规定的“学生实验”的能力。（2）、观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据得出正确结论的能力，（3）初步处理实验过程中的有关实验安全问题的能力。（4）、能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。（5）根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力。我们以2003年高考实验试题来解读对上述能力的要求。例用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2

3、的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管里加入的试剂是 。（2）在试管里加入的试剂是 。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。【分析】本题选用学生非常熟悉的实验室制取Fe（OH）2问题引发讨论“用改进装置制取Fe（OH）2”。试题的进一步发展对学生的思维能力提出了较高的要求，有一定的发散性和综合性。该题的特点主要有以下几点。1 试题的引入利用学生非常熟

4、悉的知识利用学生非常熟悉实验室制取Fe（OH）2的方法来引入讨论，可以唤起学生已有的学习经验，通过回忆、观察和分析就可以较为轻松的得出正确结论。但这同时，也容易引发学生思维上的定势。2 试题的发展对学生的思维能力要求较高试题的发展要求学生分析、比较较为陌生的改进装置与原装置有何不同。此时，对学生的思维提出了挑战。两个装置的共同点在哪？差异到底是什么？压强的变化对实验结果会造成什么样的影响?最终出现什么样的实验现象？并由此可以得出什么结论？一系列的问题在学生的脑海中出现，在解决这些问题的过程中学生的思路逐渐清晰并得出正确的结果。3 试题所给信息较为隐蔽该题在命题时给出了实验装置图，试题的结构主要

5、有“实验装置实验操作实验现象实验结论”四部分构成。即给出原实验制取方法，指明实验目的，描述实验操作后，要求学生分析、表述如何用改进装置实现预设的实验目的，并给出科学、合理的解释。至少考察了学生的基本操作、处理实验安全问题的能力、设计简单实验方案三方面的实验能力，对学生思维能力和创新能力的要求也很高。我想，随着新课程改革的深入，实验试题将不仅是对学生理解能力、推理能力、获取知识能力、分析综合能力、记忆能力、语言表达能力等多种能力的考察，从更深层次看，实验试题还将是对学生的科学精神、科学素养进行有效测试。因此，实验教学已成为理科教学和创新教育的重要支柱。上好高考实验复习课，不但是对学生能力提升的要

6、求，也是促进学生对科学本质的理解，对化学课程改革和教学改革的实践探索。 一、 近年来高考理综卷化学实验试题的特点分析及复习策略表1：浙江省五年来高考实验试题归类表年份 化学总分 实验分值知识点2001年120分42分试剂的保存、滴定管的使用气体的制取2002年 112分20分氨气的制取、喷泉性质实验及改进2003年 108分22分Fe（OH）2的制取及改进实验 2004年 108分29分电解饱和食盐水、精练铜、物质的鉴别 2005年 108分15分测定试样中纯碱的质量分数 由于篇幅有限，题目这里就不一一举例了。从上面五年的高考试题中综合观察以上试题，就我而言，感受如下： 01年是第一年理综，所

7、以试题很大程度上具有以前3+2的痕迹，实验知识条目清晰，三个采分点分别来自：试剂的保存 、滴定管的使用 气体的制取， 01年化学总分最高120分，实验总分也最高，比例也最高。02年的实验来自书上氨气的喷泉实验，考察了氨气的制取。但对原有喷泉实验进行了改进，并要求对改进后的实验进行操作。03年是我们手上的新教材实施后第一年按新教材出的试卷，考察了高二教材中Fe（OH）2的制备，但是该实验是改进的，而且也是有实验操作要求的,注重实验细节描述。04年的实验最不像实验,完全来自与高三教材,一个是书上的原型实验:电解精炼铜;一个是来自与高三第三单元的物质检验,题型较老有的试卷分析不把前一题归为实验题，则

8、04年的实验分为14分。05年的实验考查了测定试样中纯碱的质量分数，也为常见题，但后面有开放题型。综上所看,如果我们把01年试题除外, 那么（1）、有3年的试题均脱胎与书上,其中一年直接取材于书上，两年是对书上实验的改进!从学生最基础的实验入手，由简到难、由具体到发散、逐步实现对学生实验能力的考查，体现出小、巧、活的特点。(2)、由于高考采用笔试的形式对学生实验能力的考查，这很难区分做实验做实验和不做实验，认真实验和应付实验的考生，但近年来高考化学实验试题中增加了对实验细节的考查，在测试学生的动手能力方面做了有效的尝试。考查实验操作细节已成为间接考察学生操作能力的一种新形式。（2）、五年高考都

9、是有图实验考察。（3）、前4年均为制备实验、定性实验，05年出了定量实验也许是对前几年高考的一个补充。当然，这两年全国各地还有许多套不同的试卷，如果我们总结的不错，那么04、05年其他省、市的高考也应该是这个思路出的，我们来看一下。表2：部分省市04、05年来高考实验试题归类表年份省市知识点2004年天津卷氨气的用途、制备（工业制备改为实验室制备）北京卷氨气的制备、催化氧化湖北卷铝热反应、电解KI溶液甘肃等省测定硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）里结晶水的含量2005年全国卷2乙炔的制取和性质实验全国卷3物质的鉴别北京卷“铁与水反应”的实验，并利用产物分别（1）还原CuO（2）制取F

10、eCl3·6H2O晶体天津卷候德榜制碱法 总结：2004年天津卷把合成氨的工业实验改进成了实验室实验（也许是巧合，2005年又考了一个书上的工业制备）；北京卷04年考察了氨气的还原性，与书上氨气与氧气反应做了变化，05年考察了书上的铁与水反应；2004年湖北卷考察了铝热反应、电解CuCl2改成了KI溶液；甘肃卷考察了测定硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）里结晶水的含量，直接来自与书上，属于定量实验。2005年全国卷有些变化，一个考察了有机实验（电石CaC2是今年高考的热点物质），一个还是物质鉴别。 看来基本还是符合有图、定性、书上（改进）、有操作要求的特点，而考查学生运用实

11、验解决具体问题的能力恐怕是大势所向了。根据以上小结，高考实验应该注意：1、 在高考实验复习中我们应加强实验基本操作的描述，熟记操作方法、仪器的使用。2、高考实验复习我们还是应该紧紧围绕课本（特别是有图实验、定性实验，同时也要关注定量实验），深刻理解实验内涵、原理，熟练书写实验方程式，精确描述实验现象、掌握实验基本操作细节，特别是注意实验的干扰因素、成败的关键。3、收集资料、讲义中出现的有关实验的改进，创新并归纳、体会。4、关注实验室事故的处理方法（包括实验过程过程中那些不安全因素-五防；实验操作、实验装置要正确、规范；发生事故时，如何正确处理）二、高考实验复习的几点实践体会1、 高度重视高三教

12、材。 为了加强实验教学，新课程相对增加了实验的有关内容，并在第三册教材中新增了化学实验方案的设计单元，其中包括制备实验的设计、性质实验方案的设计和物质检验实验方案的设计，以及化学实验设计的基本要求（即评价）。其中安排了大量实验，但是在实际教学中，很多教师存在“能用语言叙述的尽量不做实验，能不给学生操作的尽量教师演示”的倾向，对化学实验方案的设计单元的教学，只是让学生看看书，然后布置几道作业就完事，甚至还有采取放弃的做法。而且还美其名曰：“节约时间”。这个我觉的完全不可取的。一方面我们应该可以看到高考的导向，近年很多高考题直接或间接的取材于第三册教材，取材于第六单元；另一方面，我们看下一例题：例

13、如：乙二酸（HOOCCOOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：名称分子式颜色、状态溶解性（g）熔点（）密度（g/cm3）乙二酸H2C2O48.6（20）189.51.900二水合乙二酸H2C2O4·2H2O无色晶体101.51.650注：表中“”是尚未有具体数据。回答下列问题：（1）向盛有Na2CO3粉末的试管里加入约3mL乙二酸溶液，观察到的现象为 ； 说明乙二酸的酸性比碳酸 。（2）向盛有5mL乙二酸饱和溶液的试管中滴入3滴硫酸酸化的0.5%（质量分数）的KMnO4溶液，振荡，观察到现象为 ；说明乙二酸有 。175（3）已知草酸分解的化学方程式为H2C2O4 H2O+CO2 +CO

14、。为了验证草酸受热分解及其产物，用右图装置进行 实验，加热草酸晶体，有人认为该装置不合理。请你根据草 酸晶体的某些物理常数和实验目的，指出用该装置进行实验 可能存在的四个不合理的主要原因。 答： 这道例题直接取材于课本， 如果没有做过实验，估计第三小题即使看到了上面两个信息，也有些不知所以然；当然，即使做了实验，学生可能受能力牵制，也可能答不对或答不全，但仔细体会一下，我仍觉得其味无穷，去年我在做该实验时，学生在观察实验时看到有晶体慢慢熔化，并与水一起往下流，看不到书上描述的现象时，顿时疑问重重？我抓住课堂的探究契机，极大的激起了学生兴趣，使学生产生宝贵的挑战权威的勇气和参与欲望，并在课后以课

15、题小组的形式，查阅了一些资料，改进了该实验。我想，如果不做实验，学生可能是永远体会不到一些东西的。我觉得高三第三册，尤其是第六单元的每一个实验例题都值得我们精讲，每一个学生实验都值得我们开出来。 2、回归理性，高度重视教材实验、学生实验，并从中强化学生仪器使用、基本操作的能力、书面表达的能力。 俗话说“皮之不存，毛将焉附？”， 在高三复习中以常规实验为线，串起整个复习过程，既能为以后专门的实验复习打下扎实的基础，又能防止为复习实验而复习的片面的、空洞的讲解。那么，我们该做些什么呢？2.1 教师应该对高中三册课本上的实验自己梳理一边，以高中第六单元的理念重新审视这些实验，并做好分类工作，做到了然

16、于胸。 以学生实验为例，把它分为： （1）、“基本操作”实验 配置一定物质的量浓度的溶液；硫酸铜晶体结晶水含量的测定；中和热的测定；中和滴定。（2）、“基本理论”实验 同周期、同主族元素性质的递变；化学反应速率、化学平衡；电解质溶液；原电池原理；电解饱和食盐水。（3）、“元素化合物”实验 氯、溴、碘的性质；浓硫酸的性质；碱金属及其化合物的性质；镁铝及其化合物的性质；铁及其化合物的性质。（4）、“有机化学”实验 乙醇、苯酚、乙醛的性质；葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素的性质；蛋白质的性质。 （5）、制备实验 氨的制取和性质、硫酸亚铁的制备；乙酸乙脂是制取；肥皂的制取。 （6）、物质的检验 氯离子的检验

17、；硫酸根离子的检验；铵离子的检验；铁离子的检验；明矾成分的检验；某些药物中氢氧化铝成分的检验；红砖中氧化铁成分的检验；食物中淀粉和蛋白质的检验；几组未知物的检验。 22在前面的元素化合物等复习中，可以重新补充一些重要的演示实验和学生实验，但高三的教学安排和教师精力限制是不会允许我们一味的重复的，而且如果只是简单的重复，就好比等同于看“电视转播”，远没有“现场直播”令人兴奋，充满激情，没有激情的学习当然是谈不上高效率的。这时我想多媒体可能是一个较好的选择，既可节约时间，也能达到唤起回忆，加深印象；纠正错误，熟练技能的目的；只是对于真实实验中可能出现的问题要有所发现就不够直观了。在这一遍复习时，要

18、力求细致，讲一个解决一个。要善于在实验过程中多提几个为什么？为什么选这种试剂？为什么选择这个装置？为什么做会怎么样？等等。这时我们可以半开放实验室，方便学生自己动手。重在理解常规仪器，琢磨常见试剂，对实验知其所以然。这时可能在教学中会碰到一些较难的练习，那要根据学生的实际水平，量力而行。2.3在此基础上，在专门的实验复习开始时，我们可以以倒叙的方式（如学案、命题作文）唤回学生的回忆。对于仪器使用，基本操作、常见气体制取及装置可以设计专门的学案来帮助学生构建知识结构，知识网络。而有的方面可以以课后命题作文作业形式要求学生去归纳总结，如试纸的种类及使用范围、气密性检查的3种方法、写出5种可以直接加

19、热的仪器、写出5种有刻度的仪器、气压原理在中学实验中的应用（如喷泉、气密性检查、排水、倒吸）、制取氨气、氧气的三种方法、防倒吸装置设计、量气装置设计等等，然后在课堂上当堂投影解决。一方面可以锻炼学生的书面表达能力，发散学生的思维，强化记忆；一方面也可以体现学生之间互相协作的精神。3、要研究课本实验，提升学生的思维层次，培养学生的创新能力。在学生有了一定的基础后，要提供给学生更多的获取信息、分析、讨论、利用、利用信息、解决问题的机会。强调“原型启发”，从理论的高度，用实验设计的四原则（科学性、可行性、安全性、简约性）重新审视课本的一些实验，培养思考中的直觉。对一些实验要创新、要补充、要改进。创新

20、的如仪器的创新（仪器一器多用、多器活用），其中干燥管的创新使用可能是最常见的吧；补充的如想制取干燥纯净的氯气书上的装置显然是不够的；改进的如NO的制取书上装置试管中的空气没有排净、乙烯性质实验中因为电石不纯常常混有难闻气味、启普发生器的改进等。这些也往往是我们探究实验的源泉。例：NO制取实验的改进 我做了如下教学设计：1、写出用铜制取NO、NO2的化学方程式并改写成离子方程式试根据比较两个方程式，做一些合理的归纳：如： 1、浓、稀硝酸均有强氧化性2、金属与硝酸反应不产生H2 3、一般来说，浓硝酸还原产物是NO2，稀硝酸是NO 学生可能还有其他猜想，只要合理- 重温原理， 注:当较活泼金属(如Z

21、nMg)与硝酸反应时,随着硝酸浓度的降低,硝酸的还原产物依次可能是NO2、NO、N2O、N2、NH3、NH4NO3推断当Zn与稀硝酸2：5反应时，硝酸的还原产物是什么？-知识迁移，提升能力 2、 重做实验，唤回记忆，发现新疑 铜与浓硝酸反应描述反应现象：1、剧烈反应，说明是 反应 2、产生红棕色的气体 3、铜片减少，溶液变绿 （蓝） 铜与稀硝酸反应描述反应现象：1、剧烈缓慢，若要加快反应，可以采取 、 方法 2、产生无色的气体 3、铜片减少，溶液变蓝 新疑产生：（1）、为什么两个颜色不同？（2）、NaOH有什么用？怎么吸收NO、NO2 ？（3）、有同学提出书上制取NO的实验有不合理的地方，你怎

22、么看？问题的关键是什么？如何改进？ 3、考虑到学生的水平，先给两个台阶： 于是有位同学想了个办法，如下图：1、他先打开活塞b、c，写出离子方程式2、他在那里收集到NO 3、他这样解决了上面的问题吗？于是另一位同学设计了这样一个方案（学生哗然，这么复杂！）： (1)实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离设计此步操作的目的是。 (2)如果要用第（1）步操作产生的CO2将E中的空气排得更干净，在不增加其它仪器的情况下，应怎样改进E? 。 (3)装置E中开始时出现浅红棕色气体，原因是；用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色

23、加深，原因是。(5)一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是。4、请学生评价这两个实验，指出这是利用提供保护气氛的设想来制取NO的，我们在制备物质时，为了防止被氧化，往往还采取液封的方法，课后根据简约性等原则设计两个不同原理的简单装置来制取NO，。课后，学生讨论，翻查资料，教师指点，设计了几个装置。如下图（其中两种）：能有了这两个设想，我想对以后Fe（OH）2的制取理解是有帮助的。等到我们对复杂实验更有心得了，我想可以开些课题型实验与学生一起设计、探讨，完善。如FeCl3固体的制取及检验、Na2CO3固体（混有NaCl）纯度的测定，硫酸工业制备的实验室制法、Fe（OH）2制备、喷泉实验改进等，这

24、时不要怕花时间、不要限制学生思维，能用的方法都用起来，以小组实验报告（包含实验时间、地点、小组合作者、原理、仪器、药品、步骤、想得到的数据及处理方式、误差分析或实验结论）的形式递交课堂讨论，我去年在教学中尝试了，感觉这样一个实验过程比讲几个实验习题是肯定有效的多了，而且学生参与的热情也比较的高。 总之，在高三实验总复习中，切实发挥好实验的复习引导功能，能起到巨大的激励作用，使高三的化学复习轻松、有趣、高效率。三、实验复习中几种有效的课堂教学模式1、实验探究教学模式 该模式指在学生原有知识、技能的基础上，对一些具有探索性又为学生能力所及的实验课题进行探究学习，实施的基本程序为：确立主题 尝试探究

25、提出假说验证假说深入研究确认结论它的特点是以实验为中心，通过观察、分析、推理，说明或验证实验。举一个简单例子，下面这一例题便是按照这一思路编制的。例：分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色问题产生，确立主题。 某同学提出这可能是Cu2+浓度差异的结果，你同意这种看法吗？ （填“同意”或“不同意”），原因是 ；另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu2+与NO2混合的结果 尝试探究，提出假说请你设计一个实验证明之（简述实验方案和实验现象） 验证 ，确认结论在高三复习种，这样的试题比比皆是，如NaOH酚酞溶液中滴入氯水红色褪去；相同大小、纯度的铝片与分别同

26、体积、同PH值的盐酸、硫酸反应，哪个中反应快；苯酚中滴加几滴溴水没有沉淀等等。这就要求我们教师在复习中自己有这种探究意识，把我们研究问题的科学方法传输给学生。那么学生探究可以从哪些方面入手呢？我觉地我们化学实验中的条件、装置、步骤、产物、异常现象、失败原因、安全性和环境保护以及趣味性、现代化、微型化；生活中的实验都值得我们探究。化学教育2001年第九期上登载的张秀球所写变式实验教学及其优化学生思维品质上的功能一文中提到的变式实验教学也值得我们借鉴：表：变式实验分类表变式实验分类 界定验证性变式实验对研究对象有一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说进行的一种实验。析因变

27、式实验指为了寻找探索影响某某事物的发生和变化过程的主要原因而安排的一种实验。探索性变式实验探索研究对象的未知性质，了解它具有怎样的组成、性质变化特征。联系性变式实验专门研究对象之间或现象之间某种联系的一种实验。运用性变式实验把所学的理论或知识直接在新的环境下运用的一种实验。互补性变式实验对研究的对象或现象在新的条件下进行，从而进一步认识被研究对象的一种实验。拓展性变式实验进一步认识研究对象，从复杂的因素中认识事物所进行的一种实验。试错性变式实验对研究对象认识不完整时，或者变换新的因素所进行的实验。实验改进和设计实验改进是对书上的实验是否美观、是否安全、是否课微型化、是否简约、是否易于观察、是否

28、喜欢等各方面“鸡蛋里挑骨头”式的思考，而进行实验改进。实验设计是对依据自身的性质达到某种目的而对实验的过程、装置程序与方法进行选择和设计。 当然，探究式实验教学模式只表明教学各环节之间的联系，不是固定不变的程式，它是动态的，模式的各个环节也将因为不同的课型和和内容而不同的侧重，模式采用什么教学方法，受到教学内容、学生任知水平和物质条件等一系列等因素的制约，不能强求一律，要动态的把握教学过程的本质和规律。这就要求教师不仅具有丰富的专业知识，而且要有创新精神和创新能力，要及时“充电”，不断充实和更新知识，要转变教学观念，树立以学生发展为本的观点，敢于突破旧模式的束缚，勇于探索新的创新教学模式。 2

29、、实验案例教学模式 案例教学指在教师指导下，介绍事例，把学生带入特定事件的现场，深入角色，再现案例情景，以提高学生实际运作能力的一种教学方法。教学中用案例引导学生讨论，或直接由学生到实际中去收集整理案例，作出分析。教学过程大致如下：事例可能1可能2可能3原因1原因2原因3筛选总结正面启迪反面警示实验案例教学，试图在化学实验教学或化学基本理论教学中运用典型实验案例，以达到分析能力、实验能力、心理素质的提高。例：在2005年参加完杭州市第二次高三教研活动后，感触很多。为了切实提高学生的实验水平，在备课组的集体努力下，我们打算在我们的二轮实验复习中开设几个具有典型意义的实验。在精心挑选下，在定量实验中挑选了“测定碳酸钠、氯化钠混合物中碳酸钠的质量分数”为案例。背景工业生产的Na2CO3中常常混有NaCl杂质，这就需要测定碳酸钠、氯化钠混合物中碳酸钠的质量分数。请同学设计一个简单的方法实现该项测定1、分小组讨论，提出大致设计思路。用了一节课时间，引导学生得出了几种方案。在分析、评价实验的基础上，教师挑选了一种比较有代表性的方案，即“测定一定量样品和酸反应放出二氧化碳气体”。分小组，一部分同学考虑如何实现通过测得二氧化碳体积来求碳酸钠的质量分数（装置一）；一部分同学通