新课标背景下的实验教学

1、新课标背景下的实验教学江苏省苏州中学 严建波 一、学习课标，探究化学实验能力内涵一、学习课标，探究化学实验能力内涵化学实验能力化学实验能力动作技能动作技能思维能力思维能力使用仪器技能使用仪器技能使用药品技能使用药品技能基本操作技能基本操作技能图的技能图的技能绘制实验装置绘制实验装置实验设计技能实验设计技能一般方法技能一般方法技能明确的实验目的明确的实验目的可靠的理论依据可靠的理论依据科学的实验步骤科学的实验步骤仪器药品的选仪器药品的选择择观察观察思维思维记录记录处理数据处理数据描述描述结论和解释结论和解释实验报告的书写实验报告的书写科学步骤科学步骤问题问题收集资料收集资料考察事实考察事实理性理

2、性加工加工作出判断推作出判断推理形成假说理形成假说科学科学理论理论运用理论运用理论研 究 新 问研 究 新 问题题科学方法科学方法明确明确问题问题观察实验观察实验分 析 、分 析 、综 合 、综 合 、抽抽 象象提出假说提出假说验证假说验证假说得 出得 出结结 论论观察、观察、实验等实验等认识过程认识过程 生动的直观生动的直观（感性认识阶段）（感性认识阶段） 抽象的思维抽象的思维（理性认识阶段）（理性认识阶段）实践实践是是否否二、全面规划，统筹安排实验教学内容二、全面规划，统筹安排实验教学内容 以必修一的教学为例，我们设想将实验能力的培以必修一的教学为例，我们设想将实验能力的培养分三个阶段：养

3、分三个阶段： 第一阶段第一阶段，在初中化学基础上进行基本操作训练，在初中化学基础上进行基本操作训练，培养操作、观察、描述、记录的方法和能力。培养操作、观察、描述、记录的方法和能力。 第二阶段第二阶段，主要通过一定数量的演示实验、边讲边，主要通过一定数量的演示实验、边讲边实验、学生独立实验，在巩固强化单项操作技能实验、学生独立实验，在巩固强化单项操作技能的同时，培养学生按照实验步骤，独立完成简单的同时，培养学生按照实验步骤，独立完成简单实验的能力，同时学会凭借分析、综合、抽象、实验的能力，同时学会凭借分析、综合、抽象、概括等思维活动，得出实验结论的方法。概括等思维活动，得出实验结论的方法。 第三

4、阶段第三阶段，重点是培养学生设计实验的能力。要求，重点是培养学生设计实验的能力。要求学生独立设计实验方案、完成实验操作、记录和学生独立设计实验方案、完成实验操作、记录和分析现象，得出结论，培养学生应用知识解决简分析现象，得出结论，培养学生应用知识解决简单实际问题的能力。单实际问题的能力。第一阶段，在初中化学基础上进行基本操作训练，培养第一阶段，在初中化学基础上进行基本操作训练，培养 操作、观察、描述、记录的方法和能力。操作、观察、描述、记录的方法和能力。 根据教材内容，具体安排如下实验：根据教材内容，具体安排如下实验： 实验一实验一 药品取用、加热、溶解、过滤、结晶、药品取用、加热、溶解、过滤

5、、结晶、 粗盐提纯粗盐提纯 实验二实验二 萃取分液、蒸发蒸馏、纸上层析、白萃取分液、蒸发蒸馏、纸上层析、白 酒度数的测定酒度数的测定 实验三实验三 常见胶体的制备、常见阴阳离子检验常见胶体的制备、常见阴阳离子检验 实验四实验四 溶液配制溶液配制第二阶段，主要通过一定数量的演示实验、边讲边实验、学生独立第二阶段，主要通过一定数量的演示实验、边讲边实验、学生独立实验，在巩固强化单项操作技能的同时，培养学生按照实验步骤，实验，在巩固强化单项操作技能的同时，培养学生按照实验步骤，独立完成简单实验的能力，同时学会凭借分析、综合、抽象、概括独立完成简单实验的能力，同时学会凭借分析、综合、抽象、概括等思维活

6、动，得出实验结论的方法。等思维活动，得出实验结论的方法。 根据教材内容，具体安排如下实验：根据教材内容，具体安排如下实验： 实验一实验一 常见金属及其化合物（钠、镁、铝和氧气的反常见金属及其化合物（钠、镁、铝和氧气的反 应；铝、氧化铝、氢氧化铝的两性；铁的氢氧应；铝、氧化铝、氢氧化铝的两性；铁的氢氧 化物的制备；碳酸钠和碳酸氢钠与酸及稳定性化物的制备；碳酸钠和碳酸氢钠与酸及稳定性 比较；焰色反应等）比较；焰色反应等） 实验二实验二 氯气和二氧化硫性质的比较（氯水分别与淀氯气和二氧化硫性质的比较（氯水分别与淀 粉粉-KI、NaOH、SO2等的反应；等的反应；SO2的制取及的制取及 性质等）性质等

7、） 实验三实验三 氨气和硝酸（氨气的制备喷泉实验；氨气和硝酸（氨气的制备喷泉实验；NO2与水与水 的反应；铜和浓稀硝酸的反应等）的反应；铜和浓稀硝酸的反应等） 第三阶段，重点是培养学生设计实验的能力。初步学会探究。第三阶段，重点是培养学生设计实验的能力。初步学会探究。教师提出问题，学生猜想，设计实验，寻找证据，得出结论：教师提出问题，学生猜想，设计实验，寻找证据，得出结论： 1.氯水滴入石蕊试液、过氧化氢滴入氢氧化钠酚酞试液、过氧氯水滴入石蕊试液、过氧化氢滴入氢氧化钠酚酞试液、过氧 化钠加入滴有酚酞的水中、浓硝酸滴入石蕊、过量氯水逐滴化钠加入滴有酚酞的水中、浓硝酸滴入石蕊、过量氯水逐滴 加入氯

8、化亚铁和硫氰化钾的混合溶液中等等均可见到先变红加入氯化亚铁和硫氰化钾的混合溶液中等等均可见到先变红 后褪色的现象，请分析原因，提出猜想，并设计实验加以检后褪色的现象，请分析原因，提出猜想，并设计实验加以检 验。氯水滴入淀粉验。氯水滴入淀粉-KI试纸上，常可见到边缘变蓝，中间发试纸上，常可见到边缘变蓝，中间发 白，这是氯水的漂白作用吗？白，这是氯水的漂白作用吗？ 2.氯水中分别加入足量碳酸钙、碳酸钠，能否使漂白效果增氯水中分别加入足量碳酸钙、碳酸钠，能否使漂白效果增 强？强？ 3.碳酸钠、碳酸氢钠分别跟等浓度的盐酸反应时，碳酸氢钠产碳酸钠、碳酸氢钠分别跟等浓度的盐酸反应时，碳酸氢钠产 生气体的速

9、率更快，是否意味着碳酸氢根与氢离子结合的能生气体的速率更快，是否意味着碳酸氢根与氢离子结合的能 力更强？力更强？ 4.铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应后，溶液分别呈绿色和蓝色，铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应后，溶液分别呈绿色和蓝色， 这是什么原因？这是什么原因？ 5.理论上讲二氧化硫通入澄清的石灰水应该有白色沉淀，但实理论上讲二氧化硫通入澄清的石灰水应该有白色沉淀，但实 验中却很难观察到浑浊，这是为什么？验中却很难观察到浑浊，这是为什么？ 6.硅酸钠与盐酸反应，有时很难观察到凝胶，设计方案探索得硅酸钠与盐酸反应，有时很难观察到凝胶，设计方案探索得 到凝胶的条件。等等。到凝胶的条件。等等。问题：洗涤银镜反

10、应的试管一般用硝酸，但会产生问题：洗涤银镜反应的试管一般用硝酸，但会产生NO，污染环境，绿色氧化剂，污染环境，绿色氧化剂H2O2能否洗去银镜？能否洗去银镜？ 实验实验1：取有银镜的试管，加入约：取有银镜的试管，加入约10mLH2O2，剧烈反应，有，剧烈反应，有 气泡，得澄清溶液，银镜消失。气泡，得澄清溶液，银镜消失。 结论：结论： H2O2能洗去银镜。能洗去银镜。 探究探究1：产物是什么？按氧化还原规律，学生写出下列方程式：产物是什么？按氧化还原规律，学生写出下列方程式： 2Ag+H2O2=Ag2O+H2O.但无法解释有气体生成，无但无法解释有气体生成，无 法解释最后的溶液澄清透明。法解释最后

11、的溶液澄清透明。 猜想猜想1：反应生成：反应生成Ag+（或（或Ag2O），），Ag+(或或Ag2O)催化催化H2O2 的分解。的分解。 实验实验2：取：取AgNO3溶液加入溶液加入H2O2 ，无明显现象；取，无明显现象；取Ag2O加加 入入H2O2 ，产生大量气泡。，产生大量气泡。 探究探究2：反应生成：反应生成Ag2O无疑，但为什么溶液澄清透明？无疑，但为什么溶液澄清透明？ 猜想猜想2：形成了胶体。：形成了胶体。 实验实验2：用强光照射试管，看到明显的光亮通路。：用强光照射试管，看到明显的光亮通路。 猜想猜想2：如果减少：如果减少H2O2 用量，可能会见到浑浊。用量，可能会见到浑浊。 实验实

12、验3：取有银镜的试管，加入约：取有银镜的试管，加入约3mLH2O2，剧烈反应，有气泡，溶液中，剧烈反应，有气泡，溶液中 出现棕褐色沉淀。出现棕褐色沉淀。 三、不断实践，探索优化实验教学方法三、不断实践，探索优化实验教学方法 1.强化基本操作训练是培养实验能力的基础强化基本操作训练是培养实验能力的基础 我们把每一项基本操作训练按下列我们把每一项基本操作训练按下列次序组合次序组合：单项操作单项操作组合操作组合操作简单实验。简单实验。 对实验操作的对实验操作的基本要求基本要求是：是： 懂得道理，掌握要领，操作正确，叙述明白。懂得道理，掌握要领，操作正确，叙述明白。 我们的我们的教学程序教学程序是：是

13、： 明确学习任务明确学习任务教师讲解原理或要领教师讲解原理或要领教师示教师示范操作范操作学生模仿（单一的动作练习）学生模仿（单一的动作练习）-连续的连续的操作练习（综合练习）操作练习（综合练习）-完成简单实验（操作技完成简单实验（操作技能的应用）能的应用）-讲评。讲评。 2.正确处理演示实验、学生实验之间的关系正确处理演示实验、学生实验之间的关系,充分利用化充分利用化 学实验引领化学教学学实验引领化学教学 演示实验是用来展示化学变化、化学现象、化演示实验是用来展示化学变化、化学现象、化学问题、引入学习主题的。学问题、引入学习主题的。 下列情况应该演示：下列情况应该演示： （1）单纯展示化学现象

14、的实验）单纯展示化学现象的实验 （2）学生不宜操作，控制起来有难度或污染严）学生不宜操作，控制起来有难度或污染严 重的实验重的实验 （3）激发兴趣，引入课题的实验。）激发兴趣，引入课题的实验。 利用演示实验形成胶体概念 （1）提出问题：硝酸银和氯化钠溶液混合可以）提出问题：硝酸银和氯化钠溶液混合可以 看到什么现象？看到什么现象？ （2）在）在10mL0.01mol/LAgNO3溶液中滴入溶液中滴入45 滴滴0.01mol/LNaCl,观察现象。观察现象。 （3）为什么没有沉淀？）为什么没有沉淀？ （4）如何证明）如何证明AgCl颗粒的大小？颗粒的大小？ （5）用可见光照射，有丁达尔现象）用可见

15、光照射，有丁达尔现象 （6）引出胶体概念。）引出胶体概念。 利用演示实验理解萃取原理 （1）展示苯和碘水）展示苯和碘水 （2）往碘水中加苯（不振荡），观察现象，分）往碘水中加苯（不振荡），观察现象，分 析产生现象的原因析产生现象的原因 （3）振荡，再观察，分析产生现象的原因）振荡，再观察，分析产生现象的原因 （4）该实验操作的结果是什么？）该实验操作的结果是什么？ （5）提出萃取的概念。）提出萃取的概念。 利用演示实验探究苯和液溴的反应 在组装好仪器、进行实验并引导学生观察现象在组装好仪器、进行实验并引导学生观察现象后，可提出问题，引导思考：后，可提出问题，引导思考： （1）归纳看到的现象，做

16、合理解释。哪些现象）归纳看到的现象，做合理解释。哪些现象 可证明该反应是取代反应？可证明该反应是取代反应？ （2）分析各仪器装置所起到作用。）分析各仪器装置所起到作用。 （3）这样的设计有何优点？有何缺点？）这样的设计有何优点？有何缺点？ 在原理清楚、目标明确的前提下，将学生实验与边讲在原理清楚、目标明确的前提下，将学生实验与边讲边实验结合起来，是提高课堂效率的有效途径。边实验结合起来，是提高课堂效率的有效途径。 如如SO2性质的教学，应该放给学生，让学生利用已有知识在实践性质的教学，应该放给学生，让学生利用已有知识在实践 中去获得新的知识。中去获得新的知识。设问：从化合价分析设问：从化合价分

17、析SO2可能具有的化学性质。可能具有的化学性质。引导分析并板书：引导分析并板书：设设 问：能否设计实验证明推理是否正确？问：能否设计实验证明推理是否正确？提供药品：二氧化硫、高锰酸钾、溴水、氢硫酸提供药品：二氧化硫、高锰酸钾、溴水、氢硫酸学生设计方案并独立实验，完成下表：学生设计方案并独立实验，完成下表：实验方案实验方案选用试剂选用试剂实验现象实验现象离子方程式离子方程式结论结论再如再如Fe2+、Fe3+性质的教学，也可在教师引导下让学生自主探究性质的教学，也可在教师引导下让学生自主探究完成。完成。设问：从化合价分析设问：从化合价分析Fe2+、Fe3+可能具有的化学性质。可能具有的化学性质。引

18、导分析并板书：引导分析并板书：提供药品：氯化铁、氯化亚铁、氯水、溴水、双氧水、硝酸、提供药品：氯化铁、氯化亚铁、氯水、溴水、双氧水、硝酸、 高锰酸钾、锌、铁、铜、碘化钾、氢硫酸、维生素高锰酸钾、锌、铁、铜、碘化钾、氢硫酸、维生素C、 KSCN、淀粉、淀粉 学生设计方案并实验，完成下表：学生设计方案并实验，完成下表： 实验方案实验方案选用试剂选用试剂实验现象实验现象离子方程式离子方程式结论结论再提问：如何设计实验比较再提问：如何设计实验比较Fe2+、I-、Vc的还原性强弱？的还原性强弱？ 新问题情境下，再设计、再实验、再得出结论。新问题情境下，再设计、再实验、再得出结论。 3.不断改进实验，探究

19、方法技巧，使操作更简单，现 象更明显 焰色反应实验改进：焰色反应实验改进： （1）准备）准备 把滤纸切割成把滤纸切割成1.510cm的纸的纸 条，把要做焰色反应实验用的各种盐的名条，把要做焰色反应实验用的各种盐的名称用铅笔分别写在滤纸条上，将滤纸条分称用铅笔分别写在滤纸条上，将滤纸条分别浸泡在各种盐的饱和溶液里，片刻后取别浸泡在各种盐的饱和溶液里，片刻后取出，晾干。出，晾干。（2）实验）实验 用镊子夹持含有不同盐的滤纸用镊子夹持含有不同盐的滤纸在灯焰上灼烧，高温的灯焰就会呈现不同在灯焰上灼烧，高温的灯焰就会呈现不同色彩。色彩。 酯化反应实验改进 向收集酯的试管中沿管壁小心加入紫色的向收集酯的试

20、管中沿管壁小心加入紫色的石蕊试液，试管中会出现明显的三色环现石蕊试液，试管中会出现明显的三色环现象，现象十分鲜明（上红、中紫、下蓝），象，现象十分鲜明（上红、中紫、下蓝），调动了兴趣，引发了思维的欲望，振荡后调动了兴趣，引发了思维的欲望，振荡后变为两层，上层无色液体的高度明显缩短，变为两层，上层无色液体的高度明显缩短，下层仍呈蓝色，很好说明了饱和碳酸钠溶下层仍呈蓝色，很好说明了饱和碳酸钠溶液的作用。液的作用。 4.强化探究，培养学生研究化学问题的能力 （1）学生是围绕化学问题展开探究的探究的核心问题必须围绕学生学习应掌握的重点知识和技能来安排，只有这样才能在探究的同时获取学生应会必会的的化学知

21、识，实现三维目标的同时发展，才能有效解决教学课时紧张与教学内容多的矛盾。探究结论一定是本节的重点知识。 如：氮氧化物的产生及转换一节，涉及氮元素的多个知如：氮氧化物的产生及转换一节，涉及氮元素的多个知识点，如氮气的物理性质、分子结构、与镁反应、与氢识点，如氮气的物理性质、分子结构、与镁反应、与氢气反应、与氧气反应、氮氧化物的性质及转化等，选取气反应、与氧气反应、氮氧化物的性质及转化等，选取哪个点作为探究的核心问题呢？我们以哪个点作为探究的核心问题呢？我们以“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”作为情境，围绕氮气与氧气的反应展开探究：作为情境，围绕氮气与氧气的反应展开探究： 提出问题：说说提出问题：说说“雷雨

22、发庄稼雷雨发庄稼”的科学道理的科学道理 学生交流讨论：氮气学生交流讨论：氮气NONO2HNO3 学生设计方案检验推理的正确性学生设计方案检验推理的正确性 教师演示：按课本装置图演示氮氧放电反应的实验教师演示：按课本装置图演示氮氧放电反应的实验 学生归纳现象：装置内产生电火花，嗤嗤作响，有红棕学生归纳现象：装置内产生电火花，嗤嗤作响，有红棕色气体，加水后红棕色消失，用蓝色石蕊试纸检验试纸色气体，加水后红棕色消失，用蓝色石蕊试纸检验试纸变红。变红。 得出结论：略得出结论：略 探究的问题在有限的时间内最好能得出一个结论，要让学生尝到成功的果实。 问题的难度要适当，探究过程所需对知识和方法要做学生的最近发展区内，要让学生自己或者教师指导下能完成收集证据的过程，能进行科学的抽象和概括，能得出结论。 探究活动的安排上，应注意避免探究活动的泛化。 （2）学生为了解释问题、得出结论而有意识地）学生为了解释问题、得出结论而有意识地 去获取证据去获取证据 （3）学生根据事