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化學(xué)實(shí)驗手冊的編寫(xiě)策略(一)
化學(xué)實(shí)驗手冊的編寫(xiě)策略
摘要：化學(xué)實(shí)驗教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中占據核心地位，化學(xué)實(shí)驗手冊為化學(xué)學(xué)習提供了思考與探究的方向。然而長(cháng)期以來(lái)，人們忽略了實(shí)驗手冊的編寫(xiě)問(wèn)題，造成我們看到的實(shí)驗手冊都是實(shí)驗過(guò)程的羅列，告訴你怎么做，甚至告訴了你試劑種類(lèi)，試劑用量以及注意事項等，學(xué)生淪為機器，按書(shū)上的要求做一遍，缺乏思考，降低了學(xué)生學(xué)習的興趣，喪失了實(shí)驗應有的培養人素質(zhì)的功能。本文以蘇教版《實(shí)驗化學(xué)》中的課題——《硫酸亞鐵銨的制備》為例，探索編寫(xiě)實(shí)驗手冊的策略。
關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗手冊 編寫(xiě) 策略
一、實(shí)驗手冊的作用
蘇教版《實(shí)驗化學(xué)》實(shí)驗手冊的前言部分表明：該實(shí)驗手冊不僅為化學(xué)實(shí)驗教學(xué)提供參考的樣板，同時(shí)也為化學(xué)學(xué)習提供了思考與探索的方向。教學(xué)中可以根據實(shí)驗條件、學(xué)生認識基礎和學(xué)習興趣，以教師演示實(shí)驗、課堂邊講邊實(shí)驗、課堂邊講邊實(shí)驗、學(xué)生分組實(shí)驗等形式開(kāi)展實(shí)驗教學(xué)。[1]
這說(shuō)明實(shí)驗手冊是載體，是實(shí)驗教學(xué)的重要形式，是教科書(shū)的重要補充形式。她的編寫(xiě)應該能夠體現科學(xué)的探究過(guò)程；應該能夠給教師的演示實(shí)驗提供重要的參考；應該有利于學(xué)生組織和完成探究實(shí)驗；應該有利于激發(fā)學(xué)生探究熱情，體驗探究過(guò)程的樂(lè )趣。
二、目前實(shí)驗手冊的編寫(xiě)方法及存在的問(wèn)題
我們以蘇教版《實(shí)驗化學(xué)》專(zhuān)題7課題1《硫酸亞鐵銨的制備》的實(shí)驗手冊編寫(xiě)為例：
欄目設置 欄目?jì)热?nbsp;優(yōu)缺點(diǎn)評述
實(shí)驗目的 給出了本實(shí)驗的目標，側重于知識與技能，過(guò)程與方法的要求 缺少態(tài)度與價(jià)值觀(guān)的要求
思考與猜想 實(shí)驗過(guò)程中的一些操作以問(wèn)題形式提出，幫助學(xué)生理解原理，形成合理的實(shí)驗方案 可以引導學(xué)生思維，幫助學(xué)生理解
實(shí)驗器材 列出所需儀器和試劑，液體藥品還注明濃度 便于教師準備實(shí)驗，但是不利于學(xué)生獨立探究，容易限制學(xué)生思維，使學(xué)生喪失探究興趣
實(shí)驗步驟 詳細給出實(shí)驗操作方法，試劑用量，并要求在相應操作后面寫(xiě)出觀(guān)察到的現象，得出的結論，并產(chǎn)率計算等。 這是探究過(guò)程嗎？能培養學(xué)生的思維和科學(xué)素養嗎？這一步是最失敗的！
實(shí)驗結果 將實(shí)驗中記錄的現象、數據等填入成表格 有力于學(xué)生整理歸納
分析討論 對本實(shí)驗核心知識進(jìn)行提升 有利于學(xué)生深刻理解實(shí)驗原理，有利于學(xué)生反思實(shí)驗過(guò)程，形成更完善的實(shí)驗方案，有利于學(xué)生落實(shí)核心知識
提示 穿插在實(shí)驗步驟中，對實(shí)驗細節中涉及到的知識進(jìn)行提示 幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗，解決一些學(xué)生無(wú)法當堂解決的問(wèn)題
有上可知，蘇教版實(shí)驗手冊的編寫(xiě)較好的進(jìn)行了欄目創(chuàng )新，設置的“思考與猜想”、“小資料”、“分析與討論”等欄目較好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，很好的幫助學(xué)生完成探究過(guò)程。然而實(shí)驗步驟的編寫(xiě)還是跳不出所有實(shí)驗手冊編寫(xiě)的問(wèn)題，就是給出了非常詳盡的實(shí)驗步驟，甚至給出了具體藥品的濃度和用量，這樣的實(shí)驗編寫(xiě)只會(huì )禁錮學(xué)生的思維，引導學(xué)生依樣子畫(huà)葫蘆，喪失獨立思考獨立判斷的能力。
三、實(shí)驗手冊編寫(xiě)的目標
1、要有助于激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習興趣
興趣是最好的老師，實(shí)驗現象的豐富性和多樣性可以成為學(xué)生學(xué)習的興趣點(diǎn)。實(shí)驗過(guò)程中的不確定性又可以激發(fā)學(xué)生探究的欲望，引導學(xué)生深入思考，不斷探究。因此，實(shí)驗手冊的編寫(xiě)過(guò)程中可以對實(shí)驗現象，實(shí)驗過(guò)程進(jìn)行預先的設計和猜測，切不可完全告知，這樣做就會(huì )降低學(xué)生的學(xué)習興趣。
2、要有助于培養學(xué)生的觀(guān)察能力和思考能力
通過(guò)完成實(shí)驗，讓學(xué)生有完整的體驗，在做中觀(guān)察，在觀(guān)察中思考，這是實(shí)驗的一個(gè)重要作用，因此實(shí)驗手冊在編寫(xiě)過(guò)程中要設計表格，便于讓學(xué)生及時(shí)記錄實(shí)驗現象，分析現象，得出結論，也可以設置幾個(gè)問(wèn)題，引導學(xué)生深入思考。
3、要有助于培養學(xué)生合作精神
化學(xué)實(shí)驗特別是制備實(shí)驗是個(gè)比較復雜的過(guò)程，無(wú)論從方案設計、方案實(shí)施、過(guò)程完善等都不是一兩個(gè)人可以完成的，需要師生合作，生生合作共同完成。所以實(shí)驗手冊編寫(xiě)中要設置實(shí)驗環(huán)節，比如“課外查找資料”，“交流與討論”等環(huán)節，讓學(xué)生養成合作意識，培養 團隊精神。
4、要有助于培養學(xué)生科學(xué)的態(tài)度
化學(xué)實(shí)驗的過(guò)程就是一個(gè)科學(xué)探究的過(guò)程，學(xué)生在研究過(guò)程中會(huì )遇到很多問(wèn)題，有些現象與理論不符，有些原設計無(wú)法順利實(shí)現，學(xué)生要通過(guò)努力才能實(shí)現。所以實(shí)驗手冊編寫(xiě)過(guò)程中要設置反思與總結環(huán)節，這樣非常有利于培養學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神，也有利于學(xué)生養成科學(xué)的思維，感受探究過(guò)程的艱辛。
5、要有助于培養學(xué)生節約環(huán)保意識
環(huán)境保護與每個(gè)人息息相關(guān)，但是空洞的口號不能代替真切的體會(huì )，化學(xué)實(shí)驗過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生很多廢棄物，應該如何處理？化學(xué)也能變廢為寶？所以實(shí)驗手冊編寫(xiě)過(guò)程中要體現這方面要求，可以在提示中對試劑用量等方面做一個(gè)概述，引導學(xué)生養成節約環(huán)保意識。
6、有助于培養學(xué)生探究精神
新課程改革的一個(gè)重要而具體的目標，就是改變至今普遍存在的學(xué)生被動(dòng)接受和老師反復灌輸的教學(xué)方式，倡導積極探索能夠使學(xué)生主動(dòng)參與的探究性學(xué)習的新方法。[２]而實(shí)驗是培養學(xué)生探究精神的最好載體，因此在實(shí)驗手冊的編寫(xiě)過(guò)程中，實(shí)驗方案的設計，實(shí)驗方案的實(shí)施過(guò)程，都應該讓學(xué)生充分探究，對于復雜的實(shí)驗，只需提供必要的條件和一些提示，引導學(xué)生主動(dòng)探究。
四、實(shí)驗手冊的編寫(xiě)方法和策略
我們以蘇教版《實(shí)驗化學(xué)》中的課題——《硫酸亞鐵銨的制備》為例，探討實(shí)驗手冊編寫(xiě)方法和策略。
實(shí)驗目的的編寫(xiě)方法
實(shí)驗目的應該指出通過(guò)本實(shí)驗應該掌握的知識和技能，以及層次要求，應該體現新課程的理念，包含三維目標，包括知識與技能，過(guò)程與方法，情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)，比如《硫酸亞鐵銨的制備》可以增加一個(gè)情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標：利用廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨，感受化學(xué)在變廢為寶中的重要作用。學(xué)生通過(guò)完成這個(gè)實(shí)驗，徹底改變觀(guān)念中的化學(xué)就是污染的錯誤想法。
思考與猜想的編寫(xiě)方法
思考與猜想的編寫(xiě)應該能夠提示學(xué)生設計實(shí)驗方案，能夠解決實(shí)驗過(guò)程中的一些重要問(wèn)題，在問(wèn)題的編寫(xiě)過(guò)程中不一定要用問(wèn)答題的形式，比如《硫酸亞鐵銨的制備》，可以補充設置這樣的問(wèn)題：
請你寫(xiě)出所有可以制備硫酸亞鐵溶液的方法？
分析評價(jià)選用何者方案比較好？
制備的硫酸亞鐵溶液容易被氧化，你將采取何種方法？
鐵與硫酸反應比較慢，如何加快反應速率？
利用廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨有何意義？廢鐵屑上有油污如何除去？
（6）下列關(guān)于硫酸亞鐵銨的溶解度大小的敘述正確的是 （ ）
A．比硫酸亞鐵大 B．比硫酸銨大
C．比硫酸亞鐵、硫酸銨都小 D．比硫酸亞鐵、硫酸銨都大
這些問(wèn)題都是學(xué)生剛開(kāi)始時(shí)無(wú)法預料到的，但是又是學(xué)生可以用理論解釋的問(wèn)題，以問(wèn)題形式提出便于學(xué)生預習，使得實(shí)驗方案能更加完整。
3、實(shí)驗器材的編寫(xiě)方法
實(shí)驗器材應該列出本實(shí)驗所需的儀器藥品，但是考慮到方案的不確定性，將所有的儀器藥品都列出，會(huì )限制學(xué)生的思維，但是不列出，又會(huì )造成缺乏對學(xué)生的指導，學(xué)生茫然無(wú)序，也不利于實(shí)驗的組織實(shí)施，所以我認為儀器藥品的給出可以采用半開(kāi)放式，以《硫酸亞鐵銨的制備》為例：
制備硫酸亞鐵溶液所需藥品：廢鐵屑
制備硫酸亞鐵溶液所需儀器：
制備硫酸亞鐵銨溶液所需藥品：硫酸銨
制備硫酸亞鐵銨溶液所需儀器：布氏漏斗、吸濾瓶、抽氣泵
這樣的編寫(xiě)有利于學(xué)生積極思考，因為只有通過(guò)思考整個(gè)制備過(guò)程，才能得出所需儀器和藥品。
實(shí)驗步驟的編寫(xiě)方法
這步編寫(xiě)是實(shí)驗手冊編寫(xiě)中最重要、最核心的部分，也是目前實(shí)驗手冊中存在的最大的問(wèn)題。以《硫酸亞鐵銨的制備》為例，實(shí)驗手冊是這樣編寫(xiě)的：
（1）實(shí)驗步驟的編寫(xiě)要有探究性
例一：取一只小燒杯，放入約5g鐵屑，向其中注入15ml 1mol/LNa2 CO3溶液，浸泡數分鐘后，用傾析法分離并洗滌鐵屑，晾干。
觀(guān)察到的現象：
你的結論：
這種編法學(xué)生肯定會(huì )依樣子畫(huà)葫蘆，照單抓藥，缺乏思考，如果但是為了操作方便，也可以改為一下這種形式：
例二：稱(chēng)取5g的鐵屑注入15mL1mol/LNa2CO3溶液→浸泡（水浴加熱）→傾析法分離→
用蒸餾水洗滌數次→晾干（烘干）
觀(guān)察到的現象：
你的結論：
例二的編寫(xiě)形式比文字描述更加簡(jiǎn)單明了，但是仍舊擺脫不了禁錮學(xué)生思維的問(wèn)題，缺乏實(shí)驗本身的探究性，但是這樣圖示的表示方法是值得借鑒的，在某些地方可以適當應用。真正探究性的實(shí)驗步驟應該怎樣編寫(xiě)呢？
例三：
實(shí)驗目標
鐵屑的凈化
實(shí)驗原理
實(shí)驗方案設計
實(shí)驗裝置圖
實(shí)驗現象記錄
實(shí)驗結果分析
小提示 稍加熱可以大大提高去污效果
例三的實(shí)驗編排形式很好的體現了探究性實(shí)驗的特點(diǎn)，包含了探究性實(shí)驗的三個(gè)要素
① 提出探究問(wèn)題和任務(wù)
② 給學(xué)生一定的空間和時(shí)間，利用實(shí)驗自己去探究，并且更多地通過(guò)合作完成。
③ 引導學(xué)生進(jìn)行正確的表達與交流
這中編寫(xiě)形式也能很好的引導學(xué)生建立科學(xué)探究方法；由于方案是學(xué)生自己設計的，所以學(xué)生積極性明顯提高，并且非�？释軌蛴H身實(shí)踐；由于結果的未知性，學(xué)生非常注意實(shí)驗細節，仔細記錄每步實(shí)驗現象；對于自己的實(shí)驗結果，也會(huì )有反思，且問(wèn)題更加有針對性，因為問(wèn)題是自己實(shí)驗過(guò)程中生成的。
（2）實(shí)驗步驟的編寫(xiě)要有層次性
對于一個(gè)綜合實(shí)驗而言，有些實(shí)驗可以讓學(xué)生放開(kāi)去設計、去完成，但是對于新學(xué)的基本操作，基本方法需要學(xué)生去學(xué)習掌握的，規范的介紹和演示也非常重要，這塊內容最好以小提示或者課外閱讀的形式給出。以《硫酸亞鐵銨的制備》為例，在制備硫酸亞鐵銨晶體時(shí)用了抽濾的方法，這個(gè)學(xué)生從來(lái)沒(méi)接觸過(guò)，儀器不熟悉，原理不明白，用途不清晰。所以可以在課外閱讀中給出：
名稱(chēng)：抽濾裝置
組成：真空泵、布氏漏斗、吸濾瓶
用途：利用真空泵或抽氣泵將吸濾瓶中的空氣抽 走而產(chǎn)生負壓，使過(guò)濾速度加快
使用方法：先在圓筒底面墊上濾紙，將漏斗插進(jìn)布氏燒瓶上方。布氏燒杯的側口連抽氣系統。然后將欲分離的固體、液體混合物倒進(jìn)上方，接通抽氣泵，形成負壓，加快過(guò)濾。結束后要先拔抽濾瓶和緩沖瓶之間的橡皮管，在關(guān)掉抽濾泵。
（3）實(shí)驗步驟編寫(xiě)要注意嚴密性
化學(xué)實(shí)驗是個(gè)非常復雜的過(guò)程，期間會(huì )有許多副反應或者反�，F象，所以在編寫(xiě)實(shí)驗過(guò)程中不能講得絕對化。以《硫酸亞鐵銨的制備》為例，在制備硫酸亞鐵溶液實(shí)驗中，在反應結束的溶液中要加1mL 3mol/LH2SO4溶液，目的是防止水解。但實(shí)際上鐵屑不可能反應完，按照教材的用量，硫酸本來(lái)就是過(guò)量的，溶液呈酸性，就不需要再加硫酸了，所以這樣的編寫(xiě)只會(huì )使學(xué)生思維僵化，可否改為：已知亞鐵離子在酸性溶液中相對穩定，在堿性溶液中容易被氧化，那測測你制得溶液的酸堿性吧！如果是堿性，應該采取什么措施？
實(shí)驗結果的編寫(xiě)
實(shí)驗結果應該包括數據、重要現象、重要原理等，最好以表格的形式給出，便于學(xué)生分析處理。這一部分現行實(shí)驗手冊還是比較好的。
分析討論的編寫(xiě)
這部分內容是對整個(gè)實(shí)驗的回顧與反思，并起到深化理解，提升思維的作用，實(shí)驗手冊在編寫(xiě)過(guò)程中要強化這部分內容，以《硫酸亞鐵銨的制備》為例，其實(shí)還是可以提許多有思考性的問(wèn)題，比如：
鐵屑中含有少量鐵銹，對產(chǎn)品質(zhì)量有無(wú)影響？為什么？
② 鐵與稀硫酸的反應要控制水浴溫度60℃左右，偏高或偏低有何影響？
③ 反應過(guò)程中為何要補充水，以保持溶液體積基本不變？
④ 制得的溶液為何要趁熱過(guò)濾？
⑤ 蒸發(fā)濃縮溶液時(shí)能否蒸干？為什么？
⑥ 用少量酒精洗滌晶體的原因是什么？能否用濾液洗滌晶體？為什么？
反思與總結的編寫(xiě)
現行實(shí)驗手冊中沒(méi)有這一步，我覺(jué)得設置這一環(huán)節非常重要，學(xué)生在實(shí)驗中遇到的問(wèn)題，在練習中無(wú)法一一呈現，學(xué)生通過(guò)自己的努力，排除一切干擾，完成實(shí)驗，有許多的收獲是無(wú)法通過(guò)練習達到的，所以設置這一環(huán)節除了掌握知識外，也是對情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)的提升。
實(shí)驗手冊的編寫(xiě)還有許多問(wèn)題值得探討，但是很少有人關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，現行實(shí)驗手冊的編寫(xiě)引入了許多欄目，形式上作了很大的改變，但是仍舊有許多地方值得完善，為落實(shí)新課程的基本理念和教學(xué)要求，需要我們大家共同努力！
參考文獻：
[1] 浙江省教育廳教研室．化學(xué)實(shí)驗手冊-實(shí)驗化學(xué)．浙江：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2008年6月．
[2]吳瓊．中學(xué)化學(xué)教學(xué)建模．廣西：廣西教育出版社，2003年5月．
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