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化學(xué)實驗手冊的編寫策略(一)
化學(xué)實驗手冊的編寫策略
摘要：化學(xué)實驗教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中占據(jù)核心地位，化學(xué)實驗手冊為化學(xué)學(xué)習(xí)提供了思考與探究的方向。然而長期以來，人們忽略了實驗手冊的編寫問題，造成我們看到的實驗手冊都是實驗過程的羅列，告訴你怎么做，甚至告訴了你試劑種類，試劑用量以及注意事項等，學(xué)生淪為機器，按書上的要求做一遍，缺乏思考，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，喪失了實驗應(yīng)有的培養(yǎng)人素質(zhì)的功能。本文以蘇教版《實驗化學(xué)》中的課題——《硫酸亞鐵銨的制備》為例，探索編寫實驗手冊的策略。
關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗手冊 編寫 策略
一、實驗手冊的作用
蘇教版《實驗化學(xué)》實驗手冊的前言部分表明：該實驗手冊不僅為化學(xué)實驗教學(xué)提供參考的樣板，同時也為化學(xué)學(xué)習(xí)提供了思考與探索的方向。教學(xué)中可以根據(jù)實驗條件、學(xué)生認(rèn)識基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)興趣，以教師演示實驗、課堂邊講邊實驗、課堂邊講邊實驗、學(xué)生分組實驗等形式開展實驗教學(xué)。[1]
這說明實驗手冊是載體，是實驗教學(xué)的重要形式，是教科書的重要補充形式。她的編寫應(yīng)該能夠體現(xiàn)科學(xué)的探究過程；應(yīng)該能夠給教師的演示實驗提供重要的參考；應(yīng)該有利于學(xué)生組織和完成探究實驗；應(yīng)該有利于激發(fā)學(xué)生探究熱情，體驗探究過程的樂趣。
二、目前實驗手冊的編寫方法及存在的問題
我們以蘇教版《實驗化學(xué)》專題7課題1《硫酸亞鐵銨的制備》的實驗手冊編寫為例：
欄目設(shè)置 欄目內(nèi)容 優(yōu)缺點評述
實驗?zāi)康?nbsp;給出了本實驗的目標(biāo)，側(cè)重于知識與技能，過程與方法的要求 缺少態(tài)度與價值觀的要求
思考與猜想 實驗過程中的一些操作以問題形式提出，幫助學(xué)生理解原理，形成合理的實驗方案 可以引導(dǎo)學(xué)生思維，幫助學(xué)生理解
實驗器材 列出所需儀器和試劑，液體藥品還注明濃度 便于教師準(zhǔn)備實驗，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
實驗步驟 詳細給出實驗操作方法，試劑用量，并要求在相應(yīng)操作后面寫出觀察到的現(xiàn)象，得出的結(jié)論，并產(chǎn)率計算等。 這是探究過程嗎？能培養(yǎng)學(xué)生的思維和科學(xué)素養(yǎng)嗎？這一步是最失敗的！
實驗結(jié)果 將實驗中記錄的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等填入成表格 有力于學(xué)生整理歸納
分析討論 對本實驗核心知識進行提升 有利于學(xué)生深刻理解實驗原理，有利于學(xué)生反思實驗過程，形成更完善的實驗方案，有利于學(xué)生落實核心知識
提示 穿插在實驗步驟中，對實驗細節(jié)中涉及到的知識進行提示 幫助學(xué)生順利完成實驗，解決一些學(xué)生無法當(dāng)堂解決的問題
有上可知，蘇教版實驗手冊的編寫較好的進行了欄目創(chuàng)新，設(shè)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(xí)興趣，很好的幫助學(xué)生完成探究過程。然而實驗步驟的編寫還是跳不出所有實驗手冊編寫的問題，就是給出了非常詳盡的實驗步驟，甚至給出了具體藥品的濃度和用量，這樣的實驗編寫只會禁錮學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生依樣子畫葫蘆，喪失獨立思考獨立判斷的能力。
三、實驗手冊編寫的目標(biāo)
1、要有助于激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師，實驗現(xiàn)象的豐富性和多樣性可以成為學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點。實驗過程中的不確定性又可以激發(fā)學(xué)生探究的欲望，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，不斷探究。因此，實驗手冊的編寫過程中可以對實驗現(xiàn)象，實驗過程進行預(yù)先的設(shè)計和猜測，切不可完全告知，這樣做就會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2、要有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思考能力
通過完成實驗，讓學(xué)生有完整的體驗，在做中觀察，在觀察中思考，這是實驗的一個重要作用，因此實驗手冊在編寫過程中要設(shè)計表格，便于讓學(xué)生及時記錄實驗現(xiàn)象，分析現(xiàn)象，得出結(jié)論，也可以設(shè)置幾個問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。
3、要有助于培養(yǎng)學(xué)生合作精神
化學(xué)實驗特別是制備實驗是個比較復(fù)雜的過程，無論從方案設(shè)計、方案實施、過程完善等都不是一兩個人可以完成的，需要師生合作，生生合作共同完成。所以實驗手冊編寫中要設(shè)置實驗環(huán)節(jié)，比如“課外查找資料”，“交流與討論”等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生養(yǎng)成合作意識，培養(yǎng) 團隊精神。
4、要有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度
化學(xué)實驗的過程就是一個科學(xué)探究的過程，學(xué)生在研究過程中會遇到很多問題，有些現(xiàn)象與理論不符，有些原設(shè)計無法順利實現(xiàn)，學(xué)生要通過努力才能實現(xiàn)。所以實驗手冊編寫過程中要設(shè)置反思與總結(jié)環(huán)節(jié)，這樣非常有利于培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神，也有利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維，感受探究過程的艱辛。
5、要有助于培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約環(huán)保意識
環(huán)境保護與每個人息息相關(guān)，但是空洞的口號不能代替真切的體會，化學(xué)實驗過程中會產(chǎn)生很多廢棄物，應(yīng)該如何處理？化學(xué)也能變廢為寶？所以實驗手冊編寫過程中要體現(xiàn)這方面要求，可以在提示中對試劑用量等方面做一個概述，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約環(huán)保意識。
6、有助于培養(yǎng)學(xué)生探究精神
新課程改革的一個重要而具體的目標(biāo)，就是改變至今普遍存在的學(xué)生被動接受和老師反復(fù)灌輸?shù)慕虒W(xué)方式，倡導(dǎo)積極探索能夠使學(xué)生主動參與的探究性學(xué)習(xí)的新方法。[２]而實驗是培養(yǎng)學(xué)生探究精神的最好載體，因此在實驗手冊的編寫過程中，實驗方案的設(shè)計，實驗方案的實施過程，都應(yīng)該讓學(xué)生充分探究，對于復(fù)雜的實驗，只需提供必要的條件和一些提示，引導(dǎo)學(xué)生主動探究。
四、實驗手冊的編寫方法和策略
我們以蘇教版《實驗化學(xué)》中的課題——《硫酸亞鐵銨的制備》為例，探討實驗手冊編寫方法和策略。
實驗?zāi)康牡木帉懛椒?br />
實驗?zāi)康膽?yīng)該指出通過本實驗應(yīng)該掌握的知識和技能，以及層次要求，應(yīng)該體現(xiàn)新課程的理念，包含三維目標(biāo)，包括知識與技能，過程與方法，情感態(tài)度與價值觀，比如《硫酸亞鐵銨的制備》可以增加一個情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：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)生通過完成這個實驗，徹底改變觀念中的化學(xué)就是污染的錯誤想法。
思考與猜想的編寫方法
思考與猜想的編寫應(yīng)該能夠提示學(xué)生設(shè)計實驗方案，能夠解決實驗過程中的一些重要問題，在問題的編寫過程中不一定要用問答題的形式，比如《硫酸亞鐵銨的制備》，可以補充設(shè)置這樣的問題：
請你寫出所有可以制備硫酸亞鐵溶液的方法？
分析評價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(yīng)比較慢，如何加快反應(yīng)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
這些問題都是學(xué)生剛開始時無法預(yù)料到的，但是又是學(xué)生可以用理論解釋的問題，以問題形式提出便于學(xué)生預(yù)習(xí)，使得實驗方案能更加完整。
3、實驗器材的編寫方法
實驗器材應(yīng)該列出本實驗所需的儀器藥品，但是考慮到方案的不確定性，將所有的儀器藥品都列出，會限制學(xué)生的思維，但是不列出，又會造成缺乏對學(xué)生的指導(dǎo)，學(xué)生茫然無序，也不利于實驗的組織實施，所以我認(rèn)為儀器藥品的給出可以采用半開放式，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
這樣的編寫有利于學(xué)生積極思考，因為只有通過思考整個制備過程，才能得出所需儀器和藥品。
實驗步驟的編寫方法
這步編寫是實驗手冊編寫中最重要、最核心的部分，也是目前實驗手冊中存在的最大的問題。以《硫酸亞鐵銨的制備》為例，實驗手冊是這樣編寫的：
（1）實驗步驟的編寫要有探究性
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(shù)分鐘后，用傾析法分離并洗滌鐵屑，晾干。
觀察到的現(xiàn)象：
你的結(jié)論：
這種編法學(xué)生肯定會依樣子畫葫蘆，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(shù)次→晾干（烘干）
觀察到的現(xiàn)象：
你的結(jié)論：
例二的編寫形式比文字描述更加簡單明了，但是仍舊擺脫不了禁錮學(xué)生思維的問題，缺乏實驗本身的探究性，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(dāng)應(yīng)用。真正探究性的實驗步驟應(yīng)該怎樣編寫呢？
例三：
實驗?zāi)繕?biāo)
鐵屑的凈化
實驗原理
實驗方案設(shè)計
實驗裝置圖
實驗現(xiàn)象記錄
實驗結(jié)果分析
小提示 稍加熱可以大大提高去污效果
例三的實驗編排形式很好的體現(xiàn)了探究性實驗的特點，包含了探究性實驗的三個要素
① 提出探究問題和任務(wù)
② 給學(xué)生一定的空間和時間，利用實驗自己去探究，并且更多地通過合作完成。
③ 引導(dǎo)學(xué)生進行正確的表達與交流
這中編寫形式也能很好的引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)探究方法；由于方案是學(xué)生自己設(shè)計的，所以學(xué)生積極性明顯提高，并且非常渴望能夠親身實踐；由于結(jié)果的未知性，學(xué)生非常注意實驗細節(jié)，仔細記錄每步實驗現(xiàn)象；對于自己的實驗結(jié)果，也會有反思，且問題更加有針對性，因為問題是自己實驗過程中生成的。
（2）實驗步驟的編寫要有層次性
對于一個綜合實驗而言，有些實驗可以讓學(xué)生放開去設(shè)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(xí)掌握的，規(guī)范的介紹和演示也非常重要，這塊內(nèi)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用了抽濾的方法，這個學(xué)生從來沒接觸過，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：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(fù)壓，使過濾速度加快
使用方法：先在圓筒底面墊上濾紙，將漏斗插進布氏燒瓶上方。布氏燒杯的側(cè)口連抽氣系統(tǒng)。然后將欲分離的固體、液體混合物倒進上方，接通抽氣泵，形成負(fù)壓，加快過濾。結(jié)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）實驗步驟編寫要注意嚴(yán)密性
化學(xué)實驗是個非常復(fù)雜的過程，期間會有許多副反應(yīng)或者反常現(xiàn)象，所以在編寫實驗過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驗中，在反應(yīng)結(jié)束的溶液中要加1mL 3mol/LH2SO4溶液，目的是防止水解。但實際上鐵屑不可能反應(yīng)完，按照教材的用量，硫酸本來就是過量的，溶液呈酸性，就不需要再加硫酸了，所以這樣的編寫只會使學(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(wěn)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(yīng)該采取什么措施？
實驗結(jié)果的編寫
實驗結(jié)果應(yīng)該包括數(shù)據(jù)、重要現(xiàn)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(xiàn)行實驗手冊還是比較好的。
分析討論的編寫
這部分內(nèi)容是對整個實驗的回顧與反思，并起到深化理解，提升思維的作用，實驗手冊在編寫過程中要強化這部分內(nèi)容，以《硫酸亞鐵銨的制備》為例，其實還是可以提許多有思考性的問題，比如：
鐵屑中含有少量鐵銹，對產(chǎn)品質(zhì)量有無影響？為什么？
② 鐵與稀硫酸的反應(yīng)要控制水浴溫度60℃左右，偏高或偏低有何影響？
③ 反應(yīng)過程中為何要補充水，以保持溶液體積基本不變？
④ 制得的溶液為何要趁熱過濾？
⑤ 蒸發(fā)濃縮溶液時能否蒸干？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(jié)的編寫
現(xiàn)行實驗手冊中沒有這一步，我覺得設(shè)置這一環(huán)節(jié)非常重要，學(xué)生在實驗中遇到的問題，在練習(xí)中無法一一呈現(xiàn)，學(xué)生通過自己的努力，排除一切干擾，完成實驗，有許多的收獲是無法通過練習(xí)達到的，所以設(shè)置這一環(huán)節(jié)除了掌握知識外，也是對情感態(tài)度價值觀的提升。
實驗手冊的編寫還有許多問題值得探討，但是很少有人關(guān)注這個問題，現(xiàn)行實驗手冊的編寫引入了許多欄目，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)實驗手冊-實驗化學(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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