专题一 化学实验和化学教学实验

1、科学实验的特征

科学实验是指人们（主体）以科学探究为目的，在人为控制条件下研究客体的方法。科学实验具有发现或验证科学事实和理论的功能。

方法特征：控制变量（纯化、重组、强化、模拟）

科学原则：结论唯一性、可重复性，解释的条件性

2、实验是化学学科的重要方法

（1）实验方法是近代化学之源

（2）化学实验对于化学研究的功能

•    验证知识（假说或理论）的功能

•    反驳知识（假说或理论）的功能

•    发现新知识的功能

   ……

3、化学实验在化学教学中的功能

（1）使学生形成和掌握有关物质概念、化学基本概念和基本理论，并进一步巩固和深化化学知识。

（2）培养学生操作技能的唯一手段。

（3) 培养学生解决化学实际问题的能力和创新能力。

（4）培养和发展学生的科学探究能力（包括实验能力、观察能力和思维能力等）。

（5)培养学生实施求是、严肃认真的科学态度和对学生进行科学方法的训练。

（6）激发学生学习化学的认知兴趣，调动学生学好化学的自觉性和积极性。

（7）培养学生勤俭节约、爱护公物、讲究卫生、团结协作的美德，以及提高学生的审美意识。

（8）有利于学生进行辩证唯物主义观点教育。

4、中学化学实验的内容

化学基本操作实验（过滤操作、粗盐的提纯、酸碱中和滴定）

物质性质和制备实验（氧气的性质和制备、氢气的性质和制备、氯气的性质和制备）

揭示基本概念和化学基础理论的实验（化学反应速率的影响因素、氧化还原反应、原电池）

结合生成实际的实验（氨的催化氧化、侯德榜制碱法）

学生独立设计实验（生活中的酸碱指示剂、水果电池）

5、化学实验的类型

按照实验任务分类：

      ——分离和提纯（过滤、蒸馏、分液、层析……）；

      ——分析（定性分析、定量分析）；

      ——制备和合成（无机物制备、有机物合成）。

按照实验过程分类的技术：

      ——仪器使用（玻璃器、天平、滴定管、量热计、搅拌器…..）；

      ——实验准备技术（试剂配制、标定……）；

      ——实验过程技术（装置、工艺、反馈控制……）；

      ——信息处理技术（数据处理、解释、报告  ……)

按照实验研究方向：

      ——系统性研究 指实验的系统、结构、要素、分类、特点、要求、条件及评价方法等宏观方面的 研究。

      ——技术性研究 又称‘实验方案的研究’或称‘开发研究’，即指用已有知识进行设计、形成实验方案的研究。它使实验由理论认识转化到具有可操作性的实验方案。仪器使用（玻璃器、天平、滴定管、量热计、搅拌器…..）

      ——认知性研究 指实验科学原理的研究。

化学反应机理的研究

装置及仪器原理的研究

实验操作原理的研究

实验安全原理的研究

     ——应用性研究 实验在教学中的应用研究。

      ——发展性研究 中学化学实验发展趋势的研究。

      ——化学实验设计研究 试验设计方法的研究。

      ——实验教学的研究 中学互相实验教学中如何实施组织教育等问题。

6、化学实验和化学实验教学

（1）化学实验和化学实验教学的异同

化学实验是实验者根据化学实验目的，运用实验仪器、设备及装置等物质手段，在人为特定的实验条件下，变革化学实验对象的状态或性质，通过实验观察获得各种化学科学事实的一种科学研究方法。

化学教学实验是化学教学中教师或学生根据一定的化学实验目的，运用一定的化学实验仪器、设备和装置，在人为的实验条件下，改变实验对象的状态和性质，从而获得各种化学实验事实，达到化学教学目的的一种教学实践活动。

（2）化学实验教学的目标

实验知识与技能

• 化学实验事实、化学实验仪器和眼皮知识、化学实验安全知识。

• 基本操作技能、仪器和药品的选择和技能、综合运用技能。

实验探究能力

• 化学教学中运用实验来探究物质及其变化的本质和规律的一种能力。
  

实验态度、情感与价值观

• 态度：学生在化学实验教学资对实验活动的一种内在反应倾向。

• 情感：学生在化学实验教学中形成的一种对实验活动的感情指向或情绪体验。

• 价值观：学生在化学实验教学活动中形成的对实验价值最基本的看法。

（3）化学实验教学内容的设计

教学内容的选择依据

• 体现以实验为基础的化学教学观

• 选择贴近生活贴近社会的课题

• 体现绿色化学思想

• 注重实验的趣味性

• 体现实验手段的现代化

教学内容的呈现方式

• 观察与思考相结合

• 掌握知识技能与实验探究活动相结合

• 采取人性化地实验内容陈述方式

• 加强课程资源建设
  

（4）化学实验教学方式地设计

• 被动接收式

• 主动接收式

• 引导探究式

• 自主探究式
  

（5）化学实验教学的组织形式

• 演示实验

操作者：教师或者学生（在教师指导下）：

地点：通常是教室，也可在实验室进行；

功能：展示（如某种物质的性质、某一反应的现象）

    示范（如某种实验技能、某种实验装置）

要求：成功率高、可见度高；

策略：面向学生的实验安排、想方法扩大实验可见度、清晰和规范的操作、边演示进行边讲解... ...

例如：演示实验——氧气的制法

教师示范：装配氧气发生装置

教师讲解：（在示范过程中穿插进行）

请注意老师的装配顺序，由低到高，从一边到另一边，装配时要有条不紊。

注意到吗，老师把试管夹夹在试管的那一部位？这样做有道理吗？

• 学生实验

操作者：学生（在教师指导下）；

地点：通常在实验室进行；

功能：自我确认（如验证、变化规律）

    自我发现（如探索物质性质、反应规律等）

    技能训练（如仪器操作技能等）

要求：可靠性高、安全性好；

策略：督促做好实验预习、重点(操作、安全）指导、加强实验过程巡视、引导思维和及时小结... ...

例如：学生实验——乙醇的化学性质

教师提问：

①  今天实验课的任务是什么呢？

②  那位同学能比较完整地回忆乙醇的化学性质？

③  请估计一下，哪些实验现象可以印证乙醇具有还原性？

④  今天的实验有没有危险、有那些操作是今天实验成功的关键？

• 边讲边实验（随堂实验）

操作者：学生（在教师指导下）；

地点：通常在教室中进行；

功能：自我确认（如确认物质性质、变化规律）

    自我探究（如探索物质性质、反应规律等）

要求：可靠性高、安全性好、简单；

策略：教学内容穿插实验、小而明确的实验任务、短小而明确的指导语、及时汇报并进行小结... ...

例如：学生实验——酸的性质

教师讲解：我们知道酸是由酸根和氢组成的，组成上的共性预示不同的酸可能会有类似的性质。

现在请大家拿起三支试管，分别加1毫升盐酸、硫酸和醋酸。然后分别加2滴紫色石蕊试液。请注意所发生的变化。

学生实验

教师提问：请汇报观察到的现象？想一想，从这些现象中可以得出什么结论呢？

教师讲解：再在三支试管中分别加1毫升盐酸、硫酸和醋酸，各放一小粒金属锌。请注意变化。

学生实验

教师提问：请汇报观察到的现象？

再想一想，从这些现象中可以得出什么结论呢？

（6）化学教学实验的两种教学类型

• 验证型实验教学

功能：确认和巩固知识，发展实验能力；

操作者：教师或学生（在教师指导下）；

时机：知识形成之后；

地点：通常是实验室，也可在教室进行；

方式：演示实验、学生实验、边讲边实验

• 探究性实验教学

功能：知识的形成，体验科学发现过程，发展实验能力；

操作者：教师或学生（在教师指导下）；

时机：知识形成之前；

地点：通常是教室，也可在实验室进行；

方式：演示实验、学生实验、边讲边实验