中學(xué)教學(xué)化學(xué)論實驗

目錄HYPERLINK第二版前言HYPERLINK第一版前言HYPERLINK第一部分中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)概述………(1)第一節(jié)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的功能………(1)第二節(jié)中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗的內(nèi)容………(8)第三節(jié)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的基本要求…………………(17)第二部分中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)與演示實驗研究……………（26)HYPERLINK實驗一氧氣的制取與性質(zhì)………………(26)HYPERLINK實驗二氫氣的制取與性質(zhì)………………(31)HYPERLINK實驗三氯氣的制取與性質(zhì)………………（37)HYPERLINK實驗四氯化氫的制取與性質(zhì)……………(43)HYPERLINK實驗五硫酸的制取與性質(zhì)………………(47)HYPERLINK實驗六氨氧化法制硝酸…………………(51)HYPERLINK實驗七鋁及其化合物的性質(zhì)……………(54)HYPERLINK實驗八膠體的制備與性質(zhì)………………(60)HYPERLINK實驗九電解質(zhì)溶液………………………(65)HYPERLINK實驗十金屬的電鍍——鋁片上涂鍍銅…………………(70)HYPERLINK實驗十一甲烷乙烯乙炔…………………(73)HYPERLINK實驗十二石油的催化裂化………………(82)HYPERLINK實驗十三乙醇氧化制乙醛………………(85)HYPERLINK實驗十四乙酸乙酯的制取、乙酸丁酯的水解、纖維素的水解與酯化………………(88)HYPERLINK實驗十五色譜法提取和分離天然物質(zhì)…………………(92)HYPERLINK實驗十六微型化學(xué)實驗…………………(97)第三部分中學(xué)化學(xué)探究與設(shè)計實驗研究……………(103)HYPERLINK實驗十七空氣中二氧化碳含量的測定………………(103)HYPERLINK實驗十八廢棄泡沫塑料的性質(zhì)及再利用……………(107)HYPERLINK實驗十九乙醇與鈉的反應(yīng)……………(112)HYPERLINK實驗二十茶葉中有效成分的提取……………………(116)HYPERLINK實驗二十一化學(xué)電池…………………(122)、HYPERLINK實驗二十二偶氮染料的制備…………(130)HYPERLINK實驗二十三硫酸亞鐵銨的制備………(134)HYPERLINK實驗二十四硫酸亞鐵制備條件的探究………………(138)第四部分中學(xué)化學(xué)定量與測定實驗研究……………(142)HYPERLINK實驗二十五阿伏伽德羅常量的測定…………………(142)HYPERLINK實驗二十六物質(zhì)式量的測定…………(147)HYPERLINK實驗二十七生活污水中化學(xué)需氧量COD的測定……(150)HYPERLINK實驗二十八食醋中乙酸含量的測定…………………(154)HYPERLINK實驗二十九海帶中碘的測定…………(159)HYPERLINK實驗三十植物中維生素C的測定……………………(164)HYPERLINK實驗三十一中和反應(yīng)過程中溶液pH的變化…………(170)HYPERLINK實驗三十二濃度、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響……(176)第五部分HYPERLINK附錄…………(181)第一版前言1992年11月國家教委師范司曾安排在北京師范大學(xué)舉行了“全國理科學(xué)科教學(xué)論課程研討會”。會議紀要指出：學(xué)科教學(xué)論課程是研究學(xué)科教學(xué)理論及其應(yīng)用的一門專業(yè)課應(yīng)用的一門專業(yè)課，是實現(xiàn)高師理科培養(yǎng)目標的重要課程，其設(shè)課目的是使高師學(xué)生掌握理科學(xué)科教學(xué)的基本規(guī)律并具有從事中等學(xué)校理科學(xué)科教學(xué)的初步能力。鑒于實驗教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，它對于中學(xué)生的觀察能力、思維能力及實驗操作技能的培養(yǎng)有獨特的作用。因此，會議紀要建議化學(xué)學(xué)科教學(xué)論的基本理論教學(xué)和實驗等技能訓(xùn)練各為54學(xué)時左右，以培養(yǎng)高師學(xué)生從事中學(xué)化學(xué)課堂以及實驗教學(xué)的能力。南京師范大學(xué)化學(xué)系化學(xué)教學(xué)論教研室有著研究中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的好傳統(tǒng)。孫公望、張德鈞、張同文等教授都曾為提高中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量作出過令人稱道的努力。為了滿足高師化學(xué)教學(xué)論實驗教學(xué)的需要，我們對教研室數(shù)十年來使用的實驗講義作了認真的梳理和較大的修改，并加以補充，形成《化學(xué)教學(xué)論實驗》一書。為了能和劉知新先生的《化學(xué)教學(xué)論》一書相配套，作為高師院?；瘜W(xué)教育專業(yè)學(xué)生的教材使用，本書的第一部分為中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的一般理論，內(nèi)容包括中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的地位、作用、內(nèi)容．中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗的基本要求，中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生的興趣與學(xué)習(xí)遷移等?；瘜W(xué)教學(xué)論實驗以學(xué)生已有的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能為基礎(chǔ)，著重訓(xùn)練和培養(yǎng)師范生獨立從事中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的基本技能和實驗?zāi)芰Α１緯牡诙糠帧爸袑W(xué)化學(xué)演示實驗研究”編入了20個實驗。選擇這些實驗的目的是和本書的第一部分相呼應(yīng)，使高師學(xué)生對中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的特點和基本要求能有進一步的體會，并學(xué)會和熟悉一些重、難點演示實驗的操作技術(shù)及典型實驗儀器裝置的使用方法。此部分實驗基本參照中學(xué)化學(xué)教材順序安排，從無機到有機，再到綜合性的實驗設(shè)計，最后為投影實驗。每個實驗的討論與研究部分都編人了較為豐富的參考研究性材料，包括實驗機理、現(xiàn)象解釋、存在問題等，具有較強的實用性。這也是本書的成書特點之一。近年來，我國的中等教育改革不斷深入。1996年頒布實行的《全日制普通高級中學(xué)課程計劃（試驗）》明確了今后普通高中的辦學(xué)模式和課程設(shè)置，高中化學(xué)課程將分設(shè)為必修、選修和活動課3個部分。根據(jù)新的九年制義務(wù)教育教學(xué)計劃，現(xiàn)行的初中化學(xué)教學(xué)大綱和教材也已作了相當幅度的修訂和調(diào)整。為了使師范生能適應(yīng)中等教育中不斷推進素質(zhì)教育的新形勢，本書的第三部分編入了10個系列實驗，以培養(yǎng)師范生在畢業(yè)之后指導(dǎo)中學(xué)生在綜合實踐活動中進行專題研究的能力，有關(guān)的實踐活動設(shè)計多來自作者最近幾年的實驗室研究工作。這是本書成書的又一個特點。本書可供師范院校本?？茖W(xué)生、本專科函授學(xué)生作為教材，也可作為課程與教學(xué)論（化學(xué)）碩士研究生、教育碩士專業(yè)學(xué)位（學(xué)科教學(xué)?化學(xué)）研究生及化學(xué)教學(xué)論研究生課程進修班學(xué)員作為有關(guān)課程的參考書。由于書中實驗各有特點，內(nèi)容繁簡不一，所需教學(xué)時數(shù)難以統(tǒng)一，使用者可根據(jù)自己學(xué)校的實際開課情況作適當?shù)脑鰷p。本書第一部分第二節(jié)、第二部分實驗四、實驗七至十五、第三部分系列實驗I、Ⅳ、X以及部分附錄由陸真執(zhí)筆，其余均為李廣洲編寫，全書由李廣洲修改定稿。在成書過程中，我們參考和引用了國內(nèi)外一些專家、老師的研究成果，在此謹表謝意。同時，限于作者自身的水平，恐仍未能全面反映化學(xué)教學(xué)論學(xué)科理論和實驗研究的新進展，書中缺點和錯誤難免，敬請廣大師生給予指正。第二版前言承蒙國內(nèi)同行的鼓勵與支持，《化學(xué)教學(xué)論實驗》自1999年7月第一版已數(shù)次印刷。自本書初版以來，國內(nèi)教育戰(zhàn)線的形勢發(fā)生了較大的變化。20世紀90年代后期，隨著我國改革開放的深入、經(jīng)濟社會的進一步發(fā)展，高等教育大發(fā)展已初現(xiàn)端倪。伴隨著世紀之交的我國高等教育大眾化，國內(nèi)原先的師范?？茖W(xué)校紛紛升格為本科師范學(xué)院；與此同時，師范大學(xué)則醞釀著或推進著目的在于脫掉師范帽子的或明或暗的“改革”。教師資格證書制度的推行，使得高等院校的培養(yǎng)目標有了交叉，新世紀的基礎(chǔ)教育師資可以是來自各級各類院校的本?？飘厴I(yè)生、碩士研究生乃至博士研究生。可見，21世紀國內(nèi)中學(xué)化學(xué)教師的來源多元化了。在新世紀之初即轟轟烈烈開始的我國基礎(chǔ)教育課程改革過程中，國家教育部主持制定的初高中《化學(xué)課程標準》明確了中學(xué)化學(xué)課程目標，以內(nèi)容標準、活動及探究建議的形式規(guī)定了中學(xué)化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容及應(yīng)達到的要求，并從教學(xué)、評價、教科書編寫等方面給出了實施建議，從而指明了21世紀初我國基礎(chǔ)教育的化學(xué)課程與教學(xué)改革的方向。不管《化學(xué)課程標準》以后會做怎樣的修改和完善，已經(jīng)從事和將要從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)工作的人，應(yīng)該而且能夠從中看出新世紀基礎(chǔ)教育的發(fā)展會對中學(xué)化學(xué)教師提出什么樣的要求。初高中《化學(xué)課程標準》明確提出：“化學(xué)實驗對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用”，“化學(xué)實驗是進行科學(xué)探究的主要方式”，要“突出化學(xué)學(xué)科特征，更好地發(fā)揮實驗的教育功能”。高中《化學(xué)課程標準》還規(guī)定要專門設(shè)置“實驗化學(xué)”課程。顯然，新世紀的基礎(chǔ)教育對于中學(xué)化學(xué)教師的實驗教學(xué)技能的要求更明確了，并且比以前更強調(diào)了。這些都是《化學(xué)教學(xué)論實驗》出版以來出現(xiàn)的新形勢。化學(xué)教學(xué)論實驗以實驗者已有的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本實驗技能（智力技能、操作技能）為基礎(chǔ)，著重訓(xùn)練和培養(yǎng)其獨立從事中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)工作的基本技能和研究實驗教學(xué)的能力，包括演示實驗、設(shè)計和改進實驗、指導(dǎo)學(xué)生開展綜合實踐活動進行探究等。為適應(yīng)化學(xué)教師來源多元化以及基礎(chǔ)教育更加強調(diào)化學(xué)實驗教學(xué)的實際，這次再版首先在選材上更加重視科學(xué)技術(shù)社會理念的滲透，對于人們極為關(guān)心的環(huán)境、資源（材料）、食品等問題均有涉及。重視科學(xué)技術(shù)社會理念的滲透，不僅體現(xiàn)在實驗內(nèi)容的選擇，還體現(xiàn)于每個實驗之后的“研究與討論”部分的編寫。讓學(xué)生們能實實在在地體會到：化學(xué)就在我們身邊，人們的生活、社會的進步離不開化學(xué)?；瘜W(xué)不是“一個針尖上能站幾個天使”之類的編造出來的應(yīng)試試題，也不是由無用加歪曲了的陳述性事實堆砌而成的“圣經(jīng)”！相應(yīng)地，在實驗?zāi)繕松匣瘜W(xué)強調(diào)過程與方法的體驗、情感態(tài)度價值觀的養(yǎng)成。其次，實驗操作技能的要求和初版相比較明顯地提高了，增加了色譜方法、生物物質(zhì)的分離、溶液的標定和滴定（含多種滴定劑）等。但是考慮到中等化學(xué)教育的基礎(chǔ)性，大學(xué)化學(xué)教學(xué)論實驗室、中學(xué)化學(xué)實驗室的現(xiàn)狀及近期發(fā)展前景，那些涉及較先進儀器的實驗及操作暫未編入。再次，新版中每個實驗之后的“討論與研究”部分較前更加豐滿：一是突出聯(lián)系生產(chǎn)、生活、科技發(fā)展的實際，解釋現(xiàn)象介紹進展；二是突出反應(yīng)原理或機理的挖掘，同時兼顧方法的習(xí)得。這樣做，從某種程度上可以體現(xiàn)“中級化學(xué)教學(xué)論實驗”的色彩，方便不同類型院校中從事化學(xué)教學(xué)論實驗教學(xué)的教師使用以及化學(xué)專業(yè)不同方向的學(xué)生查閱。新版的《化學(xué)教學(xué)論實驗》共分五個部分。第一部分“中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)概述”介紹中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的一般理論，使實驗教學(xué)研究能和劉知新先生主編的《化學(xué)教學(xué)論》的理論課相銜接，同時介紹中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容體系和中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的基本要求；第二部分“中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)與演示實驗研究”選編了16個或?qū)嶒瀮x器裝置或?qū)嶒灢僮骰驅(qū)嶒灛F(xiàn)象典型的中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)實驗，目的主要是訓(xùn)練未來的中學(xué)化學(xué)教師的實驗操作及演示技能，培養(yǎng)其進行化學(xué)實驗教學(xué)的基本技能；第三部分“中學(xué)化學(xué)探究與設(shè)計實驗研究”旨在拓寬未來的中學(xué)化學(xué)教師的視野，培養(yǎng)他們開展中學(xué)化學(xué)探究性實驗的設(shè)計和研究的能力，對他們在中學(xué)開展專題探究或化學(xué)綜合實踐活動有較強的指導(dǎo)意義；第四部分“中學(xué)化學(xué)定量與測定實驗研究”則試圖在測定操作、結(jié)果的處理等方面對未來的中學(xué)化學(xué)教師的實驗操作和綜合實驗技能作進一步的提升，對他們在中學(xué)開展科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度教育有參考指導(dǎo)價值；第五部分為必要的附錄，可供使用者隨時查詢。本書可以和劉知新先生主編的《化學(xué)教學(xué)論》理論教材配合使用，作為將要從事中學(xué)教學(xué)工作的大學(xué)化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本?？茖W(xué)生、碩士研究生學(xué)習(xí)相關(guān)課程時的教材，也可以作為課程與教學(xué)論（化學(xué)）碩士研究生、教育碩士專業(yè)學(xué)位（學(xué)科教學(xué)·化學(xué)）研究生以及化學(xué)教學(xué)論研究生課程進修班學(xué)員相關(guān)課程的參考書。由于書中實驗各有特點，內(nèi)容繁簡不一，所需教學(xué)時數(shù)不必也難以統(tǒng)一，使用者可以根據(jù)自己學(xué)校的實際開課情況作適當?shù)恼{(diào)整。全書由李廣洲提出寫作框架及編寫原則，并最后修改定稿。任紅艷編寫了第一部分第一節(jié)，實驗十八、二十三、二十四、二十七、二十八；程萍編寫了第一部分第二節(jié)，實驗十、十五、十七、二十九、三十一、三十二；陸真編寫了第一部分第三節(jié)，實驗六、七、八、九、十一、十二、十六、二十六以及部分附錄。其余的實驗及附錄均為李廣洲編寫。參加實驗室工作的還有王良、沈曉云、王偉、丁志廣、呂詠玉、談萍等同學(xué)。第一部分中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)概述化學(xué)是一門實驗科學(xué)，實驗是化學(xué)的靈魂和生命?；瘜W(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)，化學(xué)科學(xué)的每一次重大突破，都與實驗方法的改革密切相關(guān)。任何化學(xué)的原理、定律以及規(guī)律無一不是從實驗中得出的結(jié)論。17世紀中葉，波義耳使化學(xué)從煉金術(shù)和醫(yī)藥學(xué)的附屬下獨立了出來，為化學(xué)發(fā)展成為真正的科學(xué)奠定了基礎(chǔ)。他根據(jù)大量的實驗提出了元素的概念，并且認為只有運用嚴密和科學(xué)的實驗方法才能夠把化學(xué)確立為化學(xué)。18世紀下半葉，拉瓦錫利用汞進行定量方法研究空氣的成分，建立了燃燒氧化理論，否定了統(tǒng)治化學(xué)達100多年的錯誤的燃素說，且將近代化學(xué)實驗推進到了定量研究的水平。19世紀初，道爾頓以質(zhì)量守恒定律等為基礎(chǔ)提出了原子論，阿伏伽德羅常數(shù)以蓋呂薩克的氣體反應(yīng)體積關(guān)系實驗為基礎(chǔ)提出了分子假說，形成了形成了完整的原子-分子學(xué)說。19世紀下半葉，門捷列夫發(fā)現(xiàn)的元素周期律和無數(shù)化學(xué)家們的元素化學(xué)實驗研究下了不解之緣。2O世紀以來，盡管理論化學(xué)的研究獲得了驚人的發(fā)展，數(shù)學(xué)方法等被廣泛引入化學(xué)，但是理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)計算的結(jié)果是否正確，仍然需要用實驗來驗證，實驗手段逐漸從經(jīng)典的方法向儀器化、自動化、微型化發(fā)展。正如著名科學(xué)家李政道所說：“實驗無論怎么強調(diào)都不能說過分?！钡谝还?jié)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的功能化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)研究的重要方法，也是化學(xué)教學(xué)的重要手段。教師可以通過化學(xué)實驗展現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象，反映化學(xué)規(guī)律，驗證化學(xué)理論；學(xué)生可以在化學(xué)實驗過程中進行觀察、質(zhì)疑、思考、分析、綜合、比較、抽象、概括、具體化等思維活動，在體驗知識的形成和發(fā)展過程中，形成科學(xué)的思維習(xí)慣和方法。著名的化學(xué)教育家戴安邦先生曾說：“化學(xué)實驗教學(xué)是實施全面的化學(xué)教育的一種最有效的教學(xué)形式。”一、化學(xué)實驗、化學(xué)教學(xué)實驗和化學(xué)實驗教學(xué)化學(xué)實驗是人們以化學(xué)事物為作用對象的實驗活動根據(jù)實驗主體和實驗?zāi)康牡牟町?，可以將化學(xué)實驗劃分為兩大類型：科研類化學(xué)實驗和教學(xué)類化學(xué)實驗?？蒲蓄惢瘜W(xué)實驗的實驗主體是化學(xué)學(xué)科的科學(xué)研究人員，目的是為了研究和認識人類未知的化學(xué)事物及其規(guī)律，其大部分的研究結(jié)果不僅對于研究者本人而言具有創(chuàng)新性，而且對于整個人類而言都具有創(chuàng)新性的貢獻。除了化學(xué)學(xué)科科學(xué)研究之外，還存在化學(xué)教育科學(xué)研究。在化學(xué)教育教學(xué)領(lǐng)域進行科學(xué)研究時，人們也會經(jīng)常采用實驗的方法來開展研究活動，并稱之為“化學(xué)教育實驗”或“化學(xué)教學(xué)實驗”這類實驗，其實驗主體是從事化學(xué)教育教學(xué)及研究工作的人，研究對象是人（教師或?qū)W生），研究內(nèi)容是化學(xué)教育教學(xué)的過程，并具有上述科學(xué)研究的基本屬性。因此，科研類化學(xué)實驗有上述兩類之分。教學(xué)類化學(xué)實驗的實驗主體是各級各類化學(xué)教育教學(xué)中的教師和學(xué)生，是為化學(xué)教學(xué)目的服務(wù)的，向下一代傳遞人類已有化學(xué)知識和經(jīng)驗，其大部分的實驗過程和結(jié)果是鞏固或者拓展學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)，對學(xué)生而言可能是嶄新的，但對人類社會而言基本不具有創(chuàng)新性貢獻，是一種簡約的、高效的、重復(fù)的再現(xiàn)或模擬。當實驗內(nèi)容為中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容時，這種教學(xué)類化學(xué)實驗也就是人們通常所稱的中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗。由此可見，化學(xué)教學(xué)實驗有廣義和狹義之分。廣義的化學(xué)教學(xué)實驗既包含化學(xué)教育教學(xué)研究領(lǐng)域的化學(xué)教學(xué)實驗（即科研類化學(xué)實驗），也包含化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中的化學(xué)教學(xué)實驗（即教學(xué)類化學(xué)實驗）。而狹義的化學(xué)教學(xué)實驗僅指后者，即等同于教學(xué)類化學(xué)實驗。我們所指的化學(xué)教學(xué)實驗屬于狹義的概念?；瘜W(xué)實驗教學(xué)是指教師將化學(xué)實驗置于一定的化學(xué)教學(xué)情景下，為實現(xiàn)一定的化學(xué)教學(xué)目的，而展開的一系列教學(xué)活動?；瘜W(xué)實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，要服從和服務(wù)于化學(xué)教學(xué)的總體安排需要指出的是，化學(xué)教學(xué)實驗和化學(xué)實驗教學(xué)是密切相關(guān)的。前者特指化學(xué)教學(xué)活動中的實驗，而后者指以化學(xué)教學(xué)實驗為媒介的整個化學(xué)教學(xué)活動，兩者是局部和整體的關(guān)系，互為依賴。二、化學(xué)實驗的教學(xué)功能以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科特征決定了化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著不可替代的教育教學(xué)功能。教育部2003年頒布的《普通高中化學(xué)課程標準（實驗）》指出：“以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一。化學(xué)實驗對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。化學(xué)實驗有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情景，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀。”因此，在化學(xué)教學(xué)過程中要突出化學(xué)學(xué)科特征，加強實驗教學(xué)，更好地發(fā)揮實驗的教育教學(xué)功能。1.學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)技能知識是學(xué)生發(fā)展之本。著名教學(xué)論專家王策三先生指出：“教學(xué)中‘注重知識傳授’，根本、永遠不存在‘過于’的問題，而是根本、永遠不夠、要不斷加強的問題。”新課程改革提出的“改變過于注重知識傳授的傾向”的觀點其實也沒有否知識本身，而主要是針對知識的片面?zhèn)魇诜绞竭M行了批判。因此，我們應(yīng)該堅定地認識到知識的重要性，更應(yīng)該正確地認識到學(xué)習(xí)知識的最佳途徑和方法，即將外在知識內(nèi)化為學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的途徑和過程?；瘜W(xué)學(xué)科中廣泛使用的概念是化學(xué)基礎(chǔ)知識的單體?；瘜W(xué)概念的形成直接影響中學(xué)化學(xué)教學(xué)的效果?？偟恼f來，中學(xué)生的形象思維還長于抽象思維，采用化學(xué)實驗這樣的直觀手段易于使其形成抽象的概念。換言之，化學(xué)實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念和知識的有效途徑之一。例如，元素化合物是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一個重要內(nèi)容，但學(xué)生往往在沒有任何感性經(jīng)歷（看不到實物）的情況下被要求去識記相關(guān)的物理性質(zhì)，由此逐漸產(chǎn)生懼怕心理。其實如果教學(xué)中教師盡可能地利用化學(xué)實驗或許情況會有大改觀。在鹵族元素溴和碘的物理性質(zhì)的教學(xué)中，教師可以從商店中購買所得到的最初的包裝開始來吸引學(xué)生，讓學(xué)生自己分析為何一點點的溴要如此復(fù)雜的包裝，從而既能真實地看見溴的模樣，又能加深對溴的物理性質(zhì)的理解。學(xué)生通過對實驗藥品的觀察和分析，將溴的相關(guān)信息在輕松愉快的氛圍中內(nèi)化到自己原有的認知結(jié)構(gòu)之中，形成了有效且牢固的知識印。又如，酸和電解質(zhì)是關(guān)于物質(zhì)的概念，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，教師就常以一定數(shù)量的、典型的化學(xué)實驗所給出的感性材料為基礎(chǔ)，再通過比較、分類、分析、綜合、抽象和概括，幫助學(xué)生形成相應(yīng)的概念。技能是指運用一定的知識和經(jīng)驗順利完成某種任務(wù)的活動方式。廣義上說，實驗技能包括操作技能（又稱動作技能）和智力技能（又稱心智技能或認知技能）。操作技能是運用已有的知識和經(jīng)驗，借助骨骼、肌肉和相應(yīng)的神經(jīng)活動所實現(xiàn)的一系列通過練習(xí)形成和鞏固起來的外顯動作。智力技能是指人們運用已有的知識和經(jīng)驗，借助內(nèi)部語言在頭腦中進行的認知活動的操作方式，包括感知、記憶、想像和思維等。操作技能和智力技能之間既有聯(lián)系、又有區(qū)別，在實驗教學(xué)過程中亦是相互聯(lián)系、相互促進的。外顯動作是智力技能形成的最初依據(jù)，也是智力技能的體現(xiàn)和反映。初級的、簡單的活動主要依靠操作技能來實現(xiàn)，而高級的、復(fù)雜的活動則要靠智力技能和操作技能的科學(xué)結(jié)合才能實現(xiàn)，所以有人認為，實驗技能主要包括對實驗操作方法、儀器裝置的原理及有關(guān)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象處理等方面的認識、理解。技能屬于動作經(jīng)驗，不同于屬于認知經(jīng)驗的知識。通常我們可以認為：知識的學(xué)習(xí)是解決陳述性知識、程序性知識等的掌握問題，即知與不知的問題；而技能的學(xué)習(xí)所要解決的則是完成活動要求的動作會不會及熟練不熟練的問題。但是，知識和技能絕不是截然二分的，兩者有密切聯(lián)系。例如，關(guān)于萃取的學(xué)習(xí)中，學(xué)生如果能夠理解為什么分液漏斗的形狀設(shè)計成這樣，就能更好地理解和解釋為什么兩種互不相溶的液體可以利用分液漏斗進行分離，才能在此基礎(chǔ)上，進行有意義的萃取操作練習(xí)，并逐漸達到動作定位，最后形成熟練的實驗技巧。學(xué)生通過對基本操作的準確理解、協(xié)調(diào)訓(xùn)練，從而達到自動化的程度，操作技能也得以熟練掌握。因此，教師應(yīng)該認識到“實驗是手段，思維是核心”。在實驗技能的培養(yǎng)過程中，要防止過分強調(diào)操作技能訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生不理解技能要領(lǐng)而只能機械模仿的現(xiàn)象出現(xiàn)。作為教師，不僅要注重學(xué)生的實驗技能本身的形成，更應(yīng)該提示學(xué)生思考為什么要這樣操作，既要讓學(xué)生知其然的同時，也能知其所以然。2．經(jīng)歷過程、體驗方法美國著名的科學(xué)教育學(xué)家布魯納認為：“所謂求知，是過程，不是結(jié)果?！痹谶M行化學(xué)實驗教學(xué)活動時，要兼顧實驗的過程和實驗的結(jié)果，因為實驗的過程價值并不亞于實驗結(jié)果的本身價值。能否實現(xiàn)實驗的過程價值，教師的教學(xué)觀念至關(guān)重要，教師所具備的教育觀念將直接決定其會采取怎樣的實驗教學(xué)設(shè)計并進而采用相應(yīng)的實驗教學(xué)活動，從而產(chǎn)生不同的教學(xué)效果。如果教師對知識持客觀主義態(tài)度，即認為知識是客觀存在的，將知識等同于信息，教師就是權(quán)威，那么該教師在進行實驗教學(xué)時很可能會側(cè)重于結(jié)果而忽視實驗過程，往往會將其興趣集中于驗證性實驗，在較短時間成功獲取實驗結(jié)果，以此來“強化”學(xué)生對知識的“識記”，從而達到所謂的“理解”。如果教師對知識持建構(gòu)主義的觀點，即認為知識是由學(xué)習(xí)者主動內(nèi)在建構(gòu)的，而不是由教師單向傳授的；知識的意義不是客觀存在的，而是由學(xué)習(xí)者自主建構(gòu)產(chǎn)生的，不同的學(xué)習(xí)者對于同樣的外來信息將會產(chǎn)生不同的理解，那么該教師往往會進行探究式教學(xué)設(shè)計，努力尋找和創(chuàng)設(shè)適宜的實驗情境幫助學(xué)生進行積極良好的建構(gòu)，實驗過程也將可能多以學(xué)生的討論、師生間和生生間的思維碰撞為主要形式，學(xué)生成為實驗教學(xué)活動的真正主體。因此，在實驗教學(xué)過程中，教師要能夠給予學(xué)生主動地位，切實轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生能夠主動地參與、主動地思考。如果僅讓學(xué)生“照方抓藥式的實驗”或者“看實驗”甚至于“聽實驗”，而不讓他們根據(jù)實驗情景進行設(shè)計并親手“做實驗”，那么學(xué)生只能是“隔岸觀花”而無法“身臨其境”。心理學(xué)的有關(guān)研究成果表明：聽和看雖然可以幫助學(xué)生獲得一定的信息和學(xué)識，但遠遠不如動手操作給人的印象那樣深刻，不如動手操作掌握得那樣牢固，不如動手操作更能將有關(guān)知識轉(zhuǎn)化為實踐行為和能力。國際學(xué)習(xí)科學(xué)研究領(lǐng)域中也有句名言：聽來的忘得快，看到的記得住，動手做更能學(xué)得好。也就是說，僅僅是聽到的很容易忘記，如果是看到的則記憶比較深刻，但是通過親手操作甚至相互爭論后得出的結(jié)論更會讓人刻骨銘心。在實驗教學(xué)中，要盡可能創(chuàng)設(shè)情景和機會，讓學(xué)生由“旁觀者”變?yōu)檎嬲摹皡⑴c者”，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從認知走向體驗。體驗，是一種鮮活的化學(xué)實驗教學(xué)方式，是認知內(nèi)化的催化劑，突顯了學(xué)生的主體地位。沒有體驗，感知不會深刻；沒有體驗就不會有自我建構(gòu)；沒有體驗就沒有真正意義上的學(xué)習(xí)；沒有體驗就不會有創(chuàng)造的發(fā)生。而過程性的體驗和結(jié)果性的體驗都具有巨大的學(xué)習(xí)功效。通過體驗，不僅可以“學(xué)會”，而且能夠“會學(xué)”，還可以“愿意學(xué)”。結(jié)果性的體驗側(cè)重的是知識，即“學(xué)會”；過程性的體驗側(cè)重的是方法，即“會學(xué)”。通過實驗，可以體驗化學(xué)科學(xué)研究的基本方法，如觀察、測量和誤差分析、控制變量和條件等。實驗的控制是實驗成敗的關(guān)鍵，在實驗設(shè)計階段要反復(fù)思考成熟之后方可開展實驗，在實驗過程中要按照實驗設(shè)計方案進行合理操作，在此不再詳細介紹。下面我們以觀察為例加以闡述。化學(xué)實驗離不開觀察，觀察是認識事物的開始，是進行積極思維的觸角。由于不同學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)和個體經(jīng)歷都有所差異，不同學(xué)生面對同樣的實驗現(xiàn)象也將會產(chǎn)生不同的興奮點和興奮程度，同樣的外在實驗現(xiàn)象經(jīng)過不同學(xué)生的個體建構(gòu)在其腦海中產(chǎn)生的圖景也將會是不完全相同的。作為教師，要引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會有目的地、全面而又層次清晰地觀察實驗，要引導(dǎo)學(xué)生把觀察和思維結(jié)合起來，對物質(zhì)及其變化的現(xiàn)象進行分析比較，找出特點，區(qū)分異同，并透過現(xiàn)象認識事物變化的本質(zhì)和規(guī)律。在化學(xué)實驗中的觀察能力主要有：會觀察演示實驗過程中的實驗步驟、儀器使用及規(guī)范化操作的技能；會觀察實驗對象的顏色、大小、狀態(tài)、氣味等穩(wěn)定的外部屬性；會觀察稍縱即逝的或者微弱緩慢的實驗現(xiàn)象，觀察實驗過程中產(chǎn)生的顏色變化、沉淀或氣體的生成、放熱或發(fā)光等各種化學(xué)現(xiàn)象和事實；會觀察實驗中的圖表、圖示，實驗數(shù)據(jù)的變化等。實驗中的現(xiàn)象無論巨細，都是極為重要的，有時一個極為細小的細節(jié)往往會導(dǎo)致一個重要的結(jié)論。因此，進行化學(xué)實驗觀察時，一定要做個有心人，要學(xué)會觀察且敢于提出實驗中所產(chǎn)生的各種“異?！爆F(xiàn)象，這些“異?！爆F(xiàn)象中蘊含著很多的化學(xué)奧妙。化學(xué)科學(xué)發(fā)展史上的許多事例也證實，只有那些思維活躍、求知欲望強烈、又有良好實驗習(xí)慣和動手能力并能注意觀察現(xiàn)象的人才有可能成為化學(xué)科學(xué)研究的成功者。這樣的道理同樣存在于化學(xué)教學(xué)實驗中。例如，在電解水的實驗中細心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)氫氣和氧氣的體積比不是等于而是大于2：1，由此提出問題而展開討論，并提出各種可能的解釋。如有同學(xué)提出氫氣和氧氣在水中溶解度不同，氧氣的溶解度要大于氫氣的溶解度；有同學(xué)提出氣體在管內(nèi)所承受水壓不同等。又如，實驗過程中也有同學(xué)提出不同濃度的氯化銅溶液顏色不同，在稀溶液中呈藍色，濃溶液中呈綠色，卻無法解釋原因。但經(jīng)過查閱資料才發(fā)現(xiàn)是由于形成不同配離子的緣故，[CuCl4]2-呈綠色，而[Cu(H20)4]2+呈藍色。可見，雖然觀察離不開知識，但觀察又可以促進知識的生成和鞏固。3．發(fā)展興趣、養(yǎng)成態(tài)度化學(xué)實驗興趣是個體對化學(xué)實驗特殊的活動傾向，是為了獲得關(guān)于化學(xué)實驗的知識、經(jīng)驗、體驗或者解決化學(xué)問題而帶有情緒色彩的意向活動興趣是形成學(xué)習(xí)動機的重要因素，是主動學(xué)習(xí)的前提。我國古代著名教育家孔子曾說：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！碧├找苍f過：“當學(xué)習(xí)是被迫的不是從學(xué)習(xí)者真正的興趣出發(fā)時，有效的學(xué)習(xí)往往是無效的。”國內(nèi)外教育界問卷調(diào)查的統(tǒng)計結(jié)果表明,學(xué)生因喜歡做實驗而喜愛學(xué)化學(xué)的人數(shù)占被調(diào)查人數(shù)的70%以上，不少化學(xué)家就是在中學(xué)學(xué)習(xí)階段受老師的感染和化學(xué)學(xué)科特有的魅力吸引，而走上躬耕化學(xué)科學(xué)之路的。因此，在化學(xué)教學(xué)過程中，教師要充分發(fā)揮實驗的激趣功能以發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。我國心理學(xué)家潘菽把學(xué)習(xí)興趣分為四種類型：直觀的興趣、操作的興趣、探求原因的興趣和概括的興趣。之后，也有學(xué)者將興趣按水平高低可分為：感覺興趣、操作興趣、探究興趣和創(chuàng)造興趣。兩者可謂異曲同工，都反映了化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的形成和發(fā)展。相比較而言，感覺興趣和操作興趣都屬于直接興趣，在化學(xué)實驗教學(xué)中表現(xiàn)為不穩(wěn)定、不持久的特征。探究興趣屬于間接興趣，具有穩(wěn)定、持久的特點，是推動學(xué)生發(fā)揮實驗?zāi)軇有缘淖罨竞妥钪匾膭恿?。而?chuàng)造興趣是實驗興趣的最高水平，是推動和促進學(xué)生充分發(fā)揮實驗?zāi)軇有缘淖顝妱诺膭恿ΑＴ诨瘜W(xué)實驗教學(xué)中，為了有效地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)該針對不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的化學(xué)教學(xué)實驗。對于初學(xué)化學(xué)者如初三學(xué)生，要注重直觀興趣和操作興趣的培養(yǎng)，從化學(xué)和生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，從化學(xué)實驗的直觀、生動等角度來激發(fā)學(xué)生的興趣（如利用鎂帶燃燒的耀眼白光，氨氣、氯化氫等氣體的噴泉實驗等特殊現(xiàn)象；又如利用“魔棒點燈”、“水底火花”、“白糖變黑面包”、“滴水生煙”、“燒不壞的手帕”、“白紙顯字”等趣味實驗）。對于高中學(xué)生，則不能再一味地拘泥于直觀和操作興趣。這是由于高中學(xué)生已經(jīng)具備較好的抽象和邏輯思維能力，外部的刺激是暫時的，往往無法培養(yǎng)學(xué)生的興趣，只有內(nèi)在的思維所帶來的樂趣才是持久的。因此，對于高中學(xué)生的化學(xué)實驗教學(xué)中要注重學(xué)生探究興趣和創(chuàng)造興趣的培養(yǎng)。例如，可以通過實驗設(shè)計、實驗探究驗證假設(shè)來獲得結(jié)果（如廢棄泡沫塑料的回收、海帶中碘元素的測定、生活污水中化學(xué)需氧量的測定、茶葉中咖啡因的提取、濕木材干餾、駕車司機是否飲酒的分析檢測、肥皂的制備、不同洗滌劑的洗滌能力的比較等多種和生活密切聯(lián)系的探究課題）。態(tài)度是指人對事物的看法和采取的行動。化學(xué)實驗不僅可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)興趣，還可以幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度。首先，可以幫助學(xué)生養(yǎng)成實事求是、嚴肅認真的態(tài)度。實事求是、嚴肅認真，就是要尊重事實，如實反映實驗中觀察到的現(xiàn)象和事實，即使是和預(yù)期的現(xiàn)象相比有出入，數(shù)據(jù)有偏差，也絕不允許臆造或修改?？茖W(xué)來不得半點虛假，如不嚴格按照規(guī)程進行實驗，不僅有可能導(dǎo)致實驗失敗，還往往會引起事故?？茖W(xué)發(fā)展史上的很多重大發(fā)明都是科學(xué)家們謹慎實驗、認真操作的結(jié)果。中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗不是為了創(chuàng)立新理論、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象或是制備新的物質(zhì)，而多數(shù)實驗都只是一些已知化學(xué)知識的運用。但實驗者必須認真對待，不論是儀器的使用和裝配，藥品的取用和添加，還是操作步驟和手法、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄等，均必須實事求是、嚴肅認真。其次，可以培養(yǎng)學(xué)生勤學(xué)好問、勇于探索的科學(xué)精神。我國的古代著作《中庸》就指出教學(xué)要“博學(xué)之，審思之，慎問之，明辨之，篤行之”。其中的“慎問之”就包含了學(xué)與問之間的關(guān)系。古人就把學(xué)與問聯(lián)系在一起，稱為“學(xué)問”，專門指某人的文化修養(yǎng)水平。可見學(xué)習(xí)與問題之間自古就有的情愫?；瘜W(xué)實驗一般包含三大原理：反應(yīng)原理（為什么能做）、裝置原理（用什么去做）、操作原理（怎樣去做），學(xué)生在實驗之前要問問自己明白與否。在化學(xué)實驗過程中，學(xué)生更要善于思考、敢于提問。如實驗現(xiàn)象說明了什么？為什么會產(chǎn)生？有相關(guān)的理論知識來解釋嗎？實驗成敗的關(guān)鍵是什么？還要注意些什么？為什么？實驗失敗的原因是什么？出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因又是什么？實驗數(shù)據(jù)為什么會有誤差？如何減少誤差？這次實驗成功嗎？實驗中可能有哪些改進和完善之處？能不能嘗試做做看看？在實驗開展前、實驗過程中和實驗結(jié)束后不斷地提出問題、分析問題和解決問題，可以將理論和實踐較好地聯(lián)系起來，也可以不斷優(yōu)化和拓展學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)，并提高學(xué)生科學(xué)探究的意識和能力。再次，可以培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的愿望和意識。聯(lián)合國教科文組織提出要“學(xué)會相處”。在教學(xué)中存在多種關(guān)系的合作，即合作主體有多個維度（包括師生之間的合作和生生之間的合作等），而且合作形式多樣化。合作學(xué)習(xí)是一種較為新型的學(xué)習(xí)方式，包括同伴互助合作學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)、全員合作教學(xué)三種主要形式。同伴互助合作學(xué)習(xí)通常是指同桌兩位同學(xué)之間的合作，常發(fā)生在兩人一個小組的合作試驗過程中；小組合作學(xué)習(xí)通常是按照預(yù)先組成的小組成員進行小組學(xué)習(xí)，化學(xué)實驗課堂教學(xué)中通常是前后兩排四位學(xué)生之間的合作；全員合作教學(xué)是指在教師和全班同學(xué)之間形成的一種良好的合作關(guān)系中開展教學(xué)活動，以教學(xué)班級的全員為合作對象進行師生、生生間的合作，常出現(xiàn)在教師的演示實驗中，學(xué)生對實驗現(xiàn)象的相互補充和辯論。不管采用何種合作方式，都需要合作者之間能夠積極互賴且具備個人責任，讓每個學(xué)生都能在平等自由、輕松互動的氛圍中進行自我解釋、相互辯解和討論，進行觀點交流、思維的碰撞和生命的對話，讓師生、生生之間的思維不斷地從相遇、相撞走向相容，從“互不認可”走向“共識”。師生共同努力創(chuàng)設(shè)的這種學(xué)習(xí)氛圍不僅有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的成長和發(fā)展，也有利于教師的成長和發(fā)展。因此，這種多維度的合作可以說是一種在“討價還價”中的“互惠互贏”，是在多維度的爭論和辯解中的共識、共享和共進。當然，通過化學(xué)實驗教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的各個方面的能力和態(tài)度。如通過對實驗室安全教育及實驗藥品、實驗過程的說明可以培養(yǎng)學(xué)生的安全意識；通過對實驗裝置的解釋，對不同類型的實驗廢棄藥品的處理要求可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識；通過在實驗中有意制造的困難的解決，實驗的復(fù)雜過程和實驗失敗后的進一步探究可以培養(yǎng)學(xué)生剛毅頑強、百折不回的科學(xué)精神。第二節(jié)中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗的內(nèi)容“以實驗為基礎(chǔ)”既是化學(xué)學(xué)科也是化學(xué)教學(xué)的重要特征。選擇能夠說明化學(xué)學(xué)科中代表性的觀念、能夠說明化學(xué)學(xué)科所使用的探究方法、想象的教學(xué)實驗內(nèi)容，對于全面落實培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標，提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，具有其他化學(xué)課程內(nèi)容不可替代的作用。因此，化學(xué)實驗一直是中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的一個重要組成部分。中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容化學(xué)實驗研究的對象是物質(zhì)，這里的物質(zhì)既可以是天然存在的，未經(jīng)人工改造過的物質(zhì)，如自然界的空氣、石油、煤等；也可以是天然存在的，但須經(jīng)一定的物理或化學(xué)方法提取、制備才能得到的物質(zhì)，如氧氣、鋁、尿素等；還可以使人們用化學(xué)方法創(chuàng)造的，在自然界原本并不存在的新物質(zhì)，如合成橡膠、塑料等。為了獲取、研究物質(zhì)，化學(xué)實驗的研究內(nèi)容涉及物質(zhì)的制備（或合成），物質(zhì)的分離、提純，物質(zhì)的檢驗。物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用等方面。中學(xué)化學(xué)作為啟蒙性、基礎(chǔ)性的課程，其實驗內(nèi)容從化學(xué)實驗研究的對象和研究內(nèi)容的角度分析，大致也包括上述幾個方面。物質(zhì)的制備（或合成）從主要生成物的類別看，中學(xué)化學(xué)實驗中涉及的物質(zhì)的制備有：無機物的制備如氧氣、氫氣、二氧化碳、氯氣、氯化氫、氨氣、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮等氣體的制備，固體純堿、氫氧化鐵膠體的制備等。有機物的制備如甲烷、乙烯、乙炔、乙酸乙酯的制備，酚醛樹脂的合成等。關(guān)于氣體的制備，從反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件看，可以分為四種類型。①固體一固體加熱（或固體加熱），適用的氣體有氧氣（加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物，或加熱高錳酸鉀晶體）、氨氣、甲烷等。②固體一液體不加熱，適用的氣體有氫氣、二氧化碳、硫化氫、乙炔、氧氣（用過氧化氫加催化劑如二氧化錳來制?。?、氯氣（將濃鹽酸滴入高錳酸鉀固體來制?。?；若是利用塊狀固體跟液體起反應(yīng)制取氣體，且反應(yīng)不需要加熱，則可以利用啟普發(fā)生器，特別是制取較多量的氣體更為適宜。③固體一液體加熱，適用的氣體有氯氣（用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制?。⒙然瘹涞?。④液體一液體加熱（或液體加熱），適用的氣體有乙烯、一氧化碳（甲酸脫水）等。2．物質(zhì)的分離和提純分離和提純既有聯(lián)系又有區(qū)別，物質(zhì)的分離是將混合物中的組分各自分開，從而得到幾種較純凈的物質(zhì)的過程；而物質(zhì)的提純（有時也叫物質(zhì)的除雜），則是將物質(zhì)中混有的雜質(zhì)分離出來或者除去的過程。分離和提純之間最顯著的區(qū)別在于：物質(zhì)的分離對于被分離出來的物質(zhì)都有純度要求，即分離出來的物質(zhì)必須都是純凈物；而提純對分離出來的雜質(zhì)并無純度要求，而且還常常通過化學(xué)變化使雜質(zhì)變?yōu)槠渌^易被分離的物質(zhì)而被除去。分離和提純物質(zhì)的方法很多，在中學(xué)階段介紹的主要有：（1）過濾和結(jié)晶根據(jù)混合物中各物質(zhì)溶解性的差異，采用過濾、結(jié)晶等方法分離提純物質(zhì)。除去液體中不溶性的固體雜質(zhì)，采用過濾的方法使液體和不溶性的固體雜質(zhì)分離；根據(jù)可溶于水的兩種固體在水中溶解度隨溫度變化不同，采用結(jié)晶法加以分離。結(jié)晶的方法又分為蒸發(fā)溶劑法、冷卻熱飽和溶液法。蒸發(fā)溶劑法適用于溶解度和受溫度影響變化不大的固體物質(zhì)，如從海水中提取食鹽；冷卻熱飽和溶液法適用于溶解度受溫度影響變化較大的固體物質(zhì)，如分離NaCl與KN03的混合物，首先配制較高溫度下的KN03的飽和溶液，然后降溫，先析出的是KN03晶體。(2)蒸餾對于液態(tài)混合物，根據(jù)其中各物質(zhì)沸點的不同，采用蒸餾的方法除去其中難揮發(fā)或不揮發(fā)的物質(zhì)。例如，通過蒸餾的方法可以在實驗室中用自來水制取蒸餾水。(3)萃取對于液態(tài)混合物，還可以利用混合物中一種物質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解性的差異，采用萃取的方法將物質(zhì)分離。例如，單質(zhì)碘在四氯化碳、苯等有機溶劑中的溶解度比其在水中的溶解度大，用四氯化碳或苯等不溶于水的有機溶劑可以將碘水中的碘萃取出來。(4)層析利用混合物中各組分性質(zhì)的差異（如吸附力、分子的大小、分配系數(shù)等），使各組分在兩相（一相為固定相，與待分離的物質(zhì)進行可逆的吸附、溶解、交換等作用；另一相為流動相，推動固定相上待分離的物質(zhì)朝著一個方向移動）中的分布程度不同，通過層析法（又稱色譜法）使各組分以不同的速率移動而達到分離的目的。例如，葉綠體中色素的提取和分離等。(5)滲析滲析是利用半透膜使溶膠和其中所含的離子或分子分離的過程。滲析主要用來提純、精制膠體溶液。這是利用半透膜的孔隙能讓膠體溶液中的離子或分子通過，但不能讓膠體粒子透過的特性，而達到提純、精制膠體溶液的目的。如淀粉膠體溶液中混入了食鹽，利用滲析的方法可以除去其中的Na+和Cl-。(6)洗氣對于氣體混合物，一般是利用氣體混合物中各種氣體在水中或其他吸收劑中的溶解度或反應(yīng)情況的差異通過洗氣裝置加以分離提純。例如，實驗室用石灰石與鹽酸反應(yīng)制取的二氧化碳氣體中?；煊新然瘹錃怏w和水蒸氣，要除去這兩種雜質(zhì)氣體，方法是讓氣體依次通過盛有飽和碳酸氫鈉溶液、濃硫酸的洗氣瓶。(7)其他方法根據(jù)某些物質(zhì)的特殊性質(zhì)，可以通過一些特定的物理方法或化學(xué)方法進行分離提純。例如，根據(jù)鐵的磁性，可以用磁鐵將鐵屑從它與一些沒有磁性的物質(zhì)的混合物中分離出來；根據(jù)單質(zhì)碘易升華的性質(zhì)將它從混合物中分離出來；或者根據(jù)雜質(zhì)受熱易分解的性質(zhì)，通過加熱把雜質(zhì)除去；或把雜質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成主要成分等等。進行混合物的分離或提純，必須分析組成混合物的各種成分的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)它們之間的差異和聯(lián)系，決定選用何種試劑和操作。在整個分離或提純的過程中必須注意：不能引入新的雜質(zhì)；選用的試劑只能和雜質(zhì)起反應(yīng)，不能與欲提純的主要成分反應(yīng)；和雜質(zhì)起反應(yīng)所生成的產(chǎn)物和主要成分容易分離開來。為了達到分離或提純的目的，通常需要根據(jù)具體情況綜合運用以上分離或提純物質(zhì)的方法。3．物質(zhì)的檢驗在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中，常常需要對一些物質(zhì)的組成成分進行檢驗?，F(xiàn)代化學(xué)分析測試中，通常借助一些儀器來分析物質(zhì)的組成。例如，用元素分析儀測定物質(zhì)中是否含有C、H、O、N、S等元素以及測定物質(zhì)中這些元素原子的最簡單整數(shù)比，用紅外光譜儀確定有機物分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團，用核磁共振儀來推測有機物分子含有幾種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目等。除了利用儀器分析物質(zhì)的組成外，也可以利用物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，通過實驗方法來檢驗?zāi)承┪镔|(zhì)的存在。在進行物質(zhì)的檢驗時，一般先對物質(zhì)的外觀如顏色、狀態(tài)、氣味等進行觀察，然后進行進一步的檢驗。中學(xué)階段物質(zhì)的檢驗可以分為鑒定、鑒別和推斷三種類型。(1)鑒定物質(zhì)的鑒定是指根據(jù)物質(zhì)的某些特性，用實驗方法加以確認（肯定它一定是什么物質(zhì)）；或確定被檢驗物質(zhì)中含有某種成分或不含有某種成分。鑒定時，要逐一檢驗出物質(zhì)中的各種成分，如要鑒定某白色固體是硫酸鈉，應(yīng)先進行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，確定有Na+存在。再取少量固體溶于蒸餾水，把溶液分成兩份，一份中先加鹽酸，如無現(xiàn)象，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀，證明原固體中有SO42-，另一份中加入紫色石蕊試液無變化[若原固體是硫酸氫鈉(NaHS04)，則加石蕊試液變紅]，證明原固體肯定是硫酸鈉。(2)鑒別物質(zhì)的鑒別通常是指對分別存放的兩種或兩種以上的物質(zhì)進行定性辨認，根據(jù)物質(zhì)間的不同性質(zhì)，用實驗方法來區(qū)別它們各是什么物質(zhì)。鑒別物質(zhì)時，如待鑒別的是兩種物質(zhì)，檢出其中一種，或待鑒別的是三種物質(zhì)，檢出其中兩種，就達到鑒別的目的。依次類推，鑒別n種物質(zhì)時，只要檢出其中n-1種物質(zhì)，就達到鑒別的目的。如對于兩瓶無色液體NaN03溶液和NaCl溶液的檢驗，可分別向兩溶液中加入AgN03溶液，有白色沉淀生成的是NaCl溶液，無現(xiàn)象的則是NaN03溶液。(3)推斷物質(zhì)的推斷是根據(jù)已知的實驗事實（檢驗步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論等），運用物質(zhì)特性的知識，進行分析、推理、判斷，從而確定未知物中存在什么物質(zhì)，不存在什么物質(zhì)。無論是鑒定、鑒別、還是推斷，都要求實驗者熟悉相關(guān)物質(zhì)的特性。中學(xué)階段涉及到的物質(zhì)檢驗有常見氣體的檢驗、常見陽離子的檢驗、常見陰離子的檢驗、常見有機物的檢驗。常見氣體有氧氣、氫氣、二氧化碳、氯氣、二氧化硫、氯化氫、氨氣、甲烷、乙烯、乙炔等，常見陽離子有氫離子、鋁離子、鈉離子、鉀離子、銀離子、鈣離子等，常見陰離子有氫氧根離子、氯離子、溴離子、碘離子、硫酸根離子、亞硫酸根離子、碳酸根離子等，常見有機物有甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯、乙醇、甘油、苯酚、甲醛、乙酸、葡萄糖、淀粉、蛋白質(zhì)等。以上物質(zhì)的性質(zhì)尤其是這些物質(zhì)的特性，是檢驗這些物質(zhì)的基本依據(jù)。物質(zhì)的檢驗要求方法簡便易行且便于操作，要注意排除雜質(zhì)的干擾，所選擇的試劑和添加試劑的順序要合理，現(xiàn)象要明顯且具有典型特征。在操作過程中，鑒定、鑒別物質(zhì)時一定要分別取少量待檢物質(zhì)進行實驗，切不可在原試劑中直接加試劑進行檢驗。因為這樣做不僅使下步檢驗無法進行，即使檢出其中的某一成分，也會使被檢物質(zhì)因污染報廢，不符合科研和生產(chǎn)的實際要求。4．物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用物質(zhì)的性質(zhì)是由其組成和結(jié)構(gòu)決定的，不同組成、結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有不同的性質(zhì)即使組成相同但結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，其性質(zhì)也不完全一樣。例如，互為同素異形體或者互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)，它們的物理性質(zhì)不同。物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途，人們只有在了解物質(zhì)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，才可以有效地利用各種物質(zhì)。物質(zhì)的性質(zhì)，尤其是化學(xué)性質(zhì)，只有借助一定的實驗手段，在人為控制的條件下，使物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時才顯露出來?；瘜W(xué)主要從物質(zhì)的化學(xué)變化的角度研究物質(zhì)的性質(zhì)，中學(xué)化學(xué)教材中含有大量有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的實驗內(nèi)容。例如，典型的非金屬元素、金屬元素的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、醇、醛、酚、酯的代表物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等都是中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的重要內(nèi)容。這些內(nèi)容不僅讓學(xué)生能夠通過化學(xué)實驗來認識物質(zhì)的性質(zhì)，而且也通過對物質(zhì)性質(zhì)的掌握，進而理解與性質(zhì)相對應(yīng)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和用途、物質(zhì)的存在形式、保存方式、物質(zhì)的檢驗等；通過對物質(zhì)性質(zhì)的分析，還能幫助學(xué)生歸納出重要的化學(xué)反應(yīng)定律、原理等。二、新課標教材中實驗內(nèi)容的選擇和呈現(xiàn)以上是從化學(xué)實驗的對象和內(nèi)容的角度對中學(xué)化學(xué)實驗進行的分類，實際上，作為中學(xué)化學(xué)教學(xué)重要內(nèi)容的化學(xué)實驗，不僅要體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的特點，同時還承載著如下的諸多功能：通過實驗為學(xué)生提供生動、真實的學(xué)習(xí)情境；培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗技能，提高動手能力；使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)實驗的一般過程，學(xué)習(xí)科學(xué)方法；激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移；培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識；培養(yǎng)學(xué)生實事求是，嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度等。因此，中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗在內(nèi)容的選擇、設(shè)計、呈現(xiàn)上，需要從實現(xiàn)其教學(xué)功能的角度，對化學(xué)學(xué)科實驗做出適當?shù)恼{(diào)整，以符合中學(xué)生的認知、心理發(fā)展特點和情感需求?，F(xiàn)有的根據(jù)新課程標準編寫的中學(xué)化學(xué)教材中，實驗內(nèi)容在選材、設(shè)計、呈現(xiàn)上有以下特點：1．化學(xué)實驗的選材貼近學(xué)生的生活，貼近社會為了幫助學(xué)生認識化學(xué)與生活、社會、技術(shù)的關(guān)系，中學(xué)化學(xué)實驗的選材不再局限于靜態(tài)的化學(xué)學(xué)科經(jīng)典實驗的介紹和驗證，而是更加注重從貼近學(xué)生的生活、貼近社會的角度選材。例如教材中安排了以下實驗?！景咐?】在一只燒杯中加入50mL0.5mol．l-1碳酸鈉溶液，用酒精燈將碳酸鈉溶液加熱至近沸。將一塊有油污的銅片浸入碳酸鈉溶液中，靜置約2min，用鑷子將銅片從溶液中取出后，用水沖干凈。比較浸入碳酸鈉溶液前后銅片表面的情況。熱的純堿溶液被用來去油污，這是生活常識。該案例所設(shè)計的實驗直接取材于生活，不僅能夠幫助學(xué)生理解碳酸鈉被稱為“純堿”的原因，同時也能引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的角度來分析生活中的現(xiàn)象。與此類似的實驗還有“觀察蠟燭的燃燒”，“比較我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”，“向澄清的石灰水吹氣”，“把蛋浸入白醋里”，“加熱試管中的火柴頭”，“灼燒葡萄糖、砂糖和面粉”，“酸雨危害的模擬”，“鐵釘銹蝕實驗”，“將汽水瓶中的氣體通入澄清石灰水中”，“粗鹽的提純”，用活性炭“自制簡易凈水器”，“鋁鹽和鐵鹽的凈水作用”，“鮮果中維C的還原性”，“電路板的化學(xué)刻蝕”等實驗。這些實驗都是以生活中常見的化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)現(xiàn)象作為學(xué)生的實驗內(nèi)容，讓學(xué)生感覺到學(xué)了“有用的”化學(xué)，化學(xué)就在他們的身邊，化學(xué)在生活中無處不在，也使學(xué)生在理解化學(xué)知識的基礎(chǔ)上，認識化學(xué)的價值和本質(zhì)。2．化學(xué)實驗的設(shè)計和呈現(xiàn)注重體現(xiàn)科學(xué)方法中學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)目的不僅僅是向?qū)W生提供一定的化學(xué)事實，而且還應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會運用觀察、實驗等方法獲取信息，能用文字、圖表和化學(xué)語言表述有關(guān)的信息，學(xué)習(xí)運用比較、分類、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工。因此，中學(xué)化學(xué)實驗的設(shè)計和呈現(xiàn)應(yīng)注重體現(xiàn)科學(xué)方法。例如，比較是經(jīng)常使用的一種科學(xué)方法，化學(xué)研究中常常進行比較實驗，根據(jù)實驗結(jié)果的異同尋求科學(xué)的結(jié)論。下面的三個實驗設(shè)計中體現(xiàn)了“比較”的科學(xué)方法?！景咐?】取幾支量筒分別進行下面的實驗，事先預(yù)測結(jié)果并與記錄值進行比較。表1-1水與酒精混合的體積變化實驗操作體積變化情況預(yù)測結(jié)果測量結(jié)果(1)20mL水與20mL水混合(2)20mL酒精與20mL酒精混合(3)20mL酒精與20mL水混合【案例3】請同學(xué)各取兩支大小相同的醫(yī)用注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住針筒末端的小孔，將栓塞慢慢推入（見圖1-2-1）。哪一支針筒內(nèi)的物質(zhì)容易被壓縮？你知道其中的原因嗎？【案例4】按圖1-2-2安裝兩套裝置，在錐形瓶內(nèi)各盛有2g基本相同），然后通過分液漏斗分別加入40mLlmol.L-1和40mL4mol．L-1的硫酸，比較二者收集10mLH2所用的時間，并把實驗結(jié)果填入下表。加入的試劑反應(yīng)時間/min反應(yīng)速率/(mL.min-1)1mol/LH2S044mol/LH2S04顯然，在上述實驗的設(shè)計中，學(xué)生通過實驗過程中的“比較”，可以得出相應(yīng)的結(jié)論。在案例2可以看到“酒精與水混合”過程中體積的變化，在案例3中能夠感到空氣容易被壓縮，進而理解“微粒之間有空隙”這一基本觀念。雖然案例4所選實驗的原理、裝置都很簡單，但通過比較能夠說明“化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的濃度”有關(guān)。此外，“控制實驗條件”也是通常采用的一種科學(xué)方法，上述案例都從“控制實驗條件”的角度進行了設(shè)計。如案例2中所取液體的體積不變，只改變物質(zhì)的種類；案例3中所取氣體的體積不變，只改變物質(zhì)的種類；案例4則用等量的鋅粒和等體積的硫酸反應(yīng)，收集等量的氫氣，不同的只是硫酸溶液的濃度。而對于實驗現(xiàn)象的“猜測”，案例2中有所體現(xiàn)，對于“實驗數(shù)據(jù)的記錄”，案例2和案例4中都給出了表格，對學(xué)生學(xué)習(xí)記錄實驗現(xiàn)象有一定的示范作用。3．化學(xué)實驗的設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)趣味性化學(xué)實驗的設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。以往的教材在強調(diào)化學(xué)學(xué)科知識的科學(xué)性和嚴密性時，往往把實驗設(shè)計得非?！皣烂C”、“規(guī)范”，實驗試劑必須用化學(xué)試劑，實驗裝置必須選用化學(xué)儀器、器皿來裝配，因此，過去的化學(xué)教學(xué)實驗相對就顯得較抽象而枯燥乏味?，F(xiàn)在一些實驗在內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)上表現(xiàn)出了趣味性的趨勢。例如，教材中編入了一些趣味性較強的實驗。下面是名為“燒不壞的手絹”的趣味實驗?！景咐?】將2體積95%酒精和1體積水混合。把一塊舊的手絹浸入配好的混合液中，浸透后取出，輕輕擰干，用坩堝鉗夾持，在酒精燈上點燃，并輕輕抖動手絹。火焰熄滅后，你觀察到濕透的手絹發(fā)生了什么變化？你能解釋其中的原因嗎？以上實驗對于剛剛接觸化學(xué)的初三學(xué)生來說，有很強的吸引力。滴水生煙、滴水起火、冰塊著火、紙上指紋、茶變墨水、化學(xué)振蕩實驗、碘時鐘反應(yīng)、藍瓶子實驗、點火成蛇、用化學(xué)方法制作小工藝品和學(xué)習(xí)用品等等已成為當今許多中學(xué)常見的演示或?qū)W生實驗。4．化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化綠色化學(xué)又叫環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。顧名思義，綠色化學(xué)就是應(yīng)用化學(xué)的技術(shù)和工藝去減少乃至消除那些對人類健康、社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革現(xiàn)在的整個化學(xué)和化工。“綠色”是環(huán)境意識的革命，“綠色化學(xué)”則是化學(xué)學(xué)科的又一次飛躍。中學(xué)化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化，一方面，盡量減少污染很嚴重的實驗，例如關(guān)于一些有毒氣體如氯氣、氯化氫氣體的制備實驗已經(jīng)不作為演示實驗，有關(guān)硫化氫氣體的實驗已經(jīng)被刪除等；另一方面，在實驗過程中通過有效的措施使化學(xué)實驗對實驗場所和環(huán)境的污染降低，例如銅片與濃硫酸反應(yīng)增加對生成物二氧化硫氣體的收集裝置等。此外，以一些微型化學(xué)實驗代替常規(guī)實驗，微型實驗的儀器裝置一般比常用的要縮小十分之一到幾十分之一，所用試劑的量也為常規(guī)實驗的幾十分之一到千分之一。微型實驗藥品的用量少，反應(yīng)產(chǎn)物少，生成的污染性物質(zhì)少，對環(huán)境造成的污染也小。5．化學(xué)實驗的設(shè)計注重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰δ芰κ侵R技能、方法策略的綜合統(tǒng)一，是高度概括化、系統(tǒng)化、可應(yīng)用化的知識技能和策略。化學(xué)實驗?zāi)芰?yīng)該包括選擇和明確課題的能力，查閱有關(guān)文獻資料的能力；構(gòu)思、選用實驗方法和設(shè)計實驗方案的能力；觀察實驗，收集有關(guān)事實、資料、數(shù)據(jù)的能力；分析、研究和處理事實、資料、數(shù)據(jù)，形成概念，作出判斷、推理和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的能力；表述實驗及其結(jié)果，最終解決問題的能力等等。為了培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰?，中學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)不應(yīng)該僅僅是為學(xué)生安排一些現(xiàn)成的實驗操作活動，而應(yīng)該創(chuàng)造機會讓學(xué)生自己選擇課題、查閱資料、設(shè)計實驗方案、實施實驗方案等。以下是有關(guān)實驗探究活動的案例?！景咐?】鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣反應(yīng)？請設(shè)計一套簡單的實驗裝置，使還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)。這套裝置應(yīng)包括水蒸氣產(chǎn)生、水蒸氣與鐵粉反應(yīng)、檢驗產(chǎn)生的氣體等部分。（也可用干凈的細鐵絲代替還原鐵粉進行實驗）(1)如果提供給你3支試管、水槽、蒸發(fā)皿、膠塞、導(dǎo)管、酒精噴燈及其他必要的儀器和藥品，畫出你設(shè)計的裝置簡圖。(5)小結(jié)并交流探究活動的收獲?！景咐?】現(xiàn)給你一試管二氧化氮，其他藥品和儀器自選。請你設(shè)計實驗，要求盡可能多地使二氧化氮被水吸收。實驗步驟現(xiàn)象解釋（可用化學(xué)方程式表示①②③(2)你的設(shè)計對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？（從原料的充分利用、減少污染物的排放等方面考慮）以上這些對于中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗的設(shè)計和呈現(xiàn)有利于教師把化學(xué)實驗?zāi)芰斫鉃槭怯啥喾N成分組成的一種綜合性能力，從而在化學(xué)教學(xué)中科學(xué)而合理地安排實驗教學(xué)活動，幫助學(xué)生形成和發(fā)展綜合性的化學(xué)實驗?zāi)芰?，培養(yǎng)全面發(fā)展的學(xué)生。第三節(jié)中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的基本要求化學(xué)實驗是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分和主要環(huán)節(jié)，對于提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，體現(xiàn)能力形成的探究過程，具有特殊的作用。隨著基礎(chǔ)教育課程改革的深入，化學(xué)初高中新課程標準和新教材的實施，中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容和形式發(fā)生了較大的變化。例如，高中階段增加了有關(guān)定量實驗和化學(xué)實驗設(shè)計的內(nèi)容，介紹了現(xiàn)代化學(xué)實驗技術(shù)、綠色化學(xué)與環(huán)境保護等新的知識；采用了實驗、思考與交流、科學(xué)探究、實踐活動等多種新形式來呈現(xiàn)實驗內(nèi)容，體現(xiàn)探究過程（不同的教材中．實驗形式和名稱也不盡相同）。實驗形式、內(nèi)容和功能的變化給中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)帶來了新變化和更高的要求。一、中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的一般要求中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的主要形式或組成可大致劃分為教師課堂演示實驗、師生共同實驗（相當于原來的邊講邊實驗）、學(xué)生為主體的實驗室分組實驗、學(xué)生獨立進行的探究活動實驗和家庭實驗等。作為化學(xué)實驗，他們都有共同的一般要求。1．實驗?zāi)康拿鞔_、精心準備每一個化學(xué)教學(xué)實驗或探究活動實驗都應(yīng)有明確的目標，體現(xiàn)出不同的教學(xué)功能。教師要根據(jù)教材和實驗內(nèi)容、學(xué)生的年齡、心理和實驗水平特點進行分析，制定出具體的實驗?zāi)康暮鸵?，使學(xué)生能夠了解通過實驗來解決什么問題，聯(lián)系和鞏固什么基本操作技能，對培養(yǎng)自己的什么能力或技能有作用，并在此基礎(chǔ)上觀察現(xiàn)象、完成操作、獲得答案、推導(dǎo)出結(jié)論。一個實驗可以用幾種不同的方法，為達到上述預(yù)期的實驗?zāi)康模⒁膺x擇最佳實驗方法。此外，即使有實驗員準備，教師也一定要在課前做好預(yù)試實驗，以熟悉實驗裝置和方法，掌握藥品的質(zhì)量和用量，控制實驗條件和反應(yīng)時間，選擇最優(yōu)效果的實驗方法。對于正常實驗現(xiàn)象和可能出現(xiàn)的問題，真正做到心中有數(shù)。2．實驗操作規(guī)范、注意安全實驗的儀器要整潔，裝置要合理、美觀，操作要規(guī)范。在演示與實驗室實驗時，教師的實驗操作示范動作應(yīng)當規(guī)范。而學(xué)生則要注意養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，培養(yǎng)自己嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度，操作逐步達到規(guī)范。規(guī)范的操作是獲得預(yù)期實驗結(jié)果的保證，也是實驗安全的保證?；瘜W(xué)實驗中所使用的藥品，很多有一定的毒害性、可燃、易爆或有腐蝕性，實驗多是使用玻璃儀器，需加熱、蒸發(fā)、攪拌或通電。不規(guī)范操作，違反操作規(guī)程或藥品用量規(guī)定，很容易發(fā)生實驗事故。對有爆炸可能的實驗（特別是爆燃性氣體實驗）、有毒性氣體和腐蝕性液體發(fā)生反應(yīng)的實驗，要有防護措施，也要預(yù)先教給學(xué)生一些常見事故的緊急處理措施。（有條件的實驗室可以為學(xué)生配備防護鏡或面罩。）3．注意現(xiàn)象觀察、培養(yǎng)能力和素養(yǎng)化學(xué)教學(xué)實驗?zāi)軌蛱峁r明、準確、生動的感性知識，無論在哪種類型教學(xué)實驗中，教師都要注意有意識地指導(dǎo)學(xué)生運用各種感官觀察實驗現(xiàn)象。這種指導(dǎo)不僅能使學(xué)生知道觀察什么，怎么觀察；還要能夠啟發(fā)、激勵他們的思維，用已有的化學(xué)知識、理論來解釋實驗現(xiàn)象，并能進行邏輯思維的推演。幫助他們將感性認識上升為概念和理論，從而達到有益于培養(yǎng)學(xué)生的能力和科學(xué)素養(yǎng)的目的。4．做好實驗或活動的小結(jié)和討論以學(xué)生為主體的實驗和學(xué)生獨立進行的探究活動實驗和家庭實驗等，要做好事前布置，注意實驗中巡回指導(dǎo)和實驗結(jié)束時的小結(jié)。每次實驗或活動之后，要召集全體參與者來交流實驗過程、觀察和結(jié)論，分析實驗失敗原因，提出改進意見；并在實驗教學(xué)記錄本上做好記錄，供以后實驗時注意。此外，還要注意新的實驗方法第一部分中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)概述和內(nèi)容先進的實驗的引入。二、教師演示實驗和基本要求教師演示實驗是教師在化學(xué)教學(xué)過程中結(jié)合講課而面對學(xué)生進行的實驗，具有很強的直觀性和示范性。通過演示實驗可以給學(xué)生以生動、鮮明而深刻的印象，加速學(xué)生的正確化學(xué)概念的形成，以及對物質(zhì)變化的本質(zhì)和規(guī)律的理解。學(xué)生通過對演示實驗、對做實驗者的觀察模仿，學(xué)會使用儀器、取用藥品和進行實驗的正確操作方式。因此，要充分發(fā)揮演示實驗在教學(xué)過程中的效果和作用，應(yīng)達到如下的基本要求。1.現(xiàn)象準確鮮明、裝置美觀整潔實驗現(xiàn)象準確是指實驗內(nèi)容按照教學(xué)目標和實驗?zāi)康?，準確揭示化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，符合科學(xué)性和實事求是的原則；實驗現(xiàn)象鮮明是指現(xiàn)象清晰，一目了然，使人易于理解和鞏固化學(xué)知識概念體系。如做鋁熱劑實驗時，除鋁熱劑猛烈地燃燒，火花四濺的鮮明現(xiàn)象外，還要讓學(xué)生清楚地看到熔融的鐵珠落下，冷卻后并經(jīng)磁鐵吸引和敲打，確實有鐵被還原生成。從而有力地支持和驗證金屬活動性順序和氧化還原概念。美感是學(xué)生根據(jù)對美的需求和欣賞，對一定的客觀事物進行評價時產(chǎn)生的情感。演示實驗要有從自然科學(xué)角度去培養(yǎng)學(xué)生美感的作用。裝置準確美觀是指實驗裝置正確而整齊，所用儀器清潔而功能鮮明，不僅合理而且大小規(guī)格協(xié)調(diào)勻稱，教師動作操作熟練、利落，實驗安全可靠，使學(xué)生得到一種美的享受。進而使學(xué)生在日后的實驗中下意識地按照教師的示范與要求進行實驗探究和自己設(shè)計實驗。2．實驗裝置醒目、重點突出實驗裝置醒目是指演示實驗所用的裝置能讓教室或?qū)嶒炇抑兴械膶W(xué)生都能看得清楚，并且裝置突出，能夠吸引學(xué)生注意力。除實驗所用儀器外，其他裝置不要放在講臺或顯眼的位置。儀器大小選擇適當，提高可見度。如用一般常規(guī)試管反應(yīng)，后排學(xué)生可能看不清楚，則可改用大試管或投影實驗來完成。實驗裝置比較復(fù)雜的時候，應(yīng)該突出重點，即把主要的觀察反應(yīng)現(xiàn)象的部分放在顯著的地位，使學(xué)生能夠看清主要現(xiàn)象。例如，一氧化碳還原氧化銅的實驗整體裝置比較復(fù)雜，而此實驗的核心是讓學(xué)生能夠仔細地觀察氧化銅的還原和石灰水的渾濁現(xiàn)象。對于一氧化碳的發(fā)生裝置和尾氣燃燒的裝置，則是非重點，就不要放在顯著位置。在實驗中還要明確要求學(xué)生觀察什么，告訴他們怎樣觀察，才能突出實驗的重點。3．實驗操作規(guī)范、速度適中演示實驗，不但要有準確明顯的實驗結(jié)果，還要求教師在演示實驗中要有熟練并且正規(guī)的操作，才能起到良好的示范作用，使得正確的操作技術(shù)和方法形象化、序列化，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握，并自覺地用規(guī)范化的操作和程序來嚴格要求自己。通過若干次實驗訓(xùn)練，即可自動規(guī)范化地完成實驗。速度適中，是指實驗節(jié)奏控制得不能太快或太慢。快了，學(xué)生不能看清實驗現(xiàn)象；慢了，學(xué)生的有意注意不能持久，學(xué)習(xí)興趣減弱。如膠體的電泳實驗，氫氧化鐵膠體移動速度太慢，教師可采用增大電極面積和升高電壓的方法來解決，加快了膠粒移動的速度，使現(xiàn)象更加明顯。4．演示與講解緊密結(jié)合教師進行演示實驗時，其教學(xué)目的如學(xué)會觀察的方法、了解現(xiàn)象的本質(zhì)、培養(yǎng)能力等的實現(xiàn)都由教師的講授來完成。只有將演示動作與講解、講授密切結(jié)合起來，才能引導(dǎo)學(xué)生將觀察與感覺轉(zhuǎn)化成積極的思維活動。常用的演示與講解密切配合的方式有兩種：(1)對于反應(yīng)過程不太復(fù)雜、裝置和操作比較簡單明了、現(xiàn)象鮮明的演示實驗，常用先演示，再分析的方法。先觀察實驗現(xiàn)象，再得出結(jié)論，為抽象概念提供感性知識，符合由感性到理性的認知過程。如氫氣還原氧化銅、氧氣的制取等。(2)對于反應(yīng)過程、裝置、操作程序都比較復(fù)雜的演示實驗，則用先講清原理、過程，分析可能產(chǎn)生的現(xiàn)象和結(jié)果，再通過演示實驗予以驗證。如接觸法制硫酸、氨氧化制硝酸、二氧化硫的制取與元素化合物性質(zhì)綜合系列實驗等。如果不先向?qū)W生介紹制備它們的化學(xué)反應(yīng)原理和各個部分裝置的作用，使學(xué)生先有一個初步的概念和整體框架，則學(xué)生可能會對實驗現(xiàn)象的觀察不準確，對各部分裝置的作用認識模糊，難以深刻理解。若用邊演示邊講解、邊觀察邊分析的方法，顯得繁瑣、零碎，也就不能有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。5．巧妙安排、富有興趣演示實驗是激發(fā)學(xué)生興趣的一種有效手段，具有激發(fā)好奇心、質(zhì)疑、探究的獨特功能。因此，教師在設(shè)計演示實驗時應(yīng)當巧妙安排，通過演示實驗的現(xiàn)象和結(jié)果吸引學(xué)生，激發(fā)他們的興趣，并使暫時興趣向穩(wěn)定興趣轉(zhuǎn)化；短時間的無意注意向長時間的有意注意轉(zhuǎn)化，從而獲得深刻的表觀印象。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的不同階段對實驗的興趣也有所不同（如好奇、樂趣、志趣、探索），教師要靈活安排演示實驗的內(nèi)容和類型。例如，初三剛學(xué)化學(xué)的學(xué)生應(yīng)以激發(fā)興趣為主，安排一些現(xiàn)象明顯、易于分析和帶有啟發(fā)性的演示實驗，使學(xué)生觀察實驗后能有所思索，并逐漸形成興趣。對于高中學(xué)生，可設(shè)計一些解決實際問題的應(yīng)用性實驗和探索性實驗，將化學(xué)與現(xiàn)代生產(chǎn)、生活和科技聯(lián)系起來，誘導(dǎo)學(xué)生形成熱愛化學(xué)、勤于探索的志趣。根據(jù)中學(xué)化學(xué)課程標準和學(xué)期／年教學(xué)計劃，選擇演示實驗內(nèi)容的要求是：驗證主要化學(xué)原理和概念的實驗；實驗裝置復(fù)雜，操作要求高，不適宜學(xué)生操作的實驗（如接觸法制硫酸、合成氨和混合氣體的爆炸等）；有一定毒性或?qū)W生操作時可能有危險的實驗；必須使用大量試劑才能有明顯實驗效果的實驗等。三、師生共同實驗和基本要求師生共同實驗又稱邊講邊實驗或并進實驗，其特點是在課堂上將教師的講授、演示和學(xué)生實驗結(jié)合起來進行教學(xué)的一種綜合實驗形式。講課中，當需要學(xué)生通過實驗來認識物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)或形成新的概念時，組織學(xué)生立即進行相應(yīng)的實驗。學(xué)生在課堂上一邊聽取教師講解、觀察演示實驗，一邊自己動手做實驗，通過觀察、思考和交流來驗證相應(yīng)的概念和原理。相比之下，學(xué)生能夠更加清楚地觀察實驗現(xiàn)象，得到更深刻的印象，加深理解程度；同時，學(xué)生動手的機會增多，也培養(yǎng)了他們的實驗技能；在對現(xiàn)象解釋和交流中，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生聽取他人意見．合作與表達的能力。師生共同實驗適用于新知識課和復(fù)習(xí)課的教學(xué)。教學(xué)要求是：1．恰當選擇實驗內(nèi)容應(yīng)當緊密配合教學(xué)和教材內(nèi)容，有利于教師組織教學(xué)；實驗比較簡單，多為試管實驗，3～5min即可完成，易于控制教學(xué)進度；實驗現(xiàn)象要顯著，較少副反應(yīng)或其他現(xiàn)象，便于教師引導(dǎo)學(xué)生進行分析、推理、得出結(jié)論。在這種全班學(xué)生人人動手，并有一定速度要求的實驗中，要注意實驗安全，實驗數(shù)量也要有所控制（3～5個／次），使學(xué)生能夠在規(guī)定時間內(nèi)順利完成，而不手忙腳亂。2．充分做好準備工作教師要對上課時學(xué)生做的實驗進行預(yù)做，把握成敗關(guān)鍵，估計可能出現(xiàn)的問題和需用的時間，做到心中有數(shù)；做好學(xué)生實驗所用的材料、試劑的準備工作，將所需物品放在學(xué)生的課桌上，并留有適當?shù)膬洌怨┭a充和調(diào)換。3．精心設(shè)計教學(xué)過程上課時將課堂講授、引導(dǎo)與學(xué)生實驗有機地結(jié)合起來，真正做到邊講邊做，邊討論邊交流。實驗前，明確提出實驗?zāi)康?、要求、步驟、注意事項，必要時可先做演示，而后學(xué)生再動手實驗。在學(xué)生進行實驗時教師要細心地觀察、指導(dǎo)，使學(xué)生能獲得預(yù)期結(jié)果。實驗做完后，要求學(xué)生立即報告實驗的現(xiàn)象與結(jié)果，并且做出解釋與分析。同時組織學(xué)生補充、討論和交流，最后師生共同做出結(jié)論性的總結(jié)。四、學(xué)生分組實驗和基本要求學(xué)生分組實驗是指以學(xué)生為主體，由學(xué)生在化學(xué)實驗室自己動手操作完成（有些是學(xué)生自己設(shè)計）的實驗，主要以學(xué)生分組的形式進行，是中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的重要部分。學(xué)生分組實驗主要由實驗課、實驗習(xí)題課和實驗設(shè)計構(gòu)成。這種實驗是學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)和訓(xùn)練自己的實驗技能，嘗試解決問題的好形式。1．實驗課實驗課內(nèi)容主要是來自學(xué)生的自主實驗。大多是在學(xué)完了一節(jié)或一章后進行的。目的在于鞏固學(xué)生已學(xué)過的教材內(nèi)容，把已獲得的知識運用到實際中去。實驗課的內(nèi)容有物質(zhì)的制備和認識他們性質(zhì)的實驗，使理論問題轉(zhuǎn)化到具體論證的實驗，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)鑒別物質(zhì)的實驗，以及運用實驗方法解決一些不太復(fù)雜問題的實驗等等。目前中學(xué)里學(xué)生實驗課基本上是按照教材的要求，用教師配備好的現(xiàn)成儀器和試劑進行的，這是因為中學(xué)里分配給實驗課的時間不多，大都在一節(jié)課的時間內(nèi)在專用實驗室里進行。所以主要要求學(xué)生運用一些不太復(fù)雜的裝置，按照實驗指導(dǎo)操作，仔細觀察現(xiàn)象；收集一些制得的產(chǎn)物再驗證它們的性質(zhì)；分析一些比較簡單的實際問題并通過實驗得到正確的結(jié)論。在實驗后要求拆卸儀器，并把它們洗滌干凈，整理好所用的儀器和試劑，寫好實驗報告。通過實驗課學(xué)生可以系統(tǒng)地獲得豐富的感知材料，鞏固和擴大已學(xué)過的化學(xué)知識；掌握基本操作、培養(yǎng)實驗技能；實驗課也有助于發(fā)展學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰退季S能力，有助于他們養(yǎng)成認真、細致的學(xué)風和嚴肅的科學(xué)態(tài)度。目前，影響實驗課教學(xué)效果的主要問題是課堂紀律不太好，場面混亂。其主要原因是教師未能使學(xué)生充分做好實驗前的準備、預(yù)習(xí)，實驗準備、課堂組織指導(dǎo)工作不力。因此，上好實驗課應(yīng)做好以下幾方面的工作。(1)做好課前準備工作課前準備分為學(xué)生和教師兩個方面。課前要求學(xué)生做好準備工作，教師要布置預(yù)習(xí)作業(yè)，讓學(xué)生知道這次實驗的內(nèi)容，要求閱讀教材或?qū)嶒炇謨陨系膶嶒炛笇?dǎo)，復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，明確實驗?zāi)康?、要求、反?yīng)原理、實驗步驟和操作方法等，扼要地、做好預(yù)習(xí)筆記（報告）。教師做好預(yù)試實驗，掌握成敗關(guān)鍵和條件，還要估計學(xué)生獨立完成時可能發(fā)生的困難，制定實驗課教案，教案中應(yīng)包括重點指導(dǎo)的實驗內(nèi)容和操作技能，向?qū)W生交待注意事項和可能發(fā)生的問題，巡視指導(dǎo)路線等。指導(dǎo)、幫助實驗員充分準備好儀器、藥品和器材，并將儀器、試劑放置有序。(2)學(xué)生實驗時的教學(xué)過程組織與指導(dǎo)。實驗課開始教師先檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記（或報告）。講解實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容，交代實驗過程和安全注意事項，進行操作示范或課堂討論，然后開始學(xué)生實驗。在學(xué)生進行實驗的過程中，教師應(yīng)進行巡回指導(dǎo)，對學(xué)生的實驗操作進行輔導(dǎo)、幫助。如果發(fā)現(xiàn)有共同的問題，要在全班作必要提醒。在巡回指導(dǎo)時要注意以下幾個方面。第一，督促學(xué)生嚴格遵守化學(xué)實驗操作規(guī)則和程序。實驗課中，學(xué)生常常會違反操作規(guī)程，如倒取液體試劑時，不注意標簽方向和瓶塞的擺放，以及滴管的交叉使用，違反加熱要求等等，從而導(dǎo)致實驗失敗或發(fā)生事故。為此，在指導(dǎo)中要使學(xué)生了解正確操作程序，認識錯誤操作可能發(fā)生的危害。更要多給學(xué)生練習(xí)機會，以培養(yǎng)正確操作的習(xí)慣和熟練的技巧。第二，指導(dǎo)學(xué)生認真觀察和積極思維。教師給學(xué)生恰當?shù)奶崾居^察要點。如觀察反應(yīng)中的特殊現(xiàn)象；反應(yīng)物或生成物的特征性質(zhì)的體現(xiàn)；如何判斷反應(yīng)的進行程度等。當學(xué)生觀察到不同現(xiàn)象或?qū)嶒炇r，教師應(yīng)予及時的幫助，盡可能找出原因，使之獲得成功。如濃硫酸和銅片在不同條件下的反應(yīng)現(xiàn)象的差異，銀氨溶液配制的關(guān)鍵。通過指導(dǎo)保證實驗進度，提高實驗效果。第三，指導(dǎo)學(xué)生做好有關(guān)實驗的記錄。如