中等职业学校化学实验教学模式的改革及实践

陈翠平

（江门中医药学校，广东 江门 529000）

化学是一门以实验为基础的自然科学，在实施创新教育过程中具有独特优势，但在中等职业学校传统的化学实验教学中大多仍采用以课本实验方法为标准、以课堂为中心的封闭、思维狭窄的教学模式，这在某种程度上束缚了学生的创造力。所以，探索激发学生创造力的新型教学模式成为当前亟待探讨的课题。在中等职业学校化学教学中，挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能，对于改变学生的学习方法，使学生形成终身学习的能力具有重要的意义[1]。

2002年，国务院颁布了《关于大力推进职业教育改革与发展的决定》，提出：要积极发展职业教育，改革职业教育的教学模式，重视实践教学，提高学生的实际操作能力，培养学生的创新能力。为此，探讨中等职业学校化学实验教学模式的现状、改革方向和发展趋势等问题，对促进中等职业学校化学实验教学的变革和发展是极有益的。

1 中等职业学校化学实验教学的现状分析

1.1 把实验当作一种辅助手段，在教学中处于从属地位

广大化学教师都能认识到：实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度。加强实验教学是提高化学教学质量的重要环节，也是评价教学质量的一个重要方面。但由于受实验条件的限制，在初中化学教学中，对化学实验还没有引起足够的重视，仅仅把实验当作一种辅助手段，在教学中处于从属地位。对江门中医药学校05、06级的学生进行抽样调查，得到的统计数据见表1。

表1 初中化学实验教学调查统计（%）

尽管调查的样本容量较小，但仍可以看出初中化学教学对实验的重视程度还很不够。

1.2 学生亲自动手实验机会少

通过对江门中医药学校在校4000多名学生的抽样调查表明：初中学生SR=20%，我校学生的SR=33%，即中等职业学校的学生亲自做过的实验占规定实验的1/3左右，而初中生每人做过的实验只占规定实验的1/5。班级中学生人数越多或开出的实验个数越少，SR越低。

1.3 化学教材的编写重理论、轻实验

化学实验的改革可折射出编写者的课程观及教材的特点和水平，能反映出教学观念的变化。目前我国化学教材的编写重理论、轻实验，实验的数量偏少。我国化学教材实验数量比较见表2。

表2 我国化学教材实验数量比较

从表2可以看出，中等职业学校的教材实验数量虽然比普通中学要多一些，但实际教学中让学生自己动手做的只有一半左右，与职业教育的要求相距甚远。

2 中等职业学校化学实验教学模式的改革实践

2.1 传统化学实验教学模式的特点

教学模式是教学基础理论的具体化，又是教学经验的概括。教学模式与教学基础理论相比，具有更强的可操作性，是教学基础理论和教学实践的中介[2]。因此，讨论实验教学模式的改革对中等职业学校化学实验教学具有指导意义。

传统的中等职业学校化学实验有三大特点：第一，实验教学形式是以演示实验为主；第二，实验教学模式是以验证性教学为主；第三，通过化学实验对学生进行实验技能的训练。

验证性实验的教学模式是按“问题—原理—结论—实验证明”的程序教学的，这种模式简明、清晰，有利于学生认可相关结论、强化理解和记忆，也有利于教师对整个教学过程的控制。教师可以充分把握教学的时间和进程，例如在讲到某些元素、化合物性质的时候，教师首先给出这些单质和化合物的物理性质、化学性质，然后再做几个演示实验给予验证。从培养学生综合能力的角度来看，长期和单一地选用这种模式进行实验教学显然是极不妥当的。

对学生进行实验技能的训练，是化学实验的功能之一，但不是唯一功能。过分强调实验技能的熟练化，进行专门训练的做法既枯燥，效率又不高。为此，应将实验技能的训练与培养置于实验探究活动之中，使二者有机结合起来。换句话说，就是教师应引导学生把注意力放在实验探究活动上，在积极、主动的实验探究活动中，形成化学实验技能，使实验技能的训练成为实验探究活动的结果之一。

2.2 化学实验教学模式的改革实践方向

当前，在我国的中等职业学校化学教学中已经有不少教师和专家在尝试和探索实验教学中的探究式教学模式、问题中心教学模式……这些尝试极有可能成为我国中等职业学校化学实验教学改革的方向。

探究性实验的教学模式通常按“实验—问题—讨论—结论”或“问题—讨论—实验—结论”的程序进行教学。以元素、化合物性质实验为例：首先做实验，然后从实验现象中寻找出一些关键性问题，再以问题探究的方式展开讨论，最后由师生共同给出有关结论；或是先提出问题，再带着问题引导、组织学生探讨，然后根据在探讨中产生的一些问题设计实验，并通过实验给出最客观的答案[3]。毫无疑问，采用探究性实验教学模式，更能促使学生学习如何自主地发现问题，如何设计实验，如何观察实验，如何用学过的知识来解决问题或发现新的规律等，同时也更能激发学习兴趣。因此，把验证性实验变为探究性实验，对培养学生的多种能力具有重要的意义。

通过调整实验教学程序，把验证性实验转变为探究性实验，是一种教学观念的转变。然而作为探究性实验教学模式的研究，问题的解决远非如此简单。教育改革是一个巨大的总体工程，教学模式的改革也必然涉及课程、教材、教学的评估等方面。探究性实验模式的真正实施同样要求在课程建设、教材改革等诸多因素中寻找到一个最佳的交会点，这个最佳点的寻找过程正是我们探究实验教学模式、不断提高化学实验教学水平和质量的过程。在这个研究和渐进的过程中，教师必然要转变原有的实验教学观、学生观，必然要寻找一些培养学生创新精神和实践能力的切入点，必然要改变原有的单科性、学术性为主的课程框架，开发出一些具有综合性、社会性、实践性的化学拓展型课程和研究性课程。例如在课程方面可以编制、开设一些由若干模块组成的跨学科的综合课程，这些模块中既有有关跨学科的知识传授，又有与之相配套的课堂实验探究活动。这些实验的探究活动可以采取以小组合作学习、探究为主的形式，同时做到个体探究、小组探究和班级集体探究相结合，真正做到把学生作为教学活动的主体，充分注重和发挥学生的自主性和独立性，充分挖掘学生的潜能，激发学生的创造力，探索促进学习的有效方法[4-6]。

为了体现学生的实验能动性，强化学生在实验教学中的主体性，我们还可以在演示实验中选出一部分改为学生实验，并让学生自己参与这些实验的设计、操作、观察及实验结果的分析、推理、小结等；鼓励学生对同一个实验具有自己独特、新颖的构思和想法，具有自己设计上的独创性；鼓励学生注意实验操作技巧的学习和合理巧妙地设置、编排实验步骤；引导学生进行实验观察，并提出一些富有启发性的实验问题，启发和组织对关键问题的探讨，从而培养学生的逻辑思维能力和实事求是的科学态度。尽管演示实验在目前的中等职业学校化学教学中有其不可否定的长处和功效，但将部分演示实验改为学生实验（包括边讲边实验和学生的课外实验等），这对学生综合能力的培养无疑是极为有利的。

2.3 化学实验教学模式的改革实践

2.3.1 创新教学模式 结合学科特点，笔者认为化学实验教学应构建适合基础课程教育改革的、以学生探究为主的、灵活开放的教学模式。根据不同类型的实验，笔者在教学实践中总结出了“原型启发，引导探究模式”、“案例创新，初步体验科学探究过程模式”和“实验课题，自主探究模式”等创新教学模式。

（1）原型启发，引导探究模式指在实验教学中直接采用课本上的实验方法，但不机械地按照课本给定的程序和步骤实施教学，而是注重充分挖掘实验中所蕴含的创造性因素来组织教学。其一般过程见图1。

图1 原型启发，引导探究模式的一般过程

（2）案例创新，初步体验科学探究过程模式指在教学中引导学生及时发现教材实验方案的不足之处，并引导学生根据科学探究的基本过程和方法来获取理想实验方案的教学模式。其一般过程见图2。

图2 案例创新，初步体验科学探究过程模式的一般过程

图3 实验课题，自主探究模式的一般过程

案例创新，初步体验科学探究过程模式中提出并发现有价值的实验问题是探究的起点和关键，它对于培养学生的问题意识和能力很重要。文献检索是制订实验方案的重要依据，它有利于找准研究的突破口，使课题研究在前人的基础上取得新的、更有价值的研究成果。实验综合设计中要用到许多技法，其中常用的有组合法、模拟法、逆向技法、强化技法、希望点列举法、缺点列举法等。

应用这种教学模式，学生活动的体验性得到进一步加强，学生在教师的引导下经历科学的探究过程，挖掘了他们的创造潜能。

（3）实验课题，自主探究模式指学生根据实际问题自己设计实验方案并亲自做实验解决问题的教学模式。与上述两种模式相比，这种模式在题目的确定上具有更大的开放性，学生在实验设计和操作过程中具有更多的自主性，因而更有利于培养他们的创造能力。其一般过程见图3。

从以上分析可以看出，这些模式的教学过程基本相似，现以实验课题，自主探究模式为例，说明其在实验教学中的应用。

（1）研究准备阶段。对学生在选题、文献检索方法与技巧、实验操作及注意事项等内容和知识方面进行指导和培训。

（2）确定实验课题。中等职业学校化学实验课题的来源一般有：①教材上的实验习题；②课本上与实验有关的某知识点的拓展。实验改进包括：①设计科学、有趣味性的实验装置；②设计环保型的实验装置；③优选反应条件；④联系实际的实验问题。

（3）文献检索。查阅有关该实验课题的研究成果并复印、摘录有价值的资料，以便在前人研究的基础上有所创新。

（4）设计实验方案。学生在借鉴当今优秀研究成果的基础上，设计出“Na2O2使多种不同有机色质漂白”的实验方案。

（5）实验操作。按制订的实验程序进行操作。

（6）加工处理信息。对实验中测定和观察到的数据、现象进行处理以发现其规律性或从中得出结论。常采用的实验数据处理方法有：①在同样条件下重复实验（2～3次）以获得更精确的实验结果；②建立数学表达式，揭示某种量的属性；③将所得数据图表化，如学生在亲自研究Na2O2的漂白性实验后，经过重复实验得出以下信息，具体见表3。

（7）总结、评判成果。①Na2O2对多种有机色质有漂白作用，但效果差别大，用于课堂演示实验最理想的为品红、品蓝。②Na2O2对有色花的漂白作用大多比较缓慢，尤其是各种黄花。这一点明显不同于Cl2、SO2。Cl2对绝大多数的有色花特别是黄花有很快的漂白作用；SO2对多数红花有强而快的漂白作用。③Na2O2对各种动物、植物的纤维如稻草、羽毛的脱色作用，是由于它与水反应生成的碱会使纤维膨胀，可加快漂白速度，所以其漂白过程并不一定比各种有色花慢。④对Na2O2漂白作用的研究可以联系到其他具有漂白性的物质，如 Cl2、H2O2、SO2、O2，以强化知识之间的联系，在比较其漂白机理、效果的过程中，不断增强科学研究能力。

2.3.2 教案设计 下面是笔者设计的一个探究型实验教学的教案。

教学内容：设计并完成“碘盐的鉴别及其含碘量测定”的实验。

教学时间：2课时。

教学目标：（1）培养学生根据具体化学问题设计实验方案的能力和实验动手能力。（2）对学生进行科学方法的教育。

教学过程：（1）教师提出课题，并介绍相关的知识。（2）提出本课题的具体要求，如要求每组学生设计出定性和定量的测试方案，测出碘盐中碘的百分含量（保留4位有效数字）和相对误差值等。（3）学生两人一组，进行讨论、分析、推理及制订实验测试方案。（4）课间查阅资料或咨询等，师生交流，改进测试方案。（5）进实验室按设计方案进行实验，及时观察、记录有关现象和数据，经计算给出最终测试结果。（6）教师及时进行小结、评价，分析不同方案的优缺点，鼓励创新的想法和设计，表扬积极、认真参与活动的学生，并提出新的学习要求。

在上述教学方案中，首先是由教师提出课题及与课题有关的一些问题，然后让学生自己查阅资料、自己设计实验、自己动手操作，最后由学生通过观察、思考、讨论及验证等给出正确的结论。整个教学过程完全是以学生为主的探究式学习过程。学生在完成该课题时会涉及许多问题，如什么叫碘盐？食盐中为什么要加碘？食盐中加的碘是单质碘，还是碘的化合物？应选用什么方法来鉴别食盐中是否含有碘元素？如何用定量分析的方法测得碘盐中碘的百分含量？在设法解决这些问题的过程中，学生既要查资料、文献，又要设计实验方案，还要操作实验及观察实验现象。实践证明，学生是能够适应这种教学模式的，在“碘盐的鉴别及其含碘量测定”的实验教学活动中，最后学生选用了多种方法确定了碘盐中的含碘物质为碘酸钾；选用的定性鉴别真、假碘盐（是否含有碘）的最有效和最简易的方法是在检测试样中滴加酸性淀粉碘化钾试液；定量测定碘盐中的碘含量选用了如下的反应：KIO3+5KI+3H2SO4→3I2+3H2O+3K2SO4；I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6。

实验操作顺序是先在定量的被测试样溶液中加入过量的碘化钾，再用标准Na2S2O3溶液来滴定（淀粉为指示剂）。学生给出的方案及根据该方案获得的实验结论基本是正确的。上述一个看似简单的碘盐的鉴定实验，通过以问题形式展开的探究式的教学活动，使学生从中获得了许多化学课本上没有的知识和技能。可以肯定地说，探究性实验教学模式会改变以往偏重学科知识和学科技能训练的教学方法和被动接受的学习方式，能充分发挥学生学习化学的主动性和创造性。

2.4 化学实验教学模式改革的教学效果分析

有人认为进行探究性的实验教学会影响学生的考试成绩，其实不然。教学评价的方法很多，主要有观察法、考试法、调查法、自我评价法等，其中考试是考核、测定学生成绩的最基本的方法。对于化学实验如何进行考试我们还在探索之中，目前仍以“笔试+实验报告”的形式进行考核。但通过实践发现，进行探究性实验教学不仅不会降低学生的考试成绩，反而会显著提高学生的考试成绩。用同一套试卷对05药剂1班和05药剂2班两个班进行测验，两个班学生的基础相同，只是05药剂1班采用传统实验教学法，05药剂2班采用探究性实验教学法。通过对两个班的考试成绩进行统计分析，得出如下结论：两个班平均分数相差7.69分，进行显著性检验，考试成绩的平均差在5分以上，两个班的考试成绩存在显著性差异（P＜0.05），05药剂2班的考试成绩明显好于05药剂1班，因而，探究性实验教学法能促进学生学习成绩的提高。

实验在中等职业学校化学教学中的重要地位及作用获得了广大化学教师的认可，这说明化学实验教学的各种观念正在不断地变化和发展。从发展的角度看，实验已不再是单一为学生学习化学知识而提供的辅助手段，实验教学还具备激发学生学习化学的兴趣、学习实验的技能和科学方法，培养学生解决问题的能力及科学品质和科学思想等多种教学功能。因此，实验教学的发展必然要导致其质和量的双重变化，实验的比重会加大，学生要从实验的旁观者转变为参与者，探究性实验教学的研究会越来越受到师生共同的关注[7]。随着经济的发展，化学实验的仪器、设备和条件也会日趋完善，中等职业学校化学实验教学的前景应该说是美好的。

表3 Na2O2的漂白性实验

[1]吴俊明.中学化学实验研究导论[M].南京：江苏教育出版社，1997.

[2]靳玉乐.探究教学论[M].重庆：西南师范大学出版社，2001.

[3]杨景辉，周仕东.化学探究教学若干问题的思考[J].现代中小学教育，2004（9）：142-143.

[4]周宁怀.微型无机化学实验[M].北京：科学出版社，2001.

[5]刘志文.化学实验与创新性教育[J].化学教育，2000（2）：9-11.

[6]刘知新.化学教学系统论[M].南宁：广西教育出版社，1996.

[7]杨启辉.素质教育与创新教育学习手册[M].武汉：华中师范大学出版社，2001.