化學實驗教學
化學實驗教學是化學教學的一個子係統，也是最富於活力、最利於發揮師生雙方主動性、促成化學的教與學和諧發展的基本途徑。應充分認識化學實驗的意義和實驗教學的類型及施實，以全麵提高學生的科學素養。
化學實驗的教學價值
一、化學實驗的結構
化學實驗是化學科學認識的基礎，也是化學教育教學的基礎。可以說，沒有基於科學認識的化學實驗，就沒有近、現代的化學科學及化學教育。本書第一章曾從化學史的角度討論過這個問題。當代化學的發展軌跡更加證明了這一結論。正是由於現代生產水平和整個科技水平的提高，特別是由於化學科學理論和實驗水平的提高，方促成了當代化學“三個過渡”的變革。
化學實驗，作為一種科學實踐活動，是由實驗者、實驗對象和實驗手段構成的。實驗者一般是掌握專業知識和技能、具有科學素養的專門人才（個體或群體），是化學實驗中的認識論主體；實驗對象是實驗中的認識論客體，是實驗者探查、研究或變革的客觀實在；實驗手段，又稱實驗工具，是服務於實驗目的、為實驗者所控製的物質客體（儀器、設備和裝置等）及科學認識的方法的集合。若僅僅討論實驗對所運用的儀器、設備、裝置和工具等這類實驗手段，則為從狹義的意義上來論實驗手段，將科學認識的方法（科學方法）包括進去，方屬於廣義上的實驗手段。
化學實驗的構成三要素，在人工安排的特定環境中聯結的一般方式是：實驗者借助於實驗手段去變革實驗對象。如下圖8-1示，表明了化學實驗的結構及各要素的作用。
圖8-1
很顯然，由於實驗目的和要求的多樣性，尤其是在不同學習階段、不同課程內容的教育教學活動中，各個實驗的特定設計及三要素相互作用的方式，即三要素的具體聯結方式，必定是多種多樣、千差萬別的，從而形成了不同類型的實驗。
典型化學實驗的一般步驟包括：
（1）問題或初步假設；
（2）實驗設計；
（3）實驗實施；
（4）實驗結果分析。
化學教育教學中的實驗（簡稱為教學實驗）是納入教學體係中的實驗。這些實驗是經過化學家或科學家的科學實踐檢驗過的，由化學教育家或課程編製專家按照化學教學的培養目標和教學要求，遵循學生的認識規律而精選、移植出來的。從認識論來講，這類化學實驗，必定更有利於學生來認識客觀世界，要使對實驗對象的變革情況更易於學生了解。換句話說，教學實驗的構成三要素，實驗者可以是學生或教師，實驗對象已簡化為便於學生認識的特定狀態，即設法排除幹擾因素，采用簡明的裝置和便捷的實驗步驟等，相應地實驗手段也設計成便於學生或教師操作的格式，以利教學運作。
二、化學實驗的教學價值
化學實驗在教學中具有多方麵的價值，主要是：
1.具有深刻的認識論價值
化學實驗本身的實踐性和生動性，為學生認識的發展提供了依據，也為認識的深化提供了最佳途徑。著名膠體化學家傅鷹教授在撰寫和講授《普通化學》時，經常用大量實驗數據來嚴格論證某些定律的精確程度和應用範圍，使學生能夠較深入地理解科學概念的建立必須基於可靠的實驗基礎之上；他明確指出，無論是簡單的還是複雜的化合物，隻有實驗才能最後決定其結構。
2.形成科學觀和方法論的價值
學生依據實驗直接與物質及其變化打交道，通過親身感受，使他們受到生動的、科學的物質觀與自然觀及世界觀的熏陶，同時受到觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括等科學方法的教育。全國勞動模範、特級教師劉景昆先生倡導並實行的“用實驗啟發學生，通過實驗引導學生從實際材料中前後比較，找出異同，然後總結出規律。”“通過化學實驗使化學理論跟生產實際得到進一步的結合，培養學生獨立思考問題的能力。”“要給學生充分的準備知識；從思想方法方麵要培養學生全麵看問題、聯係看問題，而不是片麵地、孤立地看問題，也不要使個別問題影響對整個問題的分析綜合、研究總結，因而妨礙了得出事物的規律性。”等等寶貴經驗，是充分體現化學實驗的教學價值的一個範型。
3.傳輸化學知識，培養學習能力的價值
化學實驗是化學賴以形成和發展的基礎，又是學習化學的媒介。學生形成化學概念、掌握實驗技能和養成實驗能力等都要以化學實驗為基礎。不做化學實驗是學不好化學的！這是教學名言。不做化學實驗，就從認識論、方法論這一根本上抽掉了理性認識賴以產生的基礎，學生隻能靠死記化學概念和有關結論，難以理解和鞏固；不做化學實驗，自然學不到有關的實驗技能。與此相應，不做實驗何以養成實驗能力！這裏講的實驗能力是指學生運用實驗來解決問題的本領。它包括：發現、選擇和明確課題的能力，選用實驗方法和設計實驗方案的能力，使用儀器和實驗操作的能力，觀察實驗的能力，實驗思維的能力，收集有關事實、資料和數據的能力、分析、研究和處理實驗事實、資料與數據及發現規律的能力，表述實驗及其結果，最終解決問題的能力等等。
4.培養良好的學風，發展個性品質的價值
化學實驗離不開實驗的原理和內容、選用的儀器和材料、實驗程序和步驟。而對這些內容學生隻有想清楚（達到理解或了解），方能轉化為學生實際實施的實驗方案和實驗方法。在這個轉化過程中，重要的是養成學生嚴謹求實、求真，堅毅奮進、努力創新的態度、品德和學風。不同地區的學生問卷表明，80％～90％以上的學生都喜歡做化學實驗，對新異的實驗現象有濃厚的興趣和好奇心。化學教師應珍視這一學習心向，精心組織和巧妙地實施各種類型的實驗，以實現化學實驗的教學價值。
化學實驗的教學類型
一、化學實驗的內容類型
化學實驗內容是依據實驗的目的和要求而確定的。從中等教育的目的來看，各國均重視基礎性和普及性方麵的教育，這是具有普遍性的。但由於國家的文化傳統、教育體製及經濟實力等的差異，列入中學化學課程中的實驗內容，從質和量上看，均有所不同。例如，美國《現代化學》的實驗課本65個實驗，其中定量要求的為23個（占35.4％）。屬於化學概念和化學理論方麵的為34個（占52.3％），屬於元素化合物知識方麵的為29個（占44.6％），屬於基本技能的為2個（占3％）。原德意誌聯邦共和國凱姆帕和伏拉特著《化學》全書共編入375個實驗，第一分冊的131個實驗中有35個定量實驗（占26.7％）。
一般言之，從中學化學教學的目的及實驗的教學特征來劃分，化學實驗的內容大體可分為以下幾類：
1.基本操作實驗
化學實驗中的基本操作是構成化學實驗活動的基本要素，是貫串於其他各類實驗之中，保證實驗順利進行的“基本功”。
屬於基本操作類的實驗內容有：藥品的取用、稱量、溶解、振蕩、攪拌、加熱、過濾、傾瀉、蒸發、結晶、升華、萃取，及氣體的收集、溶液的配製等。落實到課本中，有的是要求安排學生實驗課，讓學生進行集中練習、體驗，多數（較簡易的基本操作）是結合到其他實驗內容進行相應訓練。根據我國國家教委頒布的中學化學數學大綱，規定：初中階段，學生要“初步學會取用固體藥品和液體藥品”，“初步學會攪拌操作”，“初步學會正確持拿試管和振蕩試管”、“練習用漏鬥、濾紙進行過濾”、“練習用蒸發皿蒸發溶液”等等。這是國家對各省、市、自治區實施義務教育應當達標的基本要求。所謂“初步學會”是指在教師的指導下，能夠正確地進行實驗操作；“練習”是指在教師的指導下，進行實驗操作，即僅僅讓學生操作過，還達不到正確操作的水平。每項基本操作在教學中第一次出現時，都需要由教師做出示範性操作、向學生指出操作規範性要求，並進行必要的講解。某些學校在“緒言”課後，發給（讓學生借用）一支試管，布置學生在家中用食鹽或白糖和水當做固體和液體藥品，練習取用、振蕩、估液、溶解等基本操作的經驗是一種好辦法。很顯然，到高中階段，相應的基本操作要求達成的層次，應當提高檔次，達到學會（能夠獨立、正確地進行實驗操作）。對此，《全日製普通高級中學化學教學大綱》（供試驗用）已作了明確限定。
2.物質的性質和製備實驗
元素化合物知識在我國中學化學課本中占60％左右，故而，元素化合物的性質和製備實驗，在整個化學實驗中也占有較大的比重（約60％）。
這類實驗的正確實施有利於使學生獲得生動的、表征元素化合物性質及變化的感性材料，引導學生形成具體的或抽象的物質概念及轉化關係的觀念。通過這類實驗，對學生使用儀器的技能、實驗操作的技能以及觀察和記錄實驗現象的技能等，可以循序漸進地、從簡單到複雜地進行提高。僅以試管實驗為例，持拿試管的手法應當提倡“三指握，二指拳，握取部位靠上邊”，即用拇指、食指和中指握取試管上1/3處，無名指和小指拳向掌心。這樣操作動作靈便、不擋觀察者的視線（不妨礙觀察試管內的物質及其變化），且便於振蕩；加入固體或液體藥品時，操作方法不同；同為液體藥品，傾入液體和用滴管滴加液體又有不同；等等。又如，使用試管夾夾持試管加熱的操作，受熱物質是固體還是液體，實驗操作的方法也會有不同；同樣，將試管當做反應容器，主要是為了展示反應現象和操作方法，與為了製備，在操作規範上也會不盡相同。這些不同的要求，需要教師結合物質的性質和相關化學反應的特征，對學生進行適當的講解、說明。這樣做，不僅有助於使學生準確地掌握實驗技能，而且有利於他們加深對有關物質的性質和變化的理解、記憶，養成他們的科學精神和品德。
3.論證概念和原理的實驗
化學概念和原理是中學化學教學的重要內容，約占課本內容的40％。由於化學概念和化學原理比較抽象，不易被學生接受和理解，在教學中容易成為學生學習的難點。這些內容，又多屬於教學內容中的重點，對學生理解和掌握化學知識結構及聯係社會實際的應用，培養學生的思維能力、自學能力等有著重要意義。為此，在化學課本中設計揭示概念和原理的實驗是很必要的。