中学化学开放性实验建设初探

【摘要】开放性实验，就是不拘泥于课堂学生实验的时间和内容，在教师指导下进行的化学实验，它不仅是是第一课堂的延伸和拓展，更是第二课堂的重要组成部分。开放是指学生有选择实验内容、实验方法的自由，体现可能性的原则。开放性实验活动应该是在教师的辅导和保证安全的前提下开展而不是放任不管。开放性化学实验能很好的实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的和谐发展。

【关键词】开放性实验室；实验教学改革

新课程标准明确指出：高中化学课程，应有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点，加深对物质世界的认识；在中学化学中必须始终把培养学生能力放在首位，知识是可以灌输的，而能力则是在学生的自我活动中产生的，知识转化为能力的必经途径，是学生的活动。化学新课程的根本性目标是使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等科学素养的各个方面都得到不断提高。要达成这三个维度的目标，必须通过一定的载体或活动来体现，开放性化学实验就是其中的一种十分有效的形式。纵观实际的教学活动，教学目标和教学评价体系都过多地承载了知识和技能培养，而对过程和方法、情感态度与价值观的关注远远不够。

开放性实验是利用学科特点创设情境，利用化学与生活的联系来设置情境； 变结论为问题情境、变验证性实验为探究性实验、变封闭性问题为开放性问题、拓展知识层次，挖掘知识深度、变学生的问题为探究内容等。具有实验的趣味性，主动性、灵活性和创造性等特点，又有开放性本身所特有的条件不完备性，结论不确定性，内涵可发展性，思维不约束性，受到学生欢迎，其对学生能力的培养也得到众多教师的肯定。

1 开放性实验室的特征

所谓实验室开放，就是不拘泥于课堂学生实验的时间和内容，在教师指导下进行的化学实验。其内容可以是学生实验结果不理想或没有完成的；可以是对演示实验有兴趣，对装置、步骤有一定改进设计的；也可以是学生阅读资料，产生创意的；在教师指导下进行或特意安排的趣味性实验（探究型教学或跨学科结合的实验）。其特征有：

1.1 内容、时间、地点开放， 常规实验教学中，多数学生是按部就班的参与实验。开放性实验则是根据日常生活中自己想解决的化学问题进行的实验，内容上具有开放性，同时在时间上可根据学生的情况而进行的一种自我活动，这些问题，既可以是教材中的问题，也可以是社会生活中的问题，甚至是最新的科技成果。学生通过自我活动培养了提出问题，选择和明确课题的能力，培养了学生科学地选择实验方法和设计实验方案的能力，查阅化学资料文献、实验思维能力。激发了学生兴趣、启迪了学生思维。形成了初步科研能力。为学生的终身学习奠定了基础。某科技小组的同学采集酸雨样品后，每隔一段时间测定pH，收集下列数据：

探究酸雨中亚硫酸的含量，使课本内容得到拓展。

1.2 器材、对象开放， 新课程特别强调学生的长远发展，从教育目的，教育的长远目标出发，有意识培养学生与他人合作共事的团队精神，鼓励小组合作完成，甚至鼓励跨班合作、跨级合作，同谋共策，不断进取，相互激励，取长补短，人人得到不同程度的提高可使学生的个性得到发展，创新潜能得到开发。实验药品，实验器材可以自由选择，给学生以更大的空间和更高的能力要求，让学生在活动过程中实现知识与技能、方法与价值观的和谐发展。学生带着问题进实验室，然后带着实验过程中的质疑等新的问题走出实验室，培养学生基本的科研方法和终身学习的能力。

1.3 形式开放， 开放性实验通常包括化学产品的制作，演示实验研究，化学教具制作和使用，探究性实验、生产生活相关的实验，家庭小实验。

学生通过实验获得科学思想，科学方法，体会成功的喜悦。培养了学生关注社会问题，关注时事，增强责任感，有意识强化学生的目标意识，不仅是第一课堂的补充，更是第一课堂的延伸和拓展，是第二课堂的重要组成部分。通过实验把知识上升为综合运用能力，因此，在创新能力和实践活动能力等方面有着不可替代的作用。

1.4 教学结果的开放， 温伯格说：“不要安于书本上给你的答案，而要去尝试一下，尝试发现有什么与书本不同的东西，这种素质可能比智力更重要，往往是区别最好的学生和次好学生的标准。”变教学结果的封闭性为开放性，开放性的化学教学要求教师不再拘泥于教学结果的唯一答案，而开始注意教学结果的多样性，这才能真正地使化学教育留有空间，而不用机械的重复训练去消磨学生的青春年华。

2 开放性实验教育是实施新课程的需要

新课程标准明确指出：新课程强调学生的主体性，在保证基础的前提下，为学生提供多样的、可选择的课程模块，为学生未来的发展打下良好的基础。高中化学课程，应有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点，加深对物质世界的认识；有利用学生体验科学探究的过程。学习科学研究的基本方法。加深对科学本质的认识。增强创新精神和实践力；有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，更深刻的认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想。

还明确指出：立足于学生适应现代生活和未来发展的需要。着眼于提高21世纪公民的科学素质，构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系。通过以化学实验为主的多种探究活动。使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变。培养学生的创新精神和实践能力。

3 开放性实验教育是教师专业化成长的需要

在开放性化学实验教学的理念中，教师和学生的关系是一种互相探讨伙伴式学习关系。学生可以从实验结果中得到自己需要的结果。另一方面，学生的实验数据，也可以为教师在学科理论研究方面起到一定的作用。比如铁与稀硝酸反应生成的产物随反应物浓度不同而不同，结论是不是存在规律性呢？教科书上没有答案。学生可以通过自己的假设，在实验中得到结论。这个实验结果可以为我们的教师提供一个进一步论证的空间。起到互相受益的作用。实现了学生、教师在实验结果与科研的交互。学生的千奇百怪的质疑对教师的专业素养提出了严峻的挑战，指导学生完成实验对于教师的科学素养也提出了更高的要求。

4 开放性实验需要注意的问题

4.1 明确的实验目的。任何的化学实验都离不开一定的理论基础，开放性化学实验是基于教师指导下的实验活动。每次学生进行实验活动前都应该制定出详细的实验报告：实验目的、实验中需要的试剂与仪器、实践操作方法与步骤，明确进行实验的目的。

4.2 确定开放实验的范围。实验内容的选择应该切合学生的实际，以中学生的知识结构为基础，对具有较强理论性与教高难度实验的开设并不是中学开放性实验的初衷。笔者认为，可以从以下四个方面进行实验室开放的初步探索。第一，学生实验没有完成或实验结果不理想的。第二，对演示实验有兴趣或对某些装置、步骤有一定改进设计的。第三、课本上练习题中的质疑。如：现有编号为A， B， C， D， E的五种无色未知溶液，分别为NH4Cl溶液、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、KN03溶液、Ba（OH）2溶液。请你设计1-2个实验方案来确定A， B， C， D， E分别为何种溶液。学生的思维是丰富多彩的，我们不能因为教科书的束缚而抑制学生的创新能力。比如，研究稀硝酸生成一氧化氮，二氧化硫的性质实验。又如在讲到醋酸是一种弱电解质时，学生会提出各种各样的验证方法。这些实验往往不可能在课堂或学生实验中去完成，就可以通过开放实验室后去解决验证效果与可行性。第四，教师特意安排的趣味性实验。如在一次拓展型实验中，教师选择了“各种催化剂对化学反应速度的影响”的课题。学生通过查阅资料和实践，掌握了书本上没有的催化剂的知识，了解了部分催化剂的使用和性质，得到了好的教学效果。

4.3 对实验结果进行评价。在开放性化学实验教学理念中，教师并不是实验的主体。但是，教师对推动学生积极投入实验却能起到积极的作用。教师应对学生的实验的过程、结论进行总结性的评价，指出不足之处和改进意见，激发学生的热情。正如德国教育家第斯特说：“教学的艺术不在于传授本领，而在于唤醒、激励、鼓舞。”无论实验的成败，我们都应该给予充分的肯定，树立学生继续探究的信念和信心，通过鼓励学生微小的进步，提高学生学习化学的兴趣和成绩。事实证明，没有教师的评价，学生就会失去继续探究的兴趣。

开放是指学生有选择实验内容、实验方法的自由，但要从全体学生的利益和中学生的知识结构出发，体现可能性的原则。开放性实验活动应该是在教师的辅导和保证安全的前提下开展而不是放任不管。

5 存在的问题和解决方案

5.1 虽然意识到了开放性实验的重要性，但是受高考的影响而没有在课堂教学中进行引导、实验和探索，使中学开放性实验成了等待实现的美好的蓝图。

5.2 受旧观念的影响，对新课程理念理解不够，会用昨天观点去教育明天的孩子。

5.3 教师的指导仍停留在追求结论上，层次还比较肤浅，忽略了学生探究的意义。

5.4 部分教师因为工作量的增加而消极对待。

要解决这些问题，首先要取得学校领导的支持，用实施新课程的方法和途径推动开放性实验建设，提高对新课程理念的学习，同时，注意收集成功的范例，供有难度的教师参考借鉴，克服急功近利和用开放性实验代替化学理论知识学习的盲目行为，步步为营，不断推进。

结语：中学化学开放性实验体现了新课标中三维目标的全部要素，既培养学习化学知识的兴趣，又培养了科学方法，获取终身学习的能力，体现学生是学习的主体，教师在指导学生学习的过程中获得师生双方的共同进步。正所谓智慧比知识更重要，过程比结果更重要，知识是启发智慧的手段，过程是结果的动态延伸。教学中能够把结果变为过程，才能把知识变为智慧。

参考文献

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