熊言林安庆师院国培中学化学实验技能的训练和培养

1、 近年来, 实验操作考核已成为初中学生学业成就的必须部分, 并按一定的比例综合到中考成绩中。但化学实验技能及实验能力的培养在平时教学中没有得到应有的重视。 化学实验技能及实验能力的培养是中学化学教育的一项重要任务。作为中学化学教师, 只有明确实验技能、实验能力的内容和要求, 掌握培养实验技能和能力的途径及方法, 才有可能出色地完成这项任务。 化学实验教育是实施化学教育的最有效的教学形式，而化学实验操作技能的掌握是顺利完成化学实验任务的基本保证，故对学生进行化学实验操作技能的培养在化学教学中显得非常重要。 1.1化学实验技能 主要包括: 实验操作技能, 记录实验现象及数据并进行分析、综合、抽象、

2、概括得出结论, 用简要的文字和化学用语写出实验报告的能力。 化学实验能力则主要指利用已学过的化学知识和实验技能, 通过实验方法获取新知识及解决一些简单的实际化学问题的能力和心智水平。 如: 独立设计或改进实验, 独立完成实验习题等。 由此不难看出前者是后者的基础, 而后者较前者高一个层次。2.1操作技能的基本构成 操作技能是由许多子因素按一定的逻辑和层次关系构成的系统；系统内各子因素相互关联、互相依存。就化学实验操作技能来说，可分为使用仪器、使用药品、基本操作和绘图这4个子项因素。每个子项因素又可分为若干个单项操作。 例如某一实验，其中有药品、仪器的使用，其单项操作就有仪器的洗涤，药品的取用、

3、称量、加热等项目，而每一个单项操作下位又由不同的步骤来具体实现。比如用托盘天平进行称量的单项操作中就有4个步骤：1）调零；2）称量物上盘；3）加减砝码；4）复原。 由此可见，一项操作技能的基本构成可由下图简单表示之。 根据教育心理学关于技能学习的理论，学生学习操作技能的过程是由头脑内部活动及外部行为表现这两方面组成的。如下图所示： 学生在学习一项操作技能时，其头脑内部的确认过程经过陈述、知识编辑和程序化三个步骤。相应地，外部表示则为认知、定位和自动化。每一步骤，内外相辅相成。具体来说，有如下三个阶段。 学生接受关于某操作技能的事实、知识和一般指导信息，并将这些信息按完成操作技能所需要的顺序和要

4、求来排列，经教师的讲解与示范，对所学技能的性质、要点和注意事项等进行分析和了解，然后模仿着完成某一单个的操作步骤，这就是认知和陈述阶段。 学生首先观察托盘天平（实物）阅读教材中的介绍，通过教师的讲解示范和注意事项及操作方法等，然后动作非常缓慢地模仿着完成调零、称量物上盘、加减砝码、复原等单个步骤。因此这一阶段实际上就是基本操作步骤训练阶段。 学生通过亲自练习，将所需要的关于操作技能的基本知识在头脑内部编辑成一个合适的程序，然后有条不紊地将已经学过的各个分立的步骤按顺序联系起来成为连续的动作，这就是定位和知识编辑阶段。在这一阶段中，学生需要经过一段时间的模拟练习，动作由呆板到协调、灵活，错误动作

5、逐渐减少。 学生首先在脑子里想好了一个合适的操作程序，然后连续地进行以下操作：点燃酒精灯，用试管夹挟持试管、加热（预热、固定、撤离），熄灭酒精灯。因此这一阶段实际上就是单项操作的连续训练阶段。 在这一阶段中，操作技能的学习达到了较高境界，头脑中形成的操作程序更加精确，组合更加良好，学生可以熟练自如地完成各项操作，动作连贯、习惯化、自动化，并很少出错，意识的强制参与越来越少，学生的注意力此时已不再仅仅停留在自己操作技巧上，而是转移到观察实验现象，判断和辨别实验结果上。 如果学生熟练地掌握了仪器的组装、装置气密性的检验、药品的取用、气体的收集等单项操作，就可以顺利地完成实验任务，达到预期的实验目的

6、。如果学生对上述操作单项不连贯，或对某一操作单项还不熟悉，则将直接影响实验的速度及效果。 因此，这一阶段实际上就是掌握技能、达到实验目的的综合训练阶段，也是对学生技能学习成果的检验阶段。 大量事实表明，操作技能作为一个整体让学生来学习，具有一定的阶段性和递进性，在教学中必须遵循由简单到复杂，由易到难的原则和程序。 3.1试管出错点 A. 握持时一把抓或小指和无名指伸展开, 握持的位置错； B. 用离心试管加热； C. 未将废液倒去就直接冲洗； D. 试管夹的操作不对。 A. 取液时挪动滴瓶； B. 用大拇指、食指夹持在橡皮头上, 多次挤压橡皮胶头； C. 取液后胶头滴管平放或倒立； D. 加液

7、时滴管尖嘴伸入接受器口内。 A. 手持量筒刻度线处读数； B. 手持读数时, 有俯视或仰视的现象； C. 选择液界面有误； D. 加液多了又用滴管吸取； E. 在量筒内进行溶液间反应或稀释溶液。 A. 手握容量瓶的位置不对； B. 直接在容量瓶中溶解溶质或代替试剂瓶存放试剂； C. 配制时容易出现加溶剂超过刻度线, 而加多了溶剂, 又将容量瓶中的溶液倒出。 A. 取用粉末状药品, 药品洒落或附在试管内壁； B. 取块状药品直接让药品自由落下； C. 倾倒液体试剂时, 试剂悬空流入接受器内, 液体四溅。 A. 用手拨游码； B. 托盘两边放不等量的纸片； C. 药品放错托盘； D. 称完后未把游

8、码拨回零点, 重叠托盘。 A. 漏斗与滤纸之间有气泡； B. 急于把残渣倾入滤纸中； C. 玻棒靠在滤纸时用力太大， 倾过滤液烧杯的嘴部没靠在玻棒的中上部； D.滤液面高于滤纸； E.忘了洗涤。 正确方法“一贴二低三靠”。 A. 手握玻璃管的位置与待插入部分太远, 把玻璃管使劲往橡皮塞或胶皮管中按, 拆时使劲拉； B. 装置安装零乱, 摆放不齐。 正确方法：安装时应从下到上, 从左到右, 做到正看一个面, 侧看一条线, 拆的顺序与安装的顺序相反。 A. 操作顺序颠倒, 即先捂发生器, 后把导管插入水中； B. 未看见气泡时不知从何处查找原因； C. 夏天捂发生器, 冬天加热发生器。 A. 加热

9、使用火焰的部位不对； B. 加热前试管或烧杯的外壁水未擦干净就加热； C. 被加热物受热的位置不对。 学生对操作技能的学习是一个由易到难的循序渐进的过程，并且需要学生有目的、有步骤地积极配合，反复练习才能达到熟练自如的程度，这就离不开教师对技能教学内容的精心安排和对学生练习的悉心指导。4.1.1 周密计划、循序渐进、严格要求、悉心指导 在中学化学教学中所做的每一个实验, 接触到的仪器都不止一种, 所涉及到的实验技能也不止一项, 而任何一种仪器、任何一项实验技能都是通过多次训练才能达到课标所要求的“初步学会”或“学会”,教师在实验教学中应有计划地培养学生达到课标规定的教学要求。 为此, 可在学年

10、初专门拟定一份培养学生使用仪器和掌握操作技能的计划，明确每种仪器和每项实验操作技能具体在哪个章节、哪个实验逐步让学生做到：认识该仪器, 知道该仪器的用途和使用方法；能在教师指导下正确使用该仪器；能独立、正确使用该仪器。 为了更好地培养和训练学生使用仪器的技能，教师应讲述仪器的主要用途、使用方法和注意事项、理由。 例如在物质的量浓度溶液的配制实验中包括了托盘天平、烧杯、容量瓶、胶头滴管等仪器的使用，以及称量、溶解、移液、洗涤、定容等单项操作，故本实验适宜安排在学过上述仪器和操作之后（至少大部分学过之后）。 在教学中教师应结合实际操作讲明正确规范操作的道理。因为学生若不明白为什么要这样而不能那样操

11、作的道理, 只是机械地模仿, 简单地重复教师的动作, 则记忆是不会牢固的。另外对易错之处应事先“打预防针”,否则习惯成自然, 再纠正就困难得多。 三指( 拇、食、中指) 握、两指( 无名指、小指) 拳; 位置应持拿在试管接近口部的地方。因为这样操作既稳当又灵便而且便于观察。若需振荡试管时只需将无名指抵住试管, 转动手腕即可; 若需向试管中滴加试剂时, 则换用左手持拿试管, 且仍是三指握、两指拳。学生容易出现的错误有：拇指、食指两指握(不稳当) ; 满把抓( 不灵便也不便于观察) ;拇指与其余四指对握(不便于振荡) 等等。 要训练和培养学生掌握正确规范的操作技能, 首先教师的实验操作一定要正确规

12、范、一丝不苟。特别在一些细小的地方, 有时很容易被忽视, 但对学生却会发生潜移默化的影响。 例如: 有的教师在讲化实验的基本操作时, 很注意强调操作规范, 也能正确地做好示范, 但在演示实验中为了图省事、图方便则有意无意地违反了操作规范。 如往试管里装粉末状药品时不用纸糟送； 块状药品、金属( 如锌粒) , 不用镊子夹而用手拿; 给试管里的物质加热不用试管夹；使用试管夹时从管口往下或从中间横向插入。至于持拿试管、振荡试管、使用滴管的方法不规范更是常见。 凡此种种都会给学生头脑中留下错误的印象, 而且很难纠正。4.2.1讲练结合, 以练为主, 注意发挥反馈的强化作用 实验操作技能是在练习中形成的

13、。练习虽然是反复多次地完成某一动作, 但绝非同一动作的机械重复, 而是一种有目的、有步骤、有指导的学习活动。正如写字不同于练字, 有的人虽天天都在写字, 但不良的书法、难看的字体都可能保持终生是一样的道理。 心理学的研究和教学实践表明, 在技能学习的练习中, 反馈的强化效应是非常明显的。因此, 在练习过程中, 使学习者及时了解练习结果, 是形成正确、规范的操作技能很关键的一点。 在学生实验中, 教师应注意巡视及时发现问题。对个别问题当面纠正, 普通问题当堂讲评,这样让学生及时获得反馈信息, 使错误操作消灭在萌芽之中。 心理学的研究和教学实践都表明, 适当地使练习方式多样化, 不仅可以提高练习的

14、兴趣, 保持学生的注意, 还可以培养学生灵活地运用知识和技能。 在训练和培养学生的实验操作技能时, 可采取集中练习和分散练习相结合的办法; 可将装置和操作比较简单、没有危险性的演示实验尽量改成边讲边实验,有时还可以请学生上台来演示或用实验的方法解答物质鉴别题等。 另外, 在实验课上应尽量将实验组划分得小一些, 使人人都有更多动手的机会。俗话说，熟能生巧。 在集中训练基本操作的课上, 可让实验小组的同学互相指出或纠正对方操作中的错误; 还应当适当组织基本操作竞赛和进行实验技能的考核。 学生在实验操作中往往会出现一些不良的心理障碍，主要表现在：惶惶然的恐惧心理，难于自控的紧张心理，飘移不定的单项兴

15、趣倾向，敷衍了事应付以及莫名其妙的冒险心理等。这些心理障碍将直接影响学生对技能的学习和提高。 在教学中应积极做好学生的思想工作，帮助他们坚定自信心，给学生多一点宽松少点不必要的约束；多一点鼓励少一点指责；多一点严格少一点严厉，多一点引导少一点干涉，以培养学生良好的心理品质和健康的心理素养，消除实验操作中的各种心理障碍，这将对学生的技能学习有很大帮助。 在中学化学实验教学中，多开展一些化学实验改进与设计，有利于训练学生实验操作技能，培养学生实验能力和创新能力，提高学生科学素养。 注射器在化学实验中不是常规仪器, 但由于其独有的密封性、可伸缩性、可测性等特点, 在化学实验中有常规仪器所不具备的优越

16、性, 注射器的使用有利于优化化学实验, 提升实验功能、减少实验误差, 使实验效果更佳。 由于一氧化碳是有毒气体, 采用注射器做一氧化碳还原金属氧化物的微型实验能够显著减少尾气对环境造成的污染。 ( 1)在100mL 的注射器中预先吸入一定量的一氧化碳气体, 在玻璃管中放置少量的氧化铁和氧化铜粉末, 连接成如下图的装置； ( 2)实验时先缓缓推进注射器的活塞, 使气体进入玻璃管； ( 3)然后点燃酒精灯, 分别加热氧化铁和氧化铜。 这样就能很快地看到红色的氧化铁粉末变黑, 而黑色的氧化铜粉末变红的现象 。 （1） CO2和水反应 下图中用注射器吸收水和CO2（体积比为1:1），然后夹紧弹簧夹用力

17、振荡，活塞会自动向前推进。说明CO2溶于水后气压减小。 右图将块状固体放入干燥管中，用注射器取一定质量的酸，干燥管上接一个带活塞的导管，就制成了气体发生装置，该装置可随时控制反应的进行并可用来制取H2和CO2。1）用品准备: 5mL 、 20mL 注射器。2）制作方法: 大注射器去掉针头和活栓, 配单孔胶塞, 将小注射器插入胶塞孔中, 固定。大注射器顶部用胶帽密封。3）使用方法: 小注射器吸入紫色石蕊试液, 大注射器收集满二氧化碳, 把其顶端用胶帽密封。轻轻推动小注射器, 使少量石蕊试液进入大注射器, 振荡, 观察, 形成美丽的红色喷泉, 小注射器活栓自动上移, 不但可以证明二氧化碳能溶于水,

18、 还能证明它与水反应( 右图) 。 4）装置特点: 现象明显, 操作简单, 趣味性强,更适合学生的家庭小实验。 5）注意事项: 收集气体的注射器要大, 这样才能确保二氧化碳喷泉实验的成功。 5.2.1证明CO2密度大于空气的实验 具体如下: 先用一个800mL的大烧杯收集满二氧化碳气体, 用玻璃片盖好。然后用儿童玩具吹泡泡工具一次吹出很多肥皂泡, 待肥皂泡开始下落时, 用手端着拿掉玻璃片的烧杯小心去接一个大小合适正在下落的肥皂泡, 待肥皂泡进入烧杯后, 轻轻盖上玻璃片, 即完成了实验。 成功率高; 操作方便; 现象明显; 有一定的观赏性、趣味性、学生爱看; 说服力强。 肥皂泡在空气中下落, 在

19、二氧化碳气体中悬停, 五彩斑斓的肥皂泡会悬停在烧杯中间，学生很容易得出二氧化碳的密度大于空气的结论。 原操作如下：燃烧匙内放入红磷，在酒精灯上点燃红磷后放入集气瓶中，塞紧瓶塞，待冷却后打开弹簧夹，水倒流。该实验如此操作，经常会出现以下情况：（1）红磷潮湿不容易点燃；（2）燃烧匙同时被加热，伸入集气瓶时会使空气受热膨胀，产生误差；（3）弹簧夹夹的位置离集气瓶远，使导管内气体进入集气瓶而引起误差。 （1）把红磷放入水中搅拌，等沉淀后过滤出红磷，再把过滤出的红磷倒入水中再搅拌，反复两三次，把过滤出的红磷放在托盘上晾干后放入磨口瓶中保存； （2） 把以上干燥的红磷放在燃烧匙中，把玻璃棒在酒精灯上加热后

20、触碰红磷，红磷就会燃烧，接着把燃烧的红磷放入集气瓶中即可； （3） 弹簧夹夹的位置离集气瓶端近些，并事前把乳胶管内加入水，减小误差。 “氢氧化钠溶水放热”这一知识点是中学要求掌握的，教材上是把氢氧化钠溶于水，用手触摸试管外壁，但这样做引不起学生足够的认识。 此实验可这样改进：用试管从饮水机中接开水，滴加几滴红墨水，不振荡，紧接着再向试管中加一药匙氢氧化钠固体，通过红墨水的颜色扩散速度发现水沸腾起来。这样做在学生的视觉上引起了他们的强烈关注，记忆深刻。 在教材中证明“分子在不停地运动”这一性质时，所用的实验是：用一只大烧杯罩住两只分别装有酚酞试液和浓氨水的小烧杯，烧杯外再放一个装有酚酞的烧杯，观

21、察实验现象。在这个实验中存在一个环境污染和药品浪费问题：浓氨水挥发出来的刺激性气味很大，而且浓氨水和酚酞试液的用量也较大。 先在一张滤纸上用无色酚酞试液画上一只小动物（如小猫、小狗、蝴蝶等），再用细线系在铁架台上，然后在滤纸的正下方放开口的盛有浓氨水的试剂瓶，这时会看到滤纸上逐渐出现一只清晰的、红色的小动物。 这样做改进解决了药品浪费、环境污染的问题，还满足了学生对化学的好奇心，使学生对化学产生的良好感情，又可以激起学生对化学实验的探究欲望，在实验中培养学生的环保意识。 在一支试管中，加入3mL 无水乙醇，再慢慢加入等量的浓硫酸。摇匀，用小药匙挑几粒高锰酸钾晶体，慢慢撒在液面上，高锰酸钾晶体在

22、溶液中逐渐下降，观察到星光点点，还有微弱的爆炸声。 因高锰酸钾和浓硫酸反应产生氧气，它的氧化能力很强，能使混合液中的乙醇燃烧而发出闪闪的火花。在黑暗的地方观察，火花便格外明亮。 6H2SO4+4KMnO4=2K2SO4+4MnSO4+ 6H2O+5O2 C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 在试管中加入几粒氯酸钾晶体，加入几毫升水，再用镊子夹取几小粒白磷放入到试管中，待白磷到达底部与氯酸钾混合，再用较长的玻璃滴管吸取浓硫酸少许，加注到氯酸钾和白磷的混合物中，这时观察水中有火光发生（见右图）。 当加入了浓硫酸时，浓硫酸与氯酸钾作用生成氯酸，氯酸不稳定，分解放出氧气。白磷与氧气反应而燃烧，反应剧烈，在水中观察到火光放射。磷被氧化生成五氧化二磷，五氧化二磷与水作用生成磷酸。 KClO3+H2SO4=KHSO4+HClO3 26HClO3=10HClO4+8H2O+15O2+8Cl2 4P+5O2=2P2O5 2P2O5+3H2O=2H3PO4 （1）紫甘蓝指示剂制