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高中化学创新实验中提高学生科学素养的实践研究


实验 研 究 

高中化学创 新实验 中提高学生科学素养的实践研 究 
洪燕 芬 
( 东师 范大 学 第二 附属 中学 ,上 海 华 2 10) 023  

摘要 : 针对化 学实 验 中蕴含 着许 多科学 素养 的教育 内容 , 三个方 面阐述 了 学创新 实验 教学 与科 学素养 提升 的关 系, 实例 , 从 化 结合  
提 出了提 高学生科 学 素养 的化学 实验 教学 策略 。   关键 词 : 创新 实验 ; 学素 养 ; 科 化学 实验 教学 ; 学 D Y实 验  科 I

文章 编 号 : 0 5 6 2 (0 2 — 0 9 0   10 — 6 92 1) 0 4 — 4 7

中 图分 类号 : 6 38 G 3.  

文献 标 识 码 :   B

科 学 素养 是化 学学科 最重 要的德 育点 之一, 它包  含着科学本质精神的众多层面。 0 1 我校建成 的化  2 1 年, 学创新实验 室为科学 素养 的培养搭 建了一个崭新而又 

案等的创新; 实验 教学 的创新, 体现在实验教学的设 计、   实施与评 价等方面; 从学生认知角度来讲, 实验 理解方 

式的创新 , 表现在学生个体对实验现象 的敏锐性 、 实验 
结果 的理解力等; 实验行为 的创新, 现在学生 主导下  体 的实验设计与实验 过程 等。   化学创新实验 的研究与发掘 , 必须突破陈规, 勤于  探究和思考, 勇于提 出疑问, 并借助实验手段来解 决问  题。 可见 , 中学教 师积极创设化学创新 实验平台, 提  是 升学生科学素养 的有效途径和方法。 同样 , 一个具 有良 

重要 的平台。 笔者结合多年的教学经验, 在高中化学实 
验 的创新教学 中, 如何提高学生的科学素养方 面进行了 


些实践和思考。  
1 缘起   

据调查, 目 的化学实验教学 中, 在 前 出现几个新 的  “ 多与少” 视频动画实验 多, : 现场 动手操作 实验少 ;   照本照做 实验 多, 大胆创新 实验 少; 验证 性实验多, 探  究性和应用性实验少 ; 这些 “ 多与少” 直接导致 的结果  是: 学生对化学 实验的好奇心逐渐缺失 。 长久 以往 , 会  使学 生对科 学实验 的本质理 解出现偏差 , 科学素养就  会 明显下 降。 作为高中化 学教育工作者, 如何在 “ 以学  生为本 , 一切 为了学生 的发展”育人 理念 指引下, 根据  学 校学生 实际情况 , 在化学创新 实验教学 中努力提高  学生的科学素质, 是我们必须面对的重大课 题。  
2 化学创新实验与科学素养 的提升 

好科学素养 的学生, 对化学实验会有浓厚 的钻研兴趣 ,  
对化学 学科 的理解 会更深 刻与宽 厚。 总之 , 化学 实验  教学与科学 素养 培养 , 在一定程 度上是 “ 中有我 、 你 我 
中有你”  。

下 面, 三个方 面阐述化学创 新实验与科学 素养  从 提升的关 系。   21 化学创新 实验 是科 学知识综合应用的最佳平  .  
台 

通 过化学创新实 验, 不但使学 生掌 握和巩 固更多  的课堂 知识 , 扩大了知识面, 而且拓展了学 生的思 维,   让学生深切地感受 到了知识 的实用性。 因此 , 化学创新  实验是科学知识综 合应用 的最佳 平台。  
例 如, 复习二 氧化硫 的性质 时, 在 一般的教 师只用 

对于科学 素养 的基 本标 准, 目前 国际上通行 的阐  释为: 一是 对科学 知识达 到基本理解 与应用 的程度 ;  
二是对科 学研 究的过程和方 法达到基本 的了解程度 ;   三是对 科学 、 技术 、 社会 的相互关 系达 到基本 的了解程 

度 L 可见, 学素养 的核心 内容 是科学知识 , 1 1 。 科 科学 过 

化学反应方程 式来复习它的还原性 、 氧化性、 白性 。 漂  
我们针对理 科拓展选修 的同学, 设计了不 同的实验: 用  小针筒为容器来制备二氧化硫 , 并进行系列性质实验,   简单又环保 ; 用点滴板和大培养皿设置一个小型气室,  

程与方法, 科学态度与价值 观。 而化学课程对 提高学生 
的科学 素养 、 促进 学生全面素质发 展有着不可替代 的 
作用  。   在化学教学中, 化学实验对于学生知识 的获得 、 技 

制备二氧化硫并进 行性 质鉴定 。 这样 的创新实验 , 让学 
生对化学学科知识 的掌握与应用得心应手, 难以忘怀。  

能 的培养 、 科学 方法 的学 习和科学 态度的形成起着 重  要的作用。 与一般 的化学实验相 比, 化学创新实验的特  点可概括为: 新颖性、 探究性 、 保性 和趣 味性 『 从中 环 3 l 。   学教学的角度来讲, 化学实验 的创新点主要 体现为: 实 

22 化学创新 实验教 学是科 学思维方法培养的有  .  
效 途径 

实验是培 养学生技能 和智 能的过程。 传统 的教学  方 法对于化学实验 大多是 “ 葫芦 画瓢” 而未能充分发  ,
49  

验本身的创新, 包括 实验 反应条件 、 实验装 置、 实验方 

万方数据

化 学教 学  2 1 0 2年 第 7期 

实验 研 究 
挥学生的主观能动性。 要真正培养学生创造质 疑、 勇于  探索, 即使 对那些早 已成为定论的事物, 也要从不同角  度和侧 面进行重新审视 , 以不断完善和发展。 在创新实  验活 动的参与中, 学生通过 专家报告、 阅资 料 、 查 自主  实验, 使他们的科学探 究方法 和科 学思 维方 式得到不 
断地启迪与完善。   常态的化学实验 主要包 括教师演示实验和学生实  验两部分。 这些实验是 以教师讲解, 学生观察和动手为 

主。 为改变 “ 照方抓药 ” 的传统做 法, 式 笔者在实验 教 
学中, 潜心挖掘每一个 实验 的创新点, 探索替代实验和 
微型绿色实验 , 巧妙运用多种现代技术资源, 更大限度 

达到实验 教学 的目的。   例如 : 乙醇 的催化 氧化实验 ; 教材上 用铜丝 、 酒精  灯与试 管等仪器进行操作, 比较 适合做学生实验。 笔者 
在课 堂教学 时, 用粗 的螺旋 型铜丝搁在 装有无 水酒  改

例如 : 在讲解金属 活动性顺序时, 计钠与水 、 设 钾  与水反应的对 比实验。 首先教 师示范钾与水反应实验,  
然后让 学生提 出钠 与水反应 的假设 , 由学生 自 上  并 愿

来演示。 这个 过程 中, 在 教师 引导, 学生观 察, 体验 并  讨论 形成科 学的列表法, 比较两者的异 同, 根据结果分 

精的大烧杯 中, 点燃酒精 , 放在讲 台上 , 教师走 到学生  中间, 与学 生一起 观察非常明显的 “ 忽明忽 暗”的实验  现象。 这样 的改 进, 更具操作性 与可观性 , 而且师生可 
以交流 , 能倾听学生 的反映, 并能不时地引发学生思考 

析活动性 的顺序, 最后鼓励学生提出其他疑问, 进行大 
胆 预测并动 手实验。 如学生 问为什么两者现 象有所 不  同?如何进 一步证 明产 物? 若把钠 放 入硫 酸铜 溶液 中   能否把铜置 换出来 , 等等。 过这样 的实验 , 通 诱发 、 拓 
宽、 化学生所 获得 化学知识 , 深 并能及 时、 主动 、 积极 

“ 为什么 自动变化 ? 为什么烧过 的铜 丝表面会 有不  ”“
同的颜色”   等。

又如: 01 2 1 年上海高考化学卷第 6 , 题 是关于物质 
分离的几种实验装置 的选择题 , 让学生有些为难 。 主要  原因是 : 时教学时所用 的碘 升华实验 装置 是封 密性  平

地 把所 学到的知识转化 为解决实 际问题 的能力, 使学  生对学科思维更加系统化、 灵活化和创新化。  

2 化学创新 实验是科 学精神培养的主阵地  . 3 科学精神是科 学所具 有 的优秀传 统 , 科学赖以  是
生存发展 的生命 线。 的内涵十分 丰富, 它 主要为: 学  科 的本质观 、 学真理 的实践 观 、 科 独立精 神与和谐创 造 
观。  

的 “” T 型管, 这是从环保角度而设计 的一种新的装置;   而 B选项 的碘升 华实验 装置, 老教材通行 的实验装  是 置, 学生感到十分的陌生。 这说 明教师在平时的实验教  学时, 不应纯粹为一 个概念 或原理 而做验证性实验。 如  果 教师把创 新的基础加 以分解 与应用 , 采用科学 比较 
的方 法, 对实验进行深人 的探究 , 甚至补充一些最基础 

背离科学精神, 必然会 酿成 悲剧。“ 为什么有 的人 
会相 信有包 治百病 的灵丹妙药? 为什么会 出现苏丹  ”“

的实验, 以溯源和启迪, 加 学生不 至于感 到为难 , 这样  做也是一种科 学探究和教学创新 的策略。   要真正做 到常态化学实验教学的创新化和系列化 ,   需 要备课 组和教研 组教师们 的集 体智慧 , 协同开发化  学创新 实验, 这样 才能更好地 完善学生科 学素质培养  的体系。  
32 拓 展 实验探 究开放 化  .

红事 件? 为 什么会 出现 三聚氰胺 事件 ? 这些悲 剧  ”“ ” 的发生, 一些专业 人员缺乏最起码 的科学精神 , 不能不 
说是 一个重要的原 因。目前, 社会上有些人对化学 的印 

象不太 好, 到化 学就想 到腐 蚀 、 提 爆炸 、 有毒、 污染 环 
境 , 为中学化 学教 师在教学 中必须让 学生懂得化 学  作

的真正价值 : 它是为人类造福 的科学, 给人类带来进步,  
带来现代文明, 同时也让学生懂得化学物质的两 面I。 生 

开放性 是科学探 究 的一个 重要特征 , 包含选 择探 
究 问题 的开放性、 探究过 程的开放性和探 究结果 的开  放性。 而增强化学实验 内容 的开放性 , 让学生放 眼课本 

例如: 讲苯酚性质 的时候 , 展示五官科医院专配的  苯酚滴耳 液, 学生充分理解物质 的两面性。 让 又如 , 在 
氢 氧化钠 与酚酞 的显色反 应实验 中, 有意识 采用 不同 

外, 到生活 中寻找 、 发现 问题并进行科 学探究活 动, 是  通 过化 学实验 培养科 学探究 能力的关键 。 0 7 , 2 0 年 我 

浓度的氢氧化钠 溶液, 让学生根据事实来 陈述现象 , 如  有变红的, 有变红又褪色的, 从而培养学生求真的科 学 
精神。  

校编著 了《 拓展实验 ( 学生选做 ) , 供 》 内容 都是一 些与 
生活密切相关的系列拓展实验, 作为学生开展开放性实 
验 的素材。  

创新实验 的开发过程本身也是一个科学研 究的求  真过程, 在此过程 中帮助学生掌握科学的研究 方法, 培  养严谨 的科学态度 , 树立 正确 的科学价值 观和科学 的  本质 观, 不做与科学精神相违背的愚 昧的事情。  
3 提高学生科学素养的化学实验教学策略  31 常态实验教学创新化  .
5  0

例 如: 4消毒液 的漂白、 8 消毒效果 的探究 , 二附中  小池塘的水质定性分析等 等, 在学校实验室, 家庭小作 

坊, 都可 以进行 开放性 的探究。 这个过 程中, 在 学生学 
会了用化学视角观察生活, 还可 以进一步发现 问题 、 提  出假设、 设计新 的实验 等进行科 学探究 活动。 另外, 在 
化 学教 学  2 1 0 2年 第 7期 

万方数据

实 验 研 究 
开放 实验过 程 中, 生还可 以发现 其他一些 研究价值  学
和实用价值课 题, 师可 以帮助或指导学 生完成小课  教
题 研究。 近几年的科 技创新活动中, 与化学相关 的学生 

硫酸 , 后滴加 2滴亚硫 酸钠溶液 , 再滴 2 滴淀粉溶液,  
观察实验现象 。   () 2 用硫代 硫酸钠 溶液代替亚硫 酸钠溶液 , 重复 

课 题研究取得了较好 的成绩。   通过实践表 明, 化学 实验教学只有贴近生活 、 贴近  社会 , 向生活和社会开放, 才能使学生真正感受到化学  对生活、 社会 的价 值, 对 从而增强学生 的探究欲望 , 发 
挥学生探究的主动性 。  

步骤 ( ) 1 的操作 , 观察 实验现象 。  
() 3 用氯化亚铁溶液和盐酸代替, 重复步骤 ( ) 1 的  操作 。 若气温偏低时, 稍作加热 , 观察 实验现象 。   建议 : 用纯净 的 N C 作对照实验。 a1  
[ 结果分析 】   1实验现象  .

案例 1 加碘食盐 中碘元 素的检验  ( 由笔者设 计)  
『 问题 提出 ]  

() 1 加碘食盐 白色洁净 , 紫黑色固体 ; 无 加热无紫  红色 的烟; 淀粉溶液没有变色。   () 2 往加碘食 盐中加入氧化剂后加 淀粉溶 液, 没 
有显蓝色 , 见表 1 。  
表 1 加碘 食盐 和不 同氧化剂混合后 加淀 粉的显 色情况  氧化剂  表 面皿 1   表 面皿 2   表面皿 3   高锰 酸钾  重铬 酸钾  碘酸 钾  显色 隋况  表面 紫红色 , 不显蓝 色  但 表面橙 红色 , 不显蓝 色  但 无 明显现 象 , 不显 蓝 色 

市场上有许多种加碘食 盐, 市售 “ 碘盐” 是不是真  的含有碘? 如果 是, 碘的存在形式又是怎样的呢?为什  么国家规定有些地方必需食用含碘盐?日 常生活 中食用  的加碘盐是 否合格? 带着这些问题 , 学生不妨做个探究 
实验 。   [ 知识背景 】  

碘单质能使淀粉变蓝 , 但碘离子不能使淀粉变蓝 ,  
所 以, 与淀粉 的显色 反应可 以定性检验碘 单质 的存  碘 在, 从而证 明碘元素的存在 。 对于碘元素所组成 的不同 
物质 的检验方法如下:  

() 3 往加碘食 盐中加入还原 剂后加淀粉溶 液, 显  蓝色 , 见表 2  。
表 2 加碘 食 盐和不 同还 原剂混合 后加淀 粉的显 色情况  还原 剂  表 面皿 4   表 面皿 5   表面皿 6   表面皿 7   硫代 硫 酸钠  亚硫 酸钠  碘化 钾  氯化 亚铁   显管 隋况  显 蓝色  显 蓝色  显 蓝色  显 蓝色 

① 单质: 用淀粉溶 液可直接检验 食盐 中是 否有碘 
单质。  

② 碘化物: 选择如高锰 酸钾、 重铬 酸钾 、 碘酸钾等  氧化剂, 然后用淀粉溶液检验是否有碘单质生成。 并可 
用碘化钾溶液与氧化剂反应后, 滴加淀粉溶液, 作对 比  实验 。  
③碘酸物: 选择如亚硫 酸钠 、 硫代硫酸钠 、 碘离子、  

2 实验结论与解释  .

亚铁 离子 等还原剂 , 然后用淀粉溶液 检验是否 有碘单  质生 成。 并可用碘酸钾溶液与还原剂反应后, 滴加淀粉 
溶液 , 作对比实验。   【 实验过程 】  


() 过实验 观察可知 , 碘食盐 中肯定 没有 碘  1通 加 单质存在 。 碘单质有毒, 不能作为食品添加剂 。   () 2 由表 1 的结果可以推断, 加碘食盐中没有还原  性 的碘化 物存在 。   () 3 由表 2的结果可以推断, 加碘食盐 中含有氧化 
性 的碘酸盐。   结论: 加碘食 盐中含有碘成分, 以碘 酸盐的形式  并 存在 。   [ 拓展和讨论 ] 略 ) (   3 科 学 DI 实验趣味化  . 3 Y



实验用品: 略) (  

二、 操作步骤 :   实验 1 检验加碘食盐中是否含碘单质  :

观 察市售 加碘食 盐 , 取少量加碘食 盐置 于表面皿  中, 滴加淀粉溶液, 观察实验现象 。  
实验 2 检验加碘食盐中是否含碘化物  :

() 1 取两 药匙加 碘食 盐 置于表 面皿中, 几滴 稀  滴 硫酸酸化, 后滴加 2 高锰酸钾溶液, 滴 再滴 2 滴淀粉溶  液, 观察 实验现象 。  

化学趣 味实验可以让 学生通过 观察 生动、 有趣 的  化学反应现象体 验到化学 学科 的奥 秘, 培养 学习化 学  的兴趣 , 从而激发科学探究的愿望 。 通过创设科 学 D Y I  ( o t ore 的缩写, D    usl IY f 意思是 自 己动手做 ) 系列活动,  

() 2 用重铬酸钾和碘酸钾溶液代替高锰酸钾溶液,  
重复步骤 ( ) 1 的操作, 观察实验现象。   实验 3 检验加碘食盐 中是 否含碘酸盐  : () 1 取两药匙 加碘食盐 置 于表面皿中, 几滴稀  滴
化 学 教 学  万方数据 21 0 2年 第 7期 

旨在培养 同学们 的动手能力, 提升学生的科学素养。  
我校 自2 0 0 8年推出第一期 的 “ 科学 D Y实验” I 以  来, 已有 5 0多期 , 与学生达 2 0 参 0 0多人 , 受学生的  深

实 验 研 究 
欢 迎。 于科 学 D Y实验来说 , 重要是将 实验设 计  对 I 最 趣 味化 和系列化 , 有足够的吸引力, 促使学生发 自内心  地投入 此项活动中, 并得到较多 的收获。   案例 2 化学 D Y实验一一 可燃 的 “ I 冰块”( 笔者  为指导教师 )  
『 问题 提 出 1  

() 2 滴上几滴浓硫酸 , 用玻璃棒 搅拌均匀, 蘸有这  种 混合物 的玻璃棒 , 就是一个不易察觉的小火把 。   实验 3 点燃 “ : 冰块 ”  
用上述玻璃棒轻轻往 “ 冰块” 上一触,“ 冰块” 马上 

就会燃烧起来 , 并发 出蓝色火焰。  

三、 操作建议 (   略)
4 小 结 

广告语 :“ 你想 知道 ‘ 能燃烧 吗? 你想做 一  冰’ ”“ 个会点火 的魔棒吗? 在餐桌上 , ” 人们经常看到服务员 

综 上所述 , 学创 新实验 为培 养学生 的科学素 质  化 提 供了很好 的平台和契机 , 具有得天独厚的优势。 建  搭 多种系列化学创新实验, 完善科 学素养培养体系, 这对  创新型人才 的培养必 将起 到较大的推动作用。   随着 自然科 学 的发展 , 学 已成为高科 技发 展 的  化
强大支柱之?。 面对世界科技飞速发展的挑 战, 面临新 

点燃 一种 固体 , 作为加热菜 肴的热源。 它无色 透明 ( 也  有彩色 的) 这种 固体怎 么能点燃? 。 更使人惊奇 的是 ,  
人们可以不用火柴和打火机 , 只要用玻璃棒轻轻一点,   ‘ 冰块 ’ 就立 刻地燃 烧起 来。同学们 往往对 这样 的实 
验 有 探究 的兴 趣 。  

[ 知识背景 ]  

课 程改革 的需要, 学教 师 自身必须培 养和提 高适应  化 未来生存 和发展 所必备 的科 学素养。 在化 学创新实验 
课 程体系 的开发与完 善 中, 迫切需要具 有 较强创 新意  识 和科 学前瞻性 教 师的积极 投入 , 以及学 生的共 同参  与。 诚然 , 新 实验 的多元 评 价系统还 需要 更好 的研  创

这块透 明的固体其实是一种胶状的固体酒精。  
这根 点火 的 “ 魔棒” 其 实是涂了含有氧化性很强  , 的七氧化二锰 的棕色油状液体 。  
[ 实验过程 ]  




实验用品 (   略)

究, 实验室环境与资源还需充分挖掘与整合, 这样才能  使 高中生 的科 学素养培 养体系得 到进一 步的保 障, 科 
学素养得到更大 的提升。  
参考文献:  
[ M ie  D. o r  ce t i u d r a dn  ftep bi 1 】 l r   T wadasinic n es n igo   u l  l J f  t h c u drtn igo  inea dtc n lg [ . u l   d rtn igo  n es dn  fce c n  eh oo yJ P bi un es dn  f a s ] c a Sin e 19 ,( ) 2  ̄ 6 ce c,9 2 1 : 2 2 .  

二、 操作步骤  实验 1 冰块”的制作  :“ () 1 在烧杯 中加 入 2   L蒸馏水 , 0m 再加 入适量醋 
酸钙, 制备醋酸钙饱和溶液。  

( ) 大 烧 杯 中加 入 8   2在 0mL酒 精 , 慢慢 加 入  再
1  L饱和醋酸钙溶液 , 5m 用玻璃棒不断搅拌 , 烧杯 中的 

物质 开始时出现浑浊 , 继而变稠并不再 流动, 最后成 为 
凝胶状。  

【 中华人民共和国教育部制订 普通高中化学课 程标 准 ( 2 】 实验)  
[]北京: 民教育出版社 , 0 3 s 人 2 0.   [ 王祖浩, 3 1 王程 杰  中学化 学创新实验 [ . M】桂林: 广西教育出版 
社 , 0 :3   20 7 2

( ) 出胶冻 , 3取 捏成球状 , 放在蒸发皿中。  
实验 2 魔棒” :“ 的制作 

() 1 在研 钵中倒上 12 粒高锰 酸钾 固体 , ~小 轻轻 
地研成粉末。  



【1 晓文 华 东师大二附中拓展 实验 l 上海: 4何 J  . 华东师范大学出  
版 社 ,2 0 :8  ̄8   07 4 6






















































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【 I 埃 德加 ? 兰 著 陈一壮 译 复杂性 理论 与教 育问题 【 北京: 1 法】   J 莫 M 北京大学出版 社 , 0 4 1 ̄ 5 2 ̄ 5 2 0 :4 1, 4 2.   【 吴俊 明 “ 2 】 学案” 的基 本任 务、 制及其 他 『1 编 J 化学教 学, 0 1 1 : ~ . 2 1,( ) 3 5   () 6 来稿务 必另附联 系人 的电话 ( 或手机 ) E mal 以便我们及 时与您联 系。 、 ~ i , 有关稿 件审理情况可在本刊 网站 上查询 。   () 7 必要 时, 本刊对 来稿耍 作适 当的删 改 , 如不 同意删 改, 请在 来稿 时说 明。 务   ( ) 刊严禁一稿 多投 , 8本 严禁抄袭 。 一经发 现 , 将在 本-网站上予 以公 示。 f 1  
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万方数据

5‘ 2 

化 学教 学  2 2年 第 7期  Ol

高中化学创新实验中提高学生科学素养的实践研究
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 洪燕芬 华东师范大学第二附属中学,上海,201203 化学教学 Education In Chemistry 2012(7)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjx201207022.aspx


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