美国高中化学教材中的定量实验

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1、美国高中化学教材CHEMISTRY: Concepts and　Application中的定量实验摘要 定量实验是学生学习科学方法的重要途径。介绍了美国高中化学教材《化学:概念和应用》(CHEMISTRY;ConceptsandApplication)中的定量实验内容，以期为我国中学化学实验教学发展拓展思路，提供借鉴。　　化学实验教学作为化学教学中的重要组成部分，是培养学生科学素养的主要阵地。化学实验一般分为定性实验和定量实验，定性实验主要解决的是“有和无”、“是与否”的问题[1];定量实验是指为了深人了解物质和自然现象的量的特征，揭示各因素之间的数量关系，确定某些因素的数值等而进行的实验。定

2、量的学生实验以其特有的教学功能——是一种要求较高的探索活动，是学生获取知识、领悟科学思想、学习科学方法的重要途径[2]，必将在化学实验教学发展中受到越来越多的重视。美国最大的教育书籍出版集团——McGraw-Hill的Glencoe公司2005年出版的美国高中化学教材《化学：概念和应用)(CHEMISTRY：ConceptsandApplication)的实验体系纳人了大量的定量实验内容，本文对该教材中的定量实验设计特点做了初步研究。1“CHEMISTRY:ConceptsandApplication”教材简介   “CHEMISTRY:ConceptsandApplication”教材在整个

3、知识体系上是以化学学科的逻辑顺序编排，但在内容选取上重视知识与生活、社会的联系，全面渗透了STS思想；尤其是其实验内容的选取编排，充分体现了以培养科学素养为宗旨的新的化学教育目标。“CHEMISTRY:ConceptsandApplication”教材的实验内容以4个栏目的形式出现，分别为导航实验、实验室实验、微型实验、家庭实验，定量实验在各个栏目中均有分布。2“CHEMISTRY:ConceptsandApplication”中的定量实验2.1导航实验(LaunchLab)中的定量实验   该教材的导航实验安排在各个章节的开始部分，是学生在学习每一章新的概念的准备活动，通过提出生活中常见的问

4、题，启发学生思考，自然地导人该章新知识点。这些实验的设计，使学生能够从量的角度人手，考查实验现象，从而培养他们严谨的科学探究态度。比如“仅仅是气体变热了吗”这一实验。实验目的是研究“温度变化是怎样影响气球内气体的变化的”，该实验是让学生测量充满气体的气球的周长，记为L；再把该气球浸人盛有冰水混合物的桶内约15min，拿出气球，再测量其周长，记为Lp；比较Lp和L的大小；分析当温度升高时，气球内气体会发生怎样的变化。这个实验设计，操作非常简便，但是却能让学生参与测量，并根据有说服力的数据来得出结论。这大有“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的理论联系实际的科学精神。2.2微型实验(MiniLab)

5、中的定量实验   该教材中的微型实验是学生实验的主要方式之一，贯穿于教材的每个章节，且实验内容富有生活趣味性。例如“分子速率”实验，该实验让学生在分子扩散时间相同的条件下，通过测量分子扩散距离的大小，来比较分子速率的大小。取一洁净的直玻璃管，水平放置，在其左、右两端分别标记为A、B，再用两棉球棒分别蘸取浓氨水和盐酸，并同时把浓氨水和盐酸分别滴加在玻璃管的A处和B处，让学生注意观察玻璃管内生成的白色环烟状的氯化铵，记下其在玻璃管内的位置为O，用直尺测量OA与OB的大小。因为反应时间相同，比较OA与OB的大小即是盐酸分子与浓氨水分子扩散速率的大小。该实验设计思想比较新颖，另辟蹊径的介绍了分子速率的

6、知识点，把抽象的理论具体呈现在学生面前，培养学生运用化学及实验的基本理论和方法分析解决问题的能力，这对于培养学生的探究能力和创新意识是有益的。2.3实验室实验(ChemLab)中的定量实验   实验室实验是教材中课堂实验的主要内容，出现在每一个章节。实验室实验中的定量实验所占比例最大，约为26.1%。在定量化的实验室实验中，学生根据实验现象收集信息，处理数据，能够更好地把握知识概念的准确性。比如“金属的反应生成量与价电子的关系”，该实验用相等物质的量的金属镁和铝分别与过量的盐酸反应。用量筒利用排水集气法收集生成的氢气，待金属完全反应后，读取量筒内气体的体积数，比较哪种金属生成的气体体积多。通过

7、这个实验让学生思考:已知2种金属的价电子数，那么生成氢气的体积数之比与相应的金属价电子之比有何关系?化学反应中价电子与生成量的关系是个抽象的知识点，属于对微观领域的认识，不是通过视觉触觉能够直观理解的，通过“量”把几个抽象的概念联系起来，并且深人地分析它们之间的规律。另外，这个知识点也是设计习题的热点，一旦掌握了这个规律，“授之以鱼”远远不如“授之以渔”，将给学生在解答习题时带来莫大的帮助。2.4