化學實驗改進與創(chuàng)新的視角

劉麗麗 沈理明 韓 杰

（蘇州大學材料與化學化工學部江蘇蘇州215123）

化學實驗改進與創(chuàng)新的視角

劉麗麗 沈理明 韓 杰

（蘇州大學材料與化學化工學部江蘇蘇州215123）

本文闡述了中學化學實驗改進與創(chuàng)新可以從趣味化、生活化、探究化、可視化、綜合化等視角進行。

化學實驗；改進與創(chuàng)新；視角

以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一。化學實驗對全面提高學生的科學素養(yǎng)有著極為重要的作用。高中化學新課程標準提出化學教學要“突出化學學科特征，更好地發(fā)揮實驗的教育功能”。新課程實施以來，化學教師對實驗改進與創(chuàng)新的腳步更快，與化學教學相關的期刊中，涉及化學實驗的文獻資源非常豐富，以《化學教育》為例，2003-2009年期間“實驗教學與教具研制”的368篇論文，對實驗方案和裝置改進進行研究的有302篇，占總數(shù)的80%以上。筆者以為對化學實驗改進與創(chuàng)新有以下幾個視角。

一、注重趣味化

現(xiàn)代學習理論告訴我們：認知興趣是學習動機中最現(xiàn)實、最活躍的成分。化學實驗之所以能激發(fā)、調動學生的學習積極性，其主要原因就是化學實驗能給學生展現(xiàn)諸如顏色變化、氣體產(chǎn)生、燃燒等生動、新奇的化學現(xiàn)象，可以引起學生的直接興趣。過去我們在強調化學學科知識的科學性和嚴謹性時，往往把實驗設計得非常“嚴肅”、“規(guī)范”，實驗裝置必須選用標準的化學儀器，實驗藥品必須用指定的化學試劑……這種種約束導致過去的化學實驗顯得過于嚴謹。如果將教材中某些傳統(tǒng)的教學實驗設計成趣味實驗（以生動、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象來引發(fā)學生興趣的一類實驗［1］），對于激發(fā)和保持學生學習化學的興趣，拉近學生與化學的距離，具有重要的意義。

江蘇省特級教師張援教授用一朵紫色和另一朵紅色的百合花（稱為雙色百合花）做氯氣漂白實驗，增強了實驗的觀賞性。這種常在“魔術”中見到的現(xiàn)象，通過教師演示或者學生親自動手操作，以化學實驗的形式展現(xiàn)在學生面前，可以保持并提高學生做化學實驗的積極性，促進學生在“做實驗中”學化學。

二、注重生活化

化學是一門實踐性和應用性很強的科學，化學知識廣泛深刻的滲透進個人、社會生活的各個方面。因此，新課程標準要求“注重從學生已有的經(jīng)驗出發(fā)，讓他們在熟悉的生活情景中學化學”，幫助學生“從科學、技術和社會相互聯(lián)系的視角認識化學”，尤其是將化學實驗與生活實際相結合，在“化學中的生活”和“生活中的化學”的密切聯(lián)系中，讓學生發(fā)現(xiàn)化學知識在生活中的存在，加深學生對化學的認識和理解。

在《化學教學》2005年第7-8期發(fā)表的“市售果汁飲料中檸檬酸和維生素C的定量測定”［2］就充分體現(xiàn)了化學實驗的生活化。實驗選用生活中常見的幾種飲料作為實驗藥品，以已有的化學基礎知識為指導，設計實驗方案，測定各種果汁中檸檬酸和維生素C的含量。通過實驗，學生不僅能夠了解到每種果汁的營養(yǎng)價值，辨別每種果汁包裝上含量說明的真?zhèn)危贿€能在做實驗的過程中體驗科學探究的樂趣，發(fā)現(xiàn)化學知識在日常生活中的價值。

三、注重探究化

實驗是一種探究性活動，積極開展以實驗為基礎的教學活動對探究教學的實施具有重要意義。它不僅有助于學生充分發(fā)揮做實驗的主觀能動性，而且有助于落實培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的教學目標。化學實驗的探究化，是克服注入式教學弊端、有效開展生動活潑的化學實驗的一種重要理念。因此，現(xiàn)在對教材實驗改進的趨勢之一就是對現(xiàn)有實驗進行探究化的改進與創(chuàng)新。

比如在蘇教版（必修1）中，“鋁的鈍化”是在“觀察與思考”欄目中出現(xiàn)的，該實驗是一個側重于學生觀察的演示實驗。而在高中化學教學參考書（必修1）［3］中將其改成以學生探究為主對照實驗：取兩塊大小相同（2cm×3cm）且已經(jīng)除去表面氧化膜的鋁片，一塊鋁片用濃硝酸或濃硫酸處理，一塊未經(jīng)濃硝酸或濃硫酸處理，再把這兩塊鋁片同時浸入到硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象。通過對比，探究兩塊鋁片表面的不同，可以幫助學生更好的理解金屬的鈍化現(xiàn)象。

四、注重綠色化

新課程標準要求學生，“形成綠色化學的觀念，強化實驗安全意識”。綠色化學的著眼點是使污染消滅在生產(chǎn)的源頭，使整個生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝對環(huán)境不產(chǎn)生危害，即從根本上消除污染。因此，在化學實驗教學中要滲透綠色化學的思想，提高學生的環(huán)境保護意識，采用污染小、原子利用率高的實驗，同時也要加強廢舊試劑和物品的回收利用。

上世紀八十年代興起的微型化實驗就很好的體現(xiàn)了綠色化學的理念。它在保證實驗效果的前提下，對實驗進行重新設計與改進，不但對環(huán)境少污染甚至無污染，還可以節(jié)省費用、操作安全、節(jié)省實驗時間，也便于學生每人一套實驗儀器，親自動手做實驗。

“銅與濃硝酸反應的綠色微型化設計”［4］是一個經(jīng)過改進與創(chuàng)新的綠色微型化實驗。該實驗從綠色化學的理念出發(fā)，選用廢棄的空塑料眼藥瓶作為反應容器，并用活性炭吸附產(chǎn)生的二氧化氮氣體，將實驗微型化，并妥善處理了實驗尾氣。實驗不僅節(jié)約了成本，而且降低甚至消滅了污染，操作簡單，非常適合學生自己操作，對學生化學探究能力的提高具有促進意義。

五、注重可視化

我國著名科學家錢學森曾說過，“未來教育=人腦+計算機+網(wǎng)絡”［5］。在《基礎教育課程改革綱要（試行）》中也明確提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學內(nèi)容呈現(xiàn)方式、學生學習方式、教師教學方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢，為學生的學習和發(fā)展提供更加廣闊的教育環(huán)境和有力的學習工具”。隨著信息技術的發(fā)展，由信息技術與化學教學整合特別是與化學實驗教學的整合，已經(jīng)成為一個重要的發(fā)展趨勢。通過視頻剪輯技術或動畫模擬技術來演示化學實驗，不僅可以使某些不易在教室進行的實驗情景真實展現(xiàn)，使教學內(nèi)容形象化、直觀化，還可以實現(xiàn)教學的最優(yōu)化，有效提高學生的信息素養(yǎng)和課程素養(yǎng)。一般而言，以下是一些適合用計算機視頻技術或動畫技術來演示的實驗種類（見表1）［6］：

表1 適用視頻技術或動畫模擬的實驗種類

但是要注意，化學是一門以實驗為基礎的學科，不能利用計算機視頻或動畫模擬實驗過程和現(xiàn)象來代替做所有化學實驗操作。而是要以化學實驗的教學目標為根本出發(fā)點，根據(jù)化學實驗教學內(nèi)容的特點、學生的實際以及學校的教學條件，選擇恰當?shù)募夹g手段，避免生硬的將信息技術與化學實驗整合。

六、注重綜合化

綜合實驗是指將一系列縱向相關或橫向相關的實驗組合在一起進行的實驗［7］，這對于提高實驗教學的效率有非常重要的意義。將不同反應組合，可以向學生提供豐富的感性知識，利于學生對不同反應進行比較、分析、歸納、綜合，加深對化學知識的理解和鞏固，促進學生的思維創(chuàng)新。

例如“銅與濃、稀硝酸反應裝置的組合設計”［8］，通過對兩個止水夾的控制，將銅與濃、稀硝酸反應的裝置科學合理地組合起來，不僅可以一次完成兩個實驗的操作，而且現(xiàn)象明顯、無污染，符合新課程理念中對化學實驗的要求。

化學實驗有助于激發(fā)學生學習化學的興趣，創(chuàng)設生動活潑的教學情景，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和價值觀。對中學化學實驗改進與創(chuàng)新的不懈努力，一定能使化學實驗在培養(yǎng)學生化學素養(yǎng)中發(fā)揮更大功能。

［1］劉知新.化學教學論［M］.北京：高等教育出版社，2004：179

［2］徐泓.市售果汁飲料中檸檬酸和維生素C的定量測定［J］.化學教學，2005，（7-8）：48-49

［3］王祖浩，吳星.高中化學教學參考書（必修1）［M］.南京：江蘇教育出版社，2007：69

［4］何曉燕.中學化學實驗綠色化設計的方法論研究［J］. 2004，（5）：31-33

［5］王后雄.新概念化學教學論［M］.北京：北京大學出版社，2009：90

［6］劉知新.化學教學論［M］.北京：高等教育出版社，2004：252

［7］沈理明.化學實驗教學與研究［M］.貴陽：貴州教育出版社，2004.23

［8］閆擁軍，諶楚漢.銅與濃、稀硝酸反應裝置的組合設計［J］.化學教育，2005，（9）：56.

1008-0546（2010）05-0071-02

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10.3969/j.issn.1008-0546.2010.05.028