新型中學化學實驗室改革與創建

許文皓　羅明標

摘要 2016年是第十三個五年教育規劃的開局之年，教育改革已在全力推進，中學化學實驗也是教育改革的一部分，但在化學實驗改革的過程中，化學實驗室的改革卻沒有得到相應的重視。本文依據中學化學實驗的教育改革，提出了一些中學化學實驗室改革的建議，以促進中學化學“十三五”教育規劃的有效實施。

關鍵詞 中學化學實驗室 中學化學 化學實驗 實驗室改革

化學是以實驗為基礎的學科，化學實驗是化學教學的基礎，在化學教學中有著不可替代的作用，而化學實驗的主要場所是化學實驗室，因此改革中學化學實驗室是保證中學化學教育改革順利實施的基礎條件，實驗室條件的好壞也對實驗教學的效果有直接影響。

在“十三五”教育規劃開局之年，深化中學化學教育改革，也要深化中學化學實驗室改革。隨著中學化學教育改革的大力推進，中學化學實驗部分也有很大的改革，而中學化學實驗室與教育改革前相比卻沒有明顯改善，這就抑制了新課程的實施進程。為了使化學實驗室更好地服務于中學化學課程改革，我們應根據中學化學實驗部分的改革內容，相應地對中學化學實驗室做出改革。

一、改革中學化學實驗室軟件和硬件的配置

1.中學化學實驗室的硬件配置

中學化學實驗室的硬件配置是中學化學實驗的基礎條件，只有中學化學實驗室的硬件配置達到了新課改的標準，中學化學實驗改革才能順利實施，中學化學教育改革才能水到渠成。所以中學化學教育改革應先改革完善中學化學實驗室的硬件設施，根據中學化學實驗內容的變動，在原有基礎上完善中學化學實驗室的硬件配置。根據新課程標準，需要改革完善的中學化學實驗室的硬件配置主要有實驗藥品、實驗儀器及實驗設備。

中學化學新課程標準對化學實驗提高了要求，同時也增多了學生的課外探究實驗。傳統的化學實驗室不能滿足新課改下的實驗要求，因此，各中學應加大對化學實驗室的投入，改革完善化學實驗室的硬件配置，供電到室、供水到桌、完善的排氣設備等要一應俱全，尤其是通風櫥設備務必要保障足夠的通風排氣量，同時要保證中學化學實驗室所要用到的化學藥品和化學儀等滿足新形勢下的標準。

在改革完善實驗儀器的過程中，應注意選用適當的儀器，不應追求高、精、尖。例如新教材中的探究實驗要用到紅外光譜儀和核磁共振儀等大型儀器，但也不必在中學就配備這類儀器。這類儀器不僅價格昂貴，而且利用率低，對工作環境的條件要求較高。在學生進行探究性學習時，可以聯系就近的高校或者相關研究單位進行測試。在改革完善中學化學實驗室的過程中應堅持“夠用、好用、實用”的原則，這是對實驗室的改革方向的最合理的詮釋。

2.中學化學實驗室的軟件配置

中學化學實驗室的軟件配置主要包括實驗室管理的規章制度和實驗員隊伍。完善中學化學實驗室管理的規章制度，是保障實驗室完善管理的基礎。化學實驗員有效實施實驗室的規章制度，是保障化學實驗室安全以及化學實驗教學順利進行的必備條件。

（1）改革完善中學化學實驗室管理的規章制度

在新課程標準下，中學化學實驗中的化學藥品及器材種類更加繁多，在化學實驗教學過程中也會出現更多的化學藥品和器材的損耗，所以改革完善化學實驗室教學管理工作和化學設備規章制度尤為重要。新生進入實驗室前，學校應對新生進行安全教育，做好“實驗室安全教育”課程，讓學生明確實驗室的規章制度，熟悉化學藥品的使用知識以及危險的應對辦法。在學生進入實驗室之前，教師應做好規章制度宣傳工作，在學生實驗過程中，教師要對學生進行明確的指導，規范學生的實驗行為，保障實驗安全有序地進行。

（2）改革完善中學化學實驗室的實驗員隊伍

中學化學實驗員通常會認為自己只是一個實驗室管理人員，自己的作用只是管理實驗室器材和藥品的。在新形勢下，學校應當改革完善中學化學實驗室的實驗員隊伍，配足專業的實驗教師并對實驗員進行安全和專業知識培訓，把實驗員的管理職責改為服務、指導、管理。保證實驗員能針對相應的化學實驗，做好藥品配置、試劑擺放和藥品回收等試驗工作。同時實驗員要對化學儀器設備以及藥品試劑使用做全面、及時的記錄，以保證儀器和藥品的使用效率，從而真正形成以實驗教學促進化學學科科學素養提高的局面。

二、創建新型中學化學實驗室

新課程標準要求學生在實驗過程中學會探究創新，這是對傳統實驗室的一種挑戰和考驗。要培養學生的科學探究能力和創新思維方式，教師應將傳統的實驗教學模式轉化為開放式的，根據不同的實驗內容，采用不同的教學手段，改革學生的實驗設計以及實驗室布局，從而滿足新課程對化學實驗教學的改革要求，推進教育規劃的大力實施。

1.創建探究創新型中學化學實驗室

新課程改革標準要求培養學生的科學素養，以加強學生的創新精神，促進學生全面發展。我國中學化學實驗一直都是以驗證性實驗為主，在新形勢下，化學課程改革提出中學化學實驗要更加注重探究性創新實驗。改革傳統的中學化學實驗室，開設探究型創新實驗室為學生科學探究提供必要條件，讓學生依據已有的化學知識根據自己的想法設計實驗內容，選擇實驗儀器和藥品，自行進行探究實驗。不僅使中學生熟悉掌握各種實驗儀器和設備的使用方法，而且響應了新課改培養學生的實驗技能、探究思維和創新能力的精神。

2.創建“綠色”中學化學實驗室

化學已經給人類的生存環境造成了許多負面影響，綠色化學理念是國內外化學課程改革的指導思想，綠色化學實驗就成了化學實驗的新趨勢，因此改革中學化學實驗室時應始終堅持綠色化學的理念。構造綠色化學實驗室可以通過推廣微型化學實驗來減少化學試劑的使用量、通過改進反應物來降低生成物的危害、通過對生成的“污染物”做有效處理來降低化學實驗對環境的污染。

（1）改革化學實驗，推廣微型中學化學實驗

改革化學實驗，發展微型化學實驗非常符合我國的國情。早在上世紀90年代，國際化學教學大會已經把微型實驗列為討論主題之一，美國的經典中學化學教材《現代化學》、《麥瑞爾化學》都編入了大量的微型化學實驗。我國也很早就開始關注微型化學實驗的引入和開發，微型化學實驗是實現化學實驗綠色化的有效途徑。在強調安全、環保和綠色化學意識的化學課程改革的大背景下，將微型化學實驗引入中學化學實驗課程中勢在必行。

（2）改革構造無污染中學化學實驗室

①探尋“綠色”原料替代有污染、有毒的試劑

無污染化學實驗室的最高標準是把污染從源頭上消除，所以在化學實驗中有毒以及存在污染或者會生成污染物的化學試劑，應選擇相應的“綠色”原料作為替代品來進行實驗，同時還要保證所用的“綠色”原料不會影響實驗效果。例如中學化學實驗室中，用雞蛋殼代替碳酸鈣與鹽酸反應制備二氧化碳；過氧化氫的分解實驗中，用生物活性酶——過氧化氫酶來代替二氧化錳，這樣就避免了二氧化錳這種固體強氧化劑對環境的較大污染，而且過氧化氫酶還能提高實驗的催化效率。

②合理處理“三廢”

構造“綠色”中學化學實驗室，要保障化學實驗室里有相應的環保措施，在化學實驗室里的環保問題主要是“三廢”的處理問題。“綠色化學”一直都是人們關注的問題，雖然中學化學實驗中產生的“三廢”看似很微量，但是對于環境的污染也是不可忽視的。

第一，中學化學實驗室“廢氣”處理。中學化學實驗雖然很多是在通風櫥中進行，但并沒有對實驗過程中所產生的“廢氣”進行有效處理就直接排放，這樣會對實驗室周圍的大氣造成污染。要防治中學化學實驗對環境造成的污染，中學化學實驗也要采取適當的方法對“廢氣”進行處理，如“燃燒法”“吸附法”“吸收法”等，所以在中學生進行化學實驗時，教師要讓學生熟悉“廢氣”處理的方法，保障“廢氣”排出前加以凈化，確保良好的實驗環境。

第二，中學化學實驗室“廢液”處理。中學化學實驗的“廢液”主要有兩類：一類是液態失效的化學試劑；另一類主要來源于學生分組實驗、學生探究實驗以及教師演示實驗。所以在中學化學實驗中，教師在實驗過程中要嚴格要求學生按量操作，盡量減少“廢液”產生。所產生的“廢液”要采取適當的方法加以分離回收，進行有效處理。實驗室處理“廢液”的方法有物理法和化學法。物理法主要是吸附、過濾、離子交換法等。如中學化學實驗室的有機廢液通常采用吸附處理，含有懸浮物的廢液通常用過濾法處理，含有重金屬離子、磷酸及有機酸、堿、鹽的廢液通常采用離子交換法處理。化學法主要利用沉淀、中和、氧化還原等方法將有毒物質進行轉化，在中學化學實驗中應根據污染物的不同性質選擇相應的方法。例如“酸性廢液”可以用“廢堿”中和后排放，含有“重金屬元素離子”的“廢液”可以用相應的能使其重金屬離子沉淀的“廢液”處理后再排放，含有“有機物”的“廢液”則可以用燃燒法處理。

第三，中學化學實驗室“廢渣”的處理。中學化學實驗中的“廢渣”主要是“金屬”“金屬氧化物”以及“沉淀物”，其中有一部分可以回收處理重復使用，不可重復使用的“無毒廢渣”應回收后對其采用定點深埋法處理，或交至相關處理部門。

3.創建數字化中學化學實驗室

數字化中學化學實驗室也可稱為虛擬中學化學實驗室。在中學化學實驗教學中，傳統的演示實驗只是對實驗現象的描述，但實驗現象是宏觀的而實驗原理是微觀的，在宏觀的實驗現象中提煉出微觀的實驗原理是傳統的演示實驗教學的重點和難點。數字化實驗教學能夠利用計算機將抽象的實驗原理直接展示給學生，讓學生在感性認識的基礎上結合具體實驗現象抽象出微觀實驗原理，可以有效提高教學效果。

改革構造數字化中學化學實驗室可以為開放、靈活的虛擬實驗提供平臺，還可以有效地解決傳統實驗室設備不足、實驗危險以及實驗受時間地點限制的問題。在保障學生安全的基礎上，還可以減少實驗室的環境污染。數字化中學化學實驗室是新課改下實驗室基本設備的補充。

化學實驗是中學生學習化學學科知識的重要載體，中學化學實驗可以幫助學生在了解實驗器械和設備的基礎上，更深一層地獲得正確的科學態度和科學方法。在提倡培養學生的實踐能力、創新意識和創新精神的新課改下，中學化學實驗有利于學生的知識、素質、能力協調發展。所以，在新課標下，中學化學教學要重視實驗，將實驗室作為中學化學教學的前沿陣地，中學化學實驗室的改革應始終與中學化學實驗教學改革一致。中學化學實驗室的改革能否有效地實施，關系著中學化學課程改革的成敗，同時也決定著中學生化學素養能否良好的形成。因此，在中學化學教學的課程改革之前，要全面遵循新課標的理念，科學嚴謹地改革中學化學實驗室，將中學化學實驗室變成學生實踐能力和創新能力培養的孵化園。

[責任編輯 郭振玲]