創新型實驗深入課堂的研究

方華威

【摘 要】高中創新型實驗包括對已有實驗藥品的改進，對實驗儀器的改進，實驗過程，思路，方法的創新，微型化，環保化設計，我們要把創新實驗引進課堂，要兼顧到知識點的滲透，同時提高對其他實驗的遷移及創新的能力，創新型實驗進入課堂，旨在探索什么樣的創新實驗可以進入課堂，同時，探索創新型實驗進入課堂后是否能提高學生的主動性、積極性和創造性，掌握思考問題，解決問題的辦法，在學習課內知識的同時能獲得更多的對創新元素的認識，福建省近幾年的考試說明明確表示學生應該了解并初步實踐化學實驗研究的一般過程，運用科學的方法，對化學現象提出科學合理的解釋。

【關鍵詞】創新實驗；課堂研究；課堂效果；改進原理

化學是一門以實驗為基礎的學科，國外已經逐步往實驗室推廣微型實驗儀器，可見國外對化學實驗創新的重視程度。國內包括高校對創新實驗的設計也十分重視，我市最近組織教師全員參加實驗培訓，對實驗的關注程度可見一斑。創新實驗著力培養學生的動手能力，創新精神。我們現階段的問題在于傳統實驗如何向創新實驗過渡，創新實驗如何進入課堂，進入課堂后效果怎樣？我們的目標就是讓學生思維更加開闊，不局限于課本，學到更多有關化學實驗可能出現的問題，也提高了學生設計實驗方案的能力。通過對創新型實驗的探究，創建課堂新模式，應用于實踐，提高學生動手能力，激發學生科學思維，培養學生設計實驗的能力，使學生成績得到提高，同時也提高教師的能力。

一、改進的實驗

（1）把電解氯化銅溶液實驗的改進，針對實驗藥品及裝置的改進，往微型化，污染小方面考慮。

蘇教版電解CuCl2溶液存在操作方法不便，藥品用量比較多，造成污染比較大等缺點，本人設計新的實驗裝置對該實驗進行改進，注重把常規化實驗往微型化實驗方向的改革，利用體積較小的V型管電解KI溶液，通過對實驗產物的檢驗來分析討論兩極的離子放電順序，實驗在3ml的V型管中進行，效果明顯，操作簡便，試劑節約。

（2）沉淀溶解平衡引進AgSCN，判斷平衡移動，更直觀更具體。

實驗一：取一支試管，向試管中加入10滴0.005mol·L-1 AgNO3 溶液，再向其中加入10滴0.005mol·L-1KSCN溶液，觀察實驗現象，然后繼續滴加2滴2mol·L-1Fe（NO3）3溶液，觀察實驗現象，進而判斷AgSCN是否少量溶解。

實驗二：在A，B，C三支試管中分別加入10滴0.005mol·L-1 AgNO3溶液及10滴0.005mol·L-1KSCN溶液，再各滴入2滴2mol·L-1Fe（NO3）3溶液，向A試管中加入2滴 3mol·L-1 AgNO3溶液，B試管中加入2滴3mol·L-1 KI溶液，C試管中加入2滴蒸餾水，觀察實驗現象，通過顏色變化判斷c（Ag+）對該平衡的影響。

通過以上兩個實驗，分析AgSCN是否溶解，以及其他離子對其沉淀溶解平衡的影響。

（3）鹽橋的改進，使鹽橋的制作更加簡單，洗滌更加方便，電池電流更加穩定持久。

利用條狀瓊脂溶解于水中，并加熱到一定程度，加入NaCl固體，然后利用針筒將瓊脂吸入Y形管，冷卻，最后用膠頭滴管向Y形管滴加氯化鈉溶液。

改進這些實驗應該具備科學，安全，可行，直觀，簡約的原則，其目的在于環保，便于操作，藥品用量少，它不單是把常規實驗簡單地進行簡化，縮量，其本質是實驗過程，思路，方法的創新，是符合我們化學新課程理念的，在情感態度價值觀方面可以提高學生的興趣，增加環保意識，是培養新一代創新型學生的必要的途徑。

二、創新實驗深入課堂理論依據

培養學生交流合作，共同提高的能力。近幾年高考題中越來越多得加入化學實驗創新元素而非平時課本實驗，題目新穎，使得平時成績較好同學在實驗題上頻頻失分，所以讓學生跳出平時的固定實驗內容，提高學生的實驗知識廣度及深度，對學生的高考也是有很大幫助。

三、創新實驗教學模式的構建

教師→設定實驗目標及所需試劑及儀器 →學生設計方案→教師評價方案→分組或演示實驗→觀察現象得出結論→ 教師授課知識點→學生反饋總結。

傳統課堂實驗，通過預習學生基本對現象有了一定的預知，對學生發散思維開發不利。改進實驗的目的在于將學生的知識進一步內化，學生不在局限于課本，形成創新意識。同時，可以激發學生改進實驗的樂趣。

四、創新實驗深入課堂思路及反思

本人以沉淀溶解平衡為例，進入課堂，發現問題并解決問題。

考慮到學生在實驗方案描述上，設計思路方面普遍存在不規范現象，以及教材中的問題解決要求書寫實驗方案，從而設計了兩個實驗。兩個實驗主要從顏色變化讓學生能夠直觀感受到沉淀溶解平衡及平衡移動，實驗本身難度不高，其實也可以設計分組的學生實驗，但是考慮到藥品量有限，本實驗只能用硝酸鐵，氯化鐵，硫酸鐵都能與銀離子反應生成沉淀，實驗現象會被破壞。第一個隨堂例題設計主要是承上啟下作用，一方面可以對剛學完的Ksp相關內容進行鞏固，另一方面為下面實驗做鋪墊，說明加I-，會與Ag+反應生成沉淀，Ag+濃度下降，也為下一節的沉淀轉化做準備。同時，導學案的展示是對導學案的充分利用，可以發現學生在預習過程中存在的疑問，對癥下藥。當把這些實驗引進課堂，學生在預習課本實驗的基礎上再進行新的實驗內容的補充，對知識點的理解會更深刻，對知識點的把握也會更全面。而且課堂其實可以以某個實驗為主要載體進行展開式教學，比如學習N的化合物的性質那節，可以利用創新實驗，分層次介紹N的一些化合物，包括污染防治，所以可以創新的地方還有很多方面，關鍵在于我們如何去挖掘，有哪些實驗可以改進，改進中設計哪些知識點，如何讓這些實驗能夠真正能進入課堂為學生所用，或者以什么方式呈現給學生，方方面面，需要老師們也動起手，多做實驗。

五、創新型實驗進入課堂評價

1.問卷調查

為了更好地分析創新型實驗進入課堂的效果，以及對學生的想法進行反饋，本人設計了學生的問卷調查，主要從以下幾個方面入手。

a.創新型實驗進入課堂的方式如何？

b.是否對成績提高有所幫助。

c.是否提高個人實驗改進能力。

d.如果是分組實驗，你覺得可行嗎？

e.平時是否關注過一些課本實驗的改進？

f.你會通過什么方式訓練自己的化學實驗思維創造性。

2.知識點測試

以沉淀溶解平衡知識點為例：

a.沉淀溶解動態平衡定義的理解；

b.外界條件對沉淀溶解平衡的影響；

c.Ksp的應用；

d.實驗方案的設計，結論的描述。

六、結論與啟示

創新型實驗進入課堂是課堂改革的一大嘗試，掌握了實驗原理的同時提高了動手能力，同時能提高學生在表達，設計方面的能力，當然，還有許多不足之處。

（1）覆蓋面需要拓展，對教師個人實驗素質及能力要求比較高，只能在探索中前行。

（2）改進實驗所需實驗儀器及藥品比較不常見，不一定能滿足所有實驗構思，且需要較多時間去試，濃度，量的控制需要很多時間。

（3）實驗進入課堂后，對學生掌握知識點的情況反饋需要細化，比如對實驗題的創新能力，對所學知識點的掌握程度等。

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注：本文系莆田市教育科學2016年度課題《新高考背景下創新型化學實驗深入課堂的研究》研究成果，課題編號JYKT16008。