劉麗麗 沈理明 韓 杰

（蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部江蘇蘇州215123）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的視角

劉麗麗 沈理明 韓 杰

（蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部江蘇蘇州215123）

本文闡述了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)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(jìn)行。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)與創(chuàng)新；視角

以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出化學(xué)教學(xué)要“突出化學(xué)學(xué)科特征，更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能”。新課程實(shí)施以來，化學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的腳步更快，與化學(xué)教學(xué)相關(guān)的期刊中，涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的文獻(xiàn)資源非常豐富，以《化學(xué)教育》為例，2003-2009年期間“實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教具研制”的368篇論文，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案和裝置改進(jìn)進(jìn)行研究的有302篇，占總數(shù)的80%以上。筆者以為對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新有以下幾個(gè)視角。

一、注重趣味化

現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論告訴我們：認(rèn)知興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最現(xiàn)實(shí)、最活躍的成分?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)之所以能激發(fā)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，其主要原因就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生展現(xiàn)諸如顏色變化、氣體產(chǎn)生、燃燒等生動(dòng)、新奇的化學(xué)現(xiàn)象，可以引起學(xué)生的直接興趣。過去我們?cè)趶?qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性時(shí)，往往把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得非?！皣?yán)肅”、“規(guī)范”，實(shí)驗(yàn)裝置必須選用標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)儀器，實(shí)驗(yàn)藥品必須用指定的化學(xué)試劑……這種種約束導(dǎo)致過去的化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯得過于嚴(yán)謹(jǐn)。如果將教材中某些傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成趣味實(shí)驗(yàn)（以生動(dòng)、鮮明、新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來引發(fā)學(xué)生興趣的一類實(shí)驗(yàn)［1］），對(duì)于激發(fā)和保持學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，拉近學(xué)生與化學(xué)的距離，具有重要的意義。

江蘇省特級(jí)教師張?jiān)淌谟靡欢渥仙土硪欢浼t色的百合花（稱為雙色百合花）做氯氣漂白實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的觀賞性。這種常在“魔術(shù)”中見到的現(xiàn)象，通過教師演示或者學(xué)生親自動(dòng)手操作，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，可以保持并提高學(xué)生做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，促進(jìn)學(xué)生在“做實(shí)驗(yàn)中”學(xué)化學(xué)。

二、注重生活化

化學(xué)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的科學(xué)，化學(xué)知識(shí)廣泛深刻的滲透進(jìn)個(gè)人、社會(huì)生活的各個(gè)方面。因此，新課程標(biāo)準(zhǔn)要求“注重從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，讓他們?cè)谑煜さ纳钋榫爸袑W(xué)化學(xué)”，幫助學(xué)生“從科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)相互聯(lián)系的視角認(rèn)識(shí)化學(xué)”，尤其是將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活實(shí)際相結(jié)合，在“化學(xué)中的生活”和“生活中的化學(xué)”的密切聯(lián)系中，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)在生活中的存在，加深學(xué)生對(duì)化學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解。

在《化學(xué)教學(xué)》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(xué)實(shí)驗(yàn)的生活化。實(shí)驗(yàn)選用生活中常見的幾種飲料作為實(shí)驗(yàn)藥品，以已有的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，測定各種果汁中檸檬酸和維生素C的含量。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能夠了解到每種果汁的營養(yǎng)價(jià)值，辨別每種果汁包裝上含量說明的真?zhèn)?；還能在做實(shí)驗(yàn)的過程中體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)在日常生活中的價(jià)值。

三、注重探究化

實(shí)驗(yàn)是一種探究性活動(dòng)，積極開展以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的教學(xué)活動(dòng)對(duì)探究教學(xué)的實(shí)施具有重要意義。它不僅有助于學(xué)生充分發(fā)揮做實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，而且有助于落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的探究化，是克服注入式教學(xué)弊端、有效開展生動(dòng)活潑的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種重要理念。因此，現(xiàn)在對(duì)教材實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的趨勢(shì)之一就是對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究化的改進(jìn)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(shí)驗(yàn)是一個(gè)側(cè)重于學(xué)生觀察的演示實(shí)驗(yàn)。而在高中化學(xué)教學(xué)參考書（必修1）［3］中將其改成以學(xué)生探究為主對(duì)照實(shí)驗(yàn)：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(shí)浸入到硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象。通過對(duì)比，探究兩塊鋁片表面的不同，可以幫助學(xué)生更好的理解金屬的鈍化現(xiàn)象。

四、注重綠色化

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生，“形成綠色化學(xué)的觀念，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)”。綠色化學(xué)的著眼點(diǎn)是使污染消滅在生產(chǎn)的源頭，使整個(gè)生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生危害，即從根本上消除污染。因此，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要滲透綠色化學(xué)的思想，提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，采用污染小、原子利用率高的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也要加強(qiáng)廢舊試劑和物品的回收利用。

上世紀(jì)八十年代興起的微型化實(shí)驗(yàn)就很好的體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。它在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與改進(jìn)，不但對(duì)環(huán)境少污染甚至無污染，還可以節(jié)省費(fèi)用、操作安全、節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，也便于學(xué)生每人一套實(shí)驗(yàn)儀器，親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。

“銅與濃硝酸反應(yīng)的綠色微型化設(shè)計(jì)”［4］是一個(gè)經(jīng)過改進(jìn)與創(chuàng)新的綠色微型化實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)從綠色化學(xué)的理念出發(fā)，選用廢棄的空塑料眼藥瓶作為反應(yīng)容器，并用活性炭吸附產(chǎn)生的二氧化氮?dú)怏w，將實(shí)驗(yàn)微型化，并妥善處理了實(shí)驗(yàn)尾氣。實(shí)驗(yàn)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(xué)生自己操作，對(duì)學(xué)生化學(xué)探究能力的提高具有促進(jìn)意義。

五、注重可視化

我國著名科學(xué)家錢學(xué)森曾說過，“未來教育=人腦+計(jì)算機(jī)+網(wǎng)絡(luò)”［5］。在《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中也明確提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、教師教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供更加廣闊的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，由信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合特別是與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合，已經(jīng)成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。通過視頻剪輯技術(shù)或動(dòng)畫模擬技術(shù)來演示化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以使某些不易在教室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)情景真實(shí)展現(xiàn)，使教學(xué)內(nèi)容形象化、直觀化，還可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的最優(yōu)化，有效提高學(xué)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(jì)算機(jī)視頻技術(shù)或動(dòng)畫技術(shù)來演示的實(shí)驗(yàn)種類（見表1）［6］：

表1 適用視頻技術(shù)或動(dòng)畫模擬的實(shí)驗(yàn)種類

但是要注意，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，不能利用計(jì)算機(jī)視頻或動(dòng)畫模擬實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象來代替做所有化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作。而是要以化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)為根本出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)、學(xué)生的實(shí)際以及學(xué)校的教學(xué)條件，選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，避免生硬的將信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合。

六、注重綜合化

綜合實(shí)驗(yàn)是指將一系列縱向相關(guān)或橫向相關(guān)的實(shí)驗(yàn)組合在一起進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)［7］，這對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率有非常重要的意義。將不同反應(yīng)組合，可以向?qū)W生提供豐富的感性知識(shí)，利于學(xué)生對(duì)不同反應(yīng)進(jìn)行比較、分析、歸納、綜合，加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和鞏固，促進(jìn)學(xué)生的思維創(chuàng)新。

例如“銅與濃、稀硝酸反應(yīng)裝置的組合設(shè)計(jì)”［8］，通過對(duì)兩個(gè)止水夾的控制，將銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的裝置科學(xué)合理地組合起來，不僅可以一次完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作，而且現(xiàn)象明顯、無污染，符合新課程理念中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情景，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的不懈努力，一定能使化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)中發(fā)揮更大功能。

［1］劉知新.化學(xué)教學(xué)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(xué)教學(xué)，2005，（7-8）：48-49

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

［4］何曉燕.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)的方法論研究［J］. 2004，（5）：31-33

［5］王后雄.新概念化學(xué)教學(xué)論［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2009：90

［6］劉知新.化學(xué)教學(xué)論［M］.北京：高等教育出版社，2004：252

［7］沈理明.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(yīng)裝置的組合設(shè)計(jì)［J］.化學(xué)教育，2005，（9）：56.

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