陳偉雄 王換榮 李志方

針對高中化學(xué)定性、定量分析和制備等學(xué)生實驗，充分讓學(xué)生體會到化學(xué)的奇、真、美，有效地培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)素養(yǎng)，強化學(xué)生綠色化學(xué)理念和環(huán)保意識，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 分析和制備實驗對培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的影響

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，絕大部分內(nèi)容都依賴于化學(xué)實驗的展開。在實驗中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，注重他們的探索能力，在整個過程中培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維?；瘜W(xué)實驗最能體現(xiàn)出的是化學(xué)的“奇”“真”“美”，實驗中瞬息萬變的現(xiàn)象展示出生動的魅力和豐富的內(nèi)涵。在高中化學(xué)實驗中，分析實驗和制備實驗最能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實驗思維和規(guī)范的操作技能，通過優(yōu)化實驗設(shè)計，使學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ玫骄C合開發(fā)和提升。

2 化學(xué)實驗的設(shè)置與分類更趨生活化

新課程標準化學(xué)實驗的改革，一個重要的導(dǎo)向，就是朝著生活化的方向發(fā)展。這與先進的教育理念對人才的培養(yǎng)標準是一致的，在新課程標準中，更多的是探究和驗證實驗的現(xiàn)象和結(jié)論，并且選取的實驗選材廣泛，設(shè)計新穎，貼近生活，將化學(xué)變化原理寓于生活實際之中。如果能更好地將這些實驗進行改進，使實驗操作更簡單方便，現(xiàn)象更明顯，就更加能發(fā)揮實驗的動機功能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

2.1 定性分析實驗

比如，學(xué)生對生活常識中的“菠菜和豆腐不宜同時食用”的實驗探究。首先通過查閱教材和相關(guān)資料得知：1）制作豆腐時要加入石膏（主要成分是CaSO4），使蛋白質(zhì)膠體聚沉；2）菠菜中含有草酸、草酸鹽等成分；3）草酸是一種能溶于水的弱酸，在人體內(nèi)如果遇上鈣和鋅便生成草酸鈣和草酸鋅，往往不易被吸收而排出體外，而草酸鈣不溶于水和醋酸，也是結(jié)石的主要成分。此時，很順理的提出：“菠菜和豆腐同時食用有可能會產(chǎn)生人體不能吸收的沉淀物?！苯又梢栽O(shè)計實驗，如表1所示。

表1

通過實驗得出結(jié)論：菠菜和豆腐同食，可以生成不易被人體吸收的草酸鈣，同時影響了人體對鈣的吸收，影響到了人體的健康。那么如何食用菠菜呢？則可以繼續(xù)探究，將菠菜放于沸水中煮沸2分鐘，約有80%的草酸溶解到了水中，而其他營養(yǎng)成分基本沒有被破壞。

2.2 定量分析實驗

定量實驗是在定性實驗基礎(chǔ)上研究某些量及某些量間關(guān)系而展開的。從高中化學(xué)的角度來看，定量實驗可測量主要是固體或氣體的質(zhì)量、液體或氣體的體積以及反應(yīng)體系溫度等。

對于氣體質(zhì)量和氣體體積，一般無法直接用天平和量筒來測定，而要通過間接的方法來實現(xiàn)。1）氣體質(zhì)量測定主要有兩種方法：一是利用差量法，即通過測定反應(yīng)體系反應(yīng)前后質(zhì)量的差異，確定氣體的質(zhì)量；一是利用所測氣體的某些性質(zhì)（如酸堿性或溶解性），采用合適的吸收劑（如濃硫酸、堿石灰）來吸收，通過測量吸收裝置吸收前后質(zhì)量差，得到氣體的質(zhì)量。2）對于氣體體積的確定，一般也有兩種方法：一是通過上述方法測其質(zhì)量，在利用密度或氣體摩爾體積進行換算；二是對于無法采用上述方法確定其質(zhì)量的氣體，通常采用排水量氣法測量它們的體積，根據(jù)排出的水的體積來確定氣體的體積。

定量實驗必須盡可能減小實驗誤差、提高實驗精確度。通常采用的措施包括：1）根據(jù)實驗要求和條件精選精度比較高的計量儀器；2）準確規(guī)范實驗操作；3）重視測量實驗中的“恒量”操作和重復(fù)測量。在重復(fù)測量時，要確保兩次量之間的差異符合實驗要求，計算時取兩次以上可測量值之間的平均值；4）注意外界條件的影響等。

2.3 化學(xué)制備實驗

制備實驗則是在定性和定量分析實驗基礎(chǔ)上，對化學(xué)實驗的一個綜合應(yīng)用。比如,制備氫氧化亞鐵實驗觀察到的現(xiàn)象：產(chǎn)生的沉淀物只有瞬間的白色，很快就轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色。原因是產(chǎn)生的氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，很快就被進入其中的空氣所氧化而成為紅褐色的氫氧化鐵。該如何制備比較純凈的氫氧化亞鐵？通過實踐，可以通過控制生成的氫氧化亞鐵不與氧氣接觸，則可以保存較長的時間。然后設(shè)計實驗，如表2所示。

表2

3 化學(xué)實驗作用的不可替代性

3.1 拓寬學(xué)生思路，培養(yǎng)探究能力

實驗?zāi)芨纳茖W(xué)生的思維品質(zhì)，促進學(xué)生感知和理解事實材料，積極思維，形成公式、概念，教師應(yīng)該在實驗過程中積極引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生，使學(xué)生體驗實驗在化學(xué)學(xué)習(xí)中的價值，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗技能。

科學(xué)的實驗方法是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹匾侄?，是其他任何方法都不可替代的。結(jié)合新課程標準的研究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自選課題，使學(xué)生有機會有效利用學(xué)校的實驗室資源，對許多日常生活中的現(xiàn)象進行科學(xué)的實驗驗證和分析，并得出有效結(jié)論。

例如，對日常生活中香煙燃氣中煙堿和CO成分的定性分析（實驗裝置如圖1所示）通過實驗和探究，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，使學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰Φ玫接行У呐囵B(yǎng)和提升。

3.2 挖掘教師潛力，提升實驗技能

化學(xué)實驗設(shè)計是根據(jù)實驗內(nèi)容的目的和要求，運用相關(guān)的化學(xué)知識和操作技能,對實驗儀器、裝置和方法所進行的一種規(guī)劃，并通過實踐達到預(yù)期效果的過程。新課程增設(shè)了實驗方案設(shè)計課，開始在高中階段培養(yǎng)學(xué)生的綜合運用化學(xué)基本理論和基本實驗技能、獨立分析問題與解決實際問題的能力，目的是將學(xué)生從知識的接受型向知識的索取型轉(zhuǎn)化，同時，也是提高教師實驗操作和實驗設(shè)計等業(yè)務(wù)能力的重要途徑。

3.3 改進實驗過程，彰顯綠色化學(xué)

新課程在化學(xué)實驗設(shè)計中充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)新理念，實驗中所選用試劑、條件改進、實驗產(chǎn)物對環(huán)境的負面影響等都作了規(guī)定，要求在高中開設(shè)化學(xué)實驗設(shè)計時，首先要考慮到環(huán)境保護因素，做到既能減少化學(xué)實驗室對人與環(huán)境的污染，又能降低危險事故的發(fā)生幾率，減輕學(xué)生對操作化學(xué)實驗的恐懼感，還要有利于改變社會對化學(xué)科學(xué)的錯誤認識。

例如，學(xué)生對廢棄電池的綜合利用做了一個比較全面的調(diào)查和分析，并且通過實驗證明了他們的一些想法。通過日常生活中的一些小實驗和對實驗的改進，使學(xué)生更清楚地認識到環(huán)境保護需要從小事做起。

總之，化學(xué)實驗教學(xué)中，通過定性分析認識化學(xué)的奇（性質(zhì)），由定量分析得出化學(xué)的真（結(jié)構(gòu)），讓制備實驗完成化學(xué)的美（應(yīng)用），在實驗中既可以讓學(xué)生看到科學(xué)與生活的密切關(guān)系，也使學(xué)生學(xué)會科學(xué)研究物質(zhì)的一般規(guī)律，認識到科學(xué)不斷發(fā)展的基本規(guī)律。通過各類化學(xué)實驗，設(shè)置一系列的探究活動，既可以有效激發(fā)學(xué)生的探知興趣，又可以使學(xué)生重視探究過程，培養(yǎng)科學(xué)實驗?zāi)芰?，提高科學(xué)素養(yǎng)。

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