【摘 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)以及化學(xué)學(xué)科中極其關(guān)鍵與重要的組成部分。通過(guò)對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)的必要性，闡述化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的基本原則，并且以具體的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)案例進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)實(shí)驗(yàn)案例改進(jìn)前后的對(duì)比，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有更加簡(jiǎn)化的操作方式以及明顯的實(shí)驗(yàn)效果。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新 設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）35-0083-02

化學(xué)學(xué)科的形成源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科體系的本質(zhì)所在。通過(guò)不斷地進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，研究者不斷探索和拓展化學(xué)學(xué)科的研究領(lǐng)域，同時(shí)培養(yǎng)和提高自身的研究能力和思維能力。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科極其關(guān)鍵和重要的組成部分。在如今的化學(xué)教學(xué)中，尤其是在中學(xué)教學(xué)階段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠幫助初涉化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)點(diǎn)、鍛煉抽象思維能力。因此，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新探討與研究具有重要的教學(xué)意義。

一 中學(xué)階段化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的觀察和研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式仍然在課堂上占據(jù)主導(dǎo)地位，主要依賴于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的親自操作和講述，學(xué)生只是通過(guò)教師的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作明白了某個(gè)規(guī)律，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中并沒(méi)有充分地發(fā)揮自主思考能力，成為知識(shí)的灌輸對(duì)象。最終化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成與化學(xué)教學(xué)捆綁在一起的呆板的教學(xué)活動(dòng)。

為了更加準(zhǔn)確地掌握高中階段學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)興趣，以及了解學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的情況，張英波老師曾經(jīng)對(duì)某一學(xué)校的高二年級(jí)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，隨機(jī)挑選高二年級(jí)不同老師任教的、不同層次的9個(gè)班共400名學(xué)生參與問(wèn)卷調(diào)查，使調(diào)查具有一定的客觀性和代表性，隨后對(duì)調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果采用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)興趣方面，大部分學(xué)生停留在感知興趣和操作興趣的表面層次，在遭遇實(shí)驗(yàn)失敗或遇到異?，F(xiàn)象時(shí)，學(xué)生表現(xiàn)為探究興趣不會(huì)持久，在改進(jìn)裝置并使之微型化方面創(chuàng)造興趣明顯不足。隨后，分別對(duì)化學(xué)成績(jī)不同層次的學(xué)生以及不同性別的學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町愡M(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同化學(xué)成績(jī)和性別的學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ](méi)有顯著差異。目前來(lái)看，不論是成績(jī)較好還是成績(jī)較差，不論是男生還是女生，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的認(rèn)知在興趣感知、主動(dòng)思考、動(dòng)手實(shí)施三個(gè)層面均存在不足。

二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)的創(chuàng)新原則

1.理論與實(shí)際結(jié)合原則

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程中，一定要突出理論與實(shí)際相結(jié)合。首先，教師要充分注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程涉及的基本概念、原理要深入細(xì)致地分析，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到其對(duì)加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的重要性，為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作打下良好的理論基礎(chǔ);其次，學(xué)生在對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行充分的了解和學(xué)習(xí)后，對(duì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新進(jìn)行實(shí)踐操作，同時(shí)在操作過(guò)程中要注意發(fā)現(xiàn)是否存在新的問(wèn)題、新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等;最后，在老師的指導(dǎo)下對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行分析和總結(jié)。通過(guò)實(shí)踐對(duì)創(chuàng)新成果進(jìn)行檢驗(yàn)，感悟創(chuàng)新的價(jià)值，增強(qiáng)參與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的積極性，從而使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到發(fā)展和提高。

2.安全環(huán)保原則

由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的實(shí)驗(yàn)用品部分具有一定的危險(xiǎn)性，教師在實(shí)驗(yàn)之前必須向?qū)W生強(qiáng)調(diào)具有毒性、易燃、易爆、腐蝕性藥品的取用及保存，廢物的處理和藥品的回收等方面的規(guī)范行為，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重提高學(xué)生的安全意識(shí)，同時(shí)把環(huán)保理念作為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

3.效果與效益最優(yōu)化原則

對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新性改進(jìn)，一定要注意效果與效益最優(yōu)化原則。效果最優(yōu)化即通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，可以使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，實(shí)驗(yàn)速度更加快捷;效益最優(yōu)化即通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)可以降低實(shí)驗(yàn)的成本，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程從而減少實(shí)驗(yàn)誤差的概率，因此在改進(jìn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案中一定要注重改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的效果與效益是否已經(jīng)最優(yōu)化。

三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的案例

1.濁液和膠體中膠體粒子大小區(qū)分實(shí)驗(yàn)

在必修一膠體的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中，有濁液和膠體中膠體粒子的大小對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)前期的理論學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠辛艘欢ǖ牧私猓创藢?shí)驗(yàn)是為了證明濁液中膠體粒子大，膠體中膠體粒子小。

教材中，對(duì)Fe（OH）3膠體和泥水進(jìn)行過(guò)濾，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)裝置包括帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒、濾紙等，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中總共需要過(guò)濾兩次，通過(guò)兩次過(guò)濾實(shí)驗(yàn)來(lái)辨別濁液中和膠體中的膠體粒子大小，但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儀器笨重，操作麻煩。

在經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程只需要三張濾紙即可完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。具體操作過(guò)程：把三張濾紙疊放，用滴管吸取泥水滴在疊放的濾紙上。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在最上層濾紙上會(huì)有固體小顆粒，而第二層上對(duì)應(yīng)位置沒(méi)有固體顆粒，只是呈濕潤(rùn)狀。

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：濁液中的粒子不能透過(guò)濾紙。接下來(lái)，在濾紙的另一位置滴上幾滴Fe（OH）3紅褐色膠體，會(huì)看到在第二層甚至第三層濾紙的對(duì)應(yīng)位置都有紅褐色，說(shuō)明膠體中的膠體粒子透過(guò)了濾紙，從而驗(yàn)證了濁液中粒子比膠體中粒子大的事實(shí)。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)前后的對(duì)比可知，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中運(yùn)用到的實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)化了許多，操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，實(shí)驗(yàn)對(duì)比效果也更加明顯。

2.化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

在必修二中的化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)換章節(jié)中，通過(guò)對(duì)Ba（OH）2·8H2O+NH4CL的化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，證明該反應(yīng)過(guò)程吸收了熱量。

教材上的實(shí)驗(yàn)操作：將兩種晶體一起放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片上。在快速攪拌以后，提起燒杯可以發(fā)現(xiàn)玻璃片和燒杯底部粘在了一起，同時(shí)燒杯上的水滴變成了冰狀物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析可知，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中燒杯中的化學(xué)反應(yīng)吸收了大量熱量，從而使水滴結(jié)冰，因此也可以證明該實(shí)驗(yàn)為吸熱反應(yīng)。但是在實(shí)際操作當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，如果攪拌時(shí)燒杯有所滑動(dòng)，或者室溫較高，玻璃片與燒杯底部往往粘不起來(lái)，針對(duì)此問(wèn)題對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)。

改進(jìn)設(shè)計(jì)：將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中玻璃片上的水滴換成冰醋酸再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)將水滴換成冰醋酸后燒杯和玻璃片更加容易進(jìn)行黏合，因此實(shí)驗(yàn)效果更好，這是由于冰醋酸的熔點(diǎn)比水高（16.6℃），在吸熱的過(guò)程中更加容易結(jié)成冰狀物。因此，在很多實(shí)驗(yàn)中如果對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行稍加改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)難度會(huì)降低，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。

四 結(jié)語(yǔ)與建議

在中學(xué)的化學(xué)教學(xué)中，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作很好地培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中占據(jù)重要的地位。然而在目前的中學(xué)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)作用并沒(méi)有得到很好的發(fā)揮，因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)和教學(xué)中還具有相當(dāng)?shù)膭?chuàng)新優(yōu)化潛力。同時(shí)，隨著教育體制改革的不斷推進(jìn)，未來(lái)的化學(xué)教育體系會(huì)越來(lái)越注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，對(duì)廣大教育工作者會(huì)提出更高的要求，而未來(lái)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以挖掘課程資源為基礎(chǔ)，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)觀念、教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)五個(gè)方面為主要著眼點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)理論與設(shè)計(jì)創(chuàng)新，同時(shí)在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)學(xué)生的主導(dǎo)地位和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，如設(shè)計(jì)良好的探究式教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的探索欲望和創(chuàng)造能力，同時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生的各種發(fā)散性思維和想法，并在有條件的情況下一起進(jìn)行探究式活動(dòng)。相信通過(guò)老師和學(xué)生的共同努力，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)與教學(xué)上的創(chuàng)新發(fā)展必定能取得很好的成果。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕、汪二款〕