王乃麒

[摘? ?要]高中化學(xué)教材實(shí)驗(yàn)普遍有較大的改進(jìn)與創(chuàng)新空間，為了讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得“真知識(shí)”、體驗(yàn)“真探究”、收獲“真生成”，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)功能，提高實(shí)驗(yàn)效率，很有必要對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。通過具體案例展示，闡述以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性、創(chuàng)新性理念引領(lǐng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，整體考慮，突出關(guān)鍵，以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性為突破，充分挖掘?qū)嶒?yàn)的教學(xué)功能。

[關(guān)鍵詞]改進(jìn)創(chuàng)新;化學(xué)實(shí)驗(yàn);提高效率

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）02-0073-02

部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在不少化學(xué)教師的眼里無(wú)疑是“雞肋”一般的存在——做（食）之無(wú)味、棄之可惜，其中很重要的原因之一是這些實(shí)驗(yàn)缺乏科學(xué)性、探究性、簡(jiǎn)約性，為了讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得“真知識(shí)”、體驗(yàn)“真探究”、收獲“真生成”，真正在實(shí)驗(yàn)中“求真悟道”，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)功能，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)效率，很有必要對(duì)高中化學(xué)教材中的某些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。

高中化學(xué)教材實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生正確理解物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)概念及原理，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等方面意義重大。實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新不僅要考慮如何使實(shí)驗(yàn)效果更好，更要考慮實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)對(duì)學(xué)生理解物質(zhì)、概念、原理的促進(jìn)作用，進(jìn)而更好地啟迪學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和價(jià)值觀。

一、 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的原則

1.科學(xué)性原則

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新應(yīng)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)裝置的選擇、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作步驟等方面遵循科學(xué)性原則?？茖W(xué)性是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的基礎(chǔ)， 是確保實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性的前提。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的科學(xué)性應(yīng)特別突出實(shí)驗(yàn)的探究性，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中理解物質(zhì)性質(zhì)，形成化學(xué)概念，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)。

2.簡(jiǎn)約性原則

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新要重視實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)約性，在儀器藥品試劑的選擇上盡可能節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，在實(shí)驗(yàn)操作步驟的設(shè)計(jì)上盡可能簡(jiǎn)便操作，力求以最低的成本和最少的時(shí)間，獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)約性是提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)效率的關(guān)鍵。

3.直觀性原則

實(shí)驗(yàn)的直觀性是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新追求的主要目標(biāo)。直觀明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成功與否的重要判據(jù)，只有讓學(xué)生獲得直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，才能進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的直觀性還應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)的趣味性，讓實(shí)驗(yàn)更具吸引力，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情。

4.安全性原則

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新應(yīng)在規(guī)范操作，確保安全的前提下進(jìn)行，同時(shí)踐行綠色化學(xué)理念，構(gòu)建綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生熱愛自然，珍愛生存環(huán)境。

5.創(chuàng)新性原則

創(chuàng)新性是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的靈魂，教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很可能重在知識(shí)層面和操作技能層面，未必能充分挖掘?qū)嶒?yàn)功能，只有在創(chuàng)新思維的引導(dǎo)下，才能讓學(xué)生的情感、學(xué)習(xí)態(tài)度、價(jià)值觀的培育融入其中。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的總體目標(biāo)思路和案例分析

課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求是通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和方法，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)科學(xué)研究和化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的總體目標(biāo)是讓學(xué)生的情感、學(xué)習(xí)態(tài)度、價(jià)值觀的培育融入其中。

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的總體思路是以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念引領(lǐng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性、創(chuàng)新性出發(fā)，以科學(xué)性為基礎(chǔ)，以簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性為目標(biāo)，以創(chuàng)新性為突破。

[案例一]鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念思考，教材中鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)性上存在不足：實(shí)驗(yàn)沒有對(duì)生成的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)確認(rèn)。而做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生剛從初中進(jìn)入高中，對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理還沒有深入了解，實(shí)際教學(xué)中讓學(xué)生從觀察到的現(xiàn)象去推斷產(chǎn)物，并對(duì)該氣體進(jìn)行驗(yàn)證非常有必要。

為此，我們從實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性著手，對(duì)生成的氫氣進(jìn)行檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性操作如圖1：反應(yīng)結(jié)束后，生成的氫氣的密度比空氣小，停留在上層，打開輸液器開關(guān)，點(diǎn)燃?xì)怏w進(jìn)行檢驗(yàn);再利用生成的氫氣不溶于水及不和水反應(yīng)的性質(zhì)，可以將集氣瓶?jī)?nèi)溶有氫氧化鈉的上層液體壓回注射器中，滴入酚酞變紅以檢驗(yàn)生成的是氫氧化鈉。同時(shí)盡量保持教材實(shí)驗(yàn)原有的簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性。如儀器選用方便，集氣瓶是實(shí)驗(yàn)室常用儀器，注射器和輸液器開關(guān)等在普通藥店可以購(gòu)買且便宜，操作也簡(jiǎn)便，最大限度地保持了實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)約性;讓鈉和水在密閉的集氣瓶中反應(yīng)，可以直接觀察到“浮”“熔”“游”“響”“集氣瓶?jī)?nèi)液面下降” “注射器液面上升”“罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁上有水珠出現(xiàn)”“往注射器溶液中滴入酚酞，溶液變紅色”等現(xiàn)象，讓實(shí)驗(yàn)的直觀性得到加強(qiáng)。

[案例二]含氮化合物間的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)探究含氮化合物間的性質(zhì);從定性定量角度探究NO2與H2O的反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)用品：圓底燒瓶（150 mL）， 注射器（60 mL），礦泉水瓶（300 mL），玻璃長(zhǎng)導(dǎo)管，止水夾，氣球;H2O2 ，銅絲，濃HNO3， 水，紫色石蕊試液，土豆。

實(shí)驗(yàn)裝置圖：如圖2。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：突出實(shí)驗(yàn)的安全性，讓所有涉及的含氮物質(zhì)間的反應(yīng)自始至終在密閉裝置內(nèi)發(fā)生，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)多余的氮的氧化物進(jìn)行處理。往燒瓶中加入約4 mL濃HNO3，倒立裝置后，燒瓶?jī)?nèi)銅絲和HNO3反應(yīng)生成的NO2氣體將燒瓶?jī)?nèi)的空氣從長(zhǎng)導(dǎo)管排出，多余的氣體收集于連接塑料瓶的注射器中，反應(yīng)停止后將塑料瓶中的水壓入燒瓶，利用NO2易溶于水的物理性質(zhì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差將探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成“噴泉實(shí)驗(yàn)”;生成產(chǎn)物硝酸用紫色石蕊試液檢驗(yàn)，燒瓶?jī)?nèi)的氣體由紅棕色變成無(wú)色，可以初步判斷有可能有新的難溶于水的無(wú)色氣體生成，再用注射器通過橡膠管往燒瓶?jī)?nèi)注入氧氣，觀察到無(wú)色氣體又變紅棕色，說明之前的無(wú)色氣體是NO氣體，從而完成了NO2與水反應(yīng)的定性實(shí)驗(yàn)探究;觀察剩余無(wú)色氣體體積約占燒瓶體積的三分之一，得出發(fā)生反應(yīng)的NO2與生成NO氣體的體積比是3∶1，完成了NO2與水反應(yīng)的定量實(shí)驗(yàn)探究。在對(duì)生成的無(wú)色氣體進(jìn)行驗(yàn)證的同時(shí)，也探究出了NO無(wú)色及難溶于水的物理性質(zhì)，以及與氧氣反應(yīng)生成NO2的化學(xué)性質(zhì)。

總之，如果我們?cè)诟咧谢瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能把握高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的基本原則，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性、創(chuàng)新性出發(fā)，以科學(xué)性為基礎(chǔ)，以簡(jiǎn)約性、直觀性、安全性為目標(biāo)，以創(chuàng)新性為突破，對(duì)一些典型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行必要的改進(jìn)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，就能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中充分獲得“真知識(shí)”，深刻體驗(yàn)“真探究”，真正收獲“真生成”，不斷提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)效率，充分挖掘?qū)嶒?yàn)的教學(xué)功能。

（責(zé)任編輯 羅 艷）