中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與探索

　　在全而實(shí)施以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心的素質(zhì)教育的今天，我們對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能要有更全面而深入的再認(rèn)識(shí)。著名的化學(xué)家、中科院資深院士戴安邦教授指出“上好化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是實(shí)施全面化學(xué)教育(即素質(zhì)教育)的最有效的教學(xué)形式?！薄耙?yàn)閷W(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作業(yè)中，不僅學(xué)到第一手化學(xué)知識(shí)和動(dòng)手技術(shù)，更受到科學(xué)方法和思維的訓(xùn)練，還得到科學(xué)精神和品德的培養(yǎng)?！?br/>　　一、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
　　
　　目前我們的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在不少缺憾，正如一位初三學(xué)生在自己的日記中描述的：“我們剛上化學(xué)課時(shí)，老師在課堂上演示實(shí)驗(yàn)，感覺(jué)像變魔術(shù)一樣，真的很奇妙。輪到我們做了，一開(kāi)始我還覺(jué)得有趣，但做了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)挺難做的，也挺沒(méi)勁的。一來(lái)我們做的實(shí)驗(yàn)老師在課堂上都已經(jīng)做過(guò)了，不用做就知道結(jié)果：二來(lái)老師強(qiáng)調(diào)操作一定要規(guī)范。難道化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是為了這個(gè)嗎?”由于多年的應(yīng)試教育的影響，目前我國(guó)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于以下?tīng)顩r：(1)領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門(mén)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠；(2)教育經(jīng)費(fèi)分配不合理，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足；(3)中學(xué)化學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)積極性不高；(4)“畫(huà)實(shí)驗(yàn)”“講實(shí)驗(yàn)”“背實(shí)驗(yàn)”多，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)少，實(shí)驗(yàn)技能偏低；(5)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，探究性實(shí)驗(yàn)少；(6)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣停學(xué)在層面較低的感知和操作層次，多數(shù)學(xué)生未形成相對(duì)持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣；(7)化學(xué)課外活動(dòng)不能正常開(kāi)展，學(xué)生參與社會(huì)活動(dòng)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力較低；(8)過(guò)分重視固定模式的實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練；(9)觀看光盤(pán)及計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
　　二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的五點(diǎn)創(chuàng)新
　　1．改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。我國(guó)傳統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有兩大特點(diǎn)：其一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式是以演示實(shí)驗(yàn)為主；其二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以驗(yàn)證性教學(xué)為主。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式是按“問(wèn)題一原理一結(jié)論一實(shí)驗(yàn)證明”的程序教學(xué)的。這種模式簡(jiǎn)明、清晰，有利于學(xué)生剝相關(guān)結(jié)論的認(rèn)可，強(qiáng)化理解和記憶，也有利于教師對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的控制，其教學(xué)步驟的設(shè)計(jì)和實(shí)施可以做到絲毫不差。教師可以充分把握教學(xué)的時(shí)間和進(jìn)程。但學(xué)生處被動(dòng)的觀看或接收知識(shí)的狀態(tài)。不少教師摸索了邊講邊做，先做后講或以問(wèn)題為中心等的探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，通常按“實(shí)驗(yàn)一問(wèn)題一討論一結(jié)論”或“問(wèn)題一討論一實(shí)驗(yàn)一結(jié)論”的程序進(jìn)行教學(xué)。以元素、化合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例：首先做實(shí)驗(yàn)，然后從實(shí)驗(yàn)給出的種種現(xiàn)象中，尋找出一些關(guān)鍵性問(wèn)題，再以問(wèn)題的探究方式展開(kāi)討論，最后由師生共同給出有關(guān)的結(jié)論；或是先提出問(wèn)題，再帶著問(wèn)題引導(dǎo)，組織學(xué)生探討，然后根據(jù)在探討中產(chǎn)生的一些問(wèn)題設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出最客觀的答案。無(wú)疑，采用探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，更能促使學(xué)生學(xué)習(xí)如何自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何觀察實(shí)驗(yàn)、如何用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律等，同時(shí)也更能激發(fā)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。所以把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，對(duì)發(fā)展學(xué)生的多種能力具有重要的意義。
　　2．重視實(shí)驗(yàn)安全，開(kāi)發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)。安全是教學(xué)實(shí)驗(yàn)的必備的一個(gè)條件，過(guò)去對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不安全因素主要考慮為爆炸、燃燒、騶腐蝕、惡臭、劇毒等，這些問(wèn)題今后仍然要重視防范。隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有害環(huán)境的廢氣、廢液、廢渣等也被視為不安全因素，它們同樣影響到人們的健康，而且這種危害還具有彌散性、廣泛性和持久性，要進(jìn)行必要處理。從貫徹實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度，要重視通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化的環(huán)境教育，建議采取如下的一些措施：
　　(1)在保持實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的前提下，盡可能減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量。改變以為試劑用量越多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯的不正確觀念。要求學(xué)生養(yǎng)成在一般情況下，實(shí)驗(yàn)試劑以小分量加入反應(yīng)體系為好。這不僅是減少化學(xué)品對(duì)環(huán)境污染的需求，也是為了更清晰地觀察到由量變引起質(zhì)變的反應(yīng)過(guò)程的要求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生正確使用化學(xué)試劑的習(xí)慣。
　　(2)采用密閉化的實(shí)驗(yàn)裝置。使反應(yīng)生成的氣、液、固體都能夠收集處理，避免敞開(kāi)操作，防止反應(yīng)物質(zhì)逸散到周?chē)h(huán)境中去。
　　(3)無(wú)法密閉時(shí)，要加強(qiáng)吸收，通風(fēng)或其他防護(hù)措施。
　　(4)加強(qiáng)反應(yīng)物質(zhì)的回收利用和消害處理。樹(shù)立實(shí)驗(yàn)后處理觀念，即實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)內(nèi)容完成后還需進(jìn)行必要的善后處理才是完整地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這是教師和學(xué)生都應(yīng)養(yǎng)成的習(xí)慣。要做到實(shí)驗(yàn)的廢液倒人指定的廢液缸，特別是有毒藥品(如氰化物、重鉻酸鉀、鋇鹽、鉛鹽、砷的化合物、汞的化合物等)不得直接倒入水槽；不得將火柴梗、廢紙屑投人廢紙簍中。
　　3瑚-廠微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)。由于微型實(shí)驗(yàn)具有占用空間小，用藥量少，污染少，操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)少等優(yōu)點(diǎn)，因此適用于在學(xué)生密度大的教學(xué)課上進(jìn)行。例如在溶液的酸堿性實(shí)驗(yàn)的探究中，我們就讓學(xué)生使用微型實(shí)驗(yàn)。更重要的是微型實(shí)驗(yàn)本身就是一種創(chuàng)新，它能有效地喚起學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)創(chuàng)新思維。微戴安邦院士要求：“力推行微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使全國(guó)中學(xué)的化學(xué)教學(xué)皆有學(xué)生的單人實(shí)驗(yàn)作業(yè)，以加強(qiáng)化學(xué)教學(xué)的素質(zhì)教育作用。”
　　4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生活、生產(chǎn)相結(jié)合。STS是英文科學(xué)(science)、技術(shù)(Terchnology)和社會(huì)(society)的縮寫(xiě)。STS教育以培養(yǎng)了解科學(xué)技術(shù)及其社會(huì)價(jià)值，能夠在一定程度上參與科學(xué)技術(shù)決策的公民；培養(yǎng)了解建設(shè)現(xiàn)代化社會(huì)對(duì)科技進(jìn)步的需求，能夠應(yīng)用科學(xué)技術(shù)致力于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的廣大人才為目標(biāo)。融合STS教育思想是化學(xué)教材改革的一個(gè)趨勢(shì)。如實(shí)驗(yàn)將滲透社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，使學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的聯(lián)系，顯然這類(lèi)實(shí)驗(yàn)具有綜合性、現(xiàn)實(shí)性和動(dòng)態(tài)性。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展形式也足多樣化的。可結(jié)合社區(qū)或工廠的調(diào)查、采訪(fǎng)而設(shè)置，也可結(jié)合環(huán)境保護(hù)或測(cè)試開(kāi)展c
　　5．實(shí)驗(yàn)趣味化。過(guò)去我國(guó)化學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的科學(xué)性和嚴(yán)密性時(shí)，往往把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得非?！皣?yán)肅”“規(guī)范”，實(shí)驗(yàn)裝置必須由規(guī)定的化學(xué)儀器來(lái)裝配，實(shí)驗(yàn)試劑必須用化學(xué)試劑，再加上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多是驗(yàn)證書(shū)本概念理論的內(nèi)容，使過(guò)去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得呆板，枯燥乏味。而事實(shí)上我們可以利用生活中的一些材料來(lái)進(jìn)行教學(xué)，例如做一個(gè)酸堿反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，教師在上班途中的商店買(mǎi)一瓶檸檬酸和一包小蘇打發(fā)酵粉就解決了實(shí)驗(yàn)的試劑，然后在一輛玩具四輪小車(chē)上捆扎一個(gè)塑料瓶(廢棄的飲料瓶)，把試劑放人塑料瓶?jī)?nèi)再塞上塞子并放置在地上，片刻后由于反應(yīng)產(chǎn)生了大量氣體把瓶塞沖出，產(chǎn)生的反沖力把小力推向前方……這是實(shí)驗(yàn)還是游戲?答：都是。采用貼近生活物料或?qū)嶒?yàn)對(duì)象，設(shè)計(jì)現(xiàn)象新奇，趣味性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，如魔棒點(diǎn)燈、藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)、滴水生煙、雪山燃燒、黑面包等等運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的熱情，讓他們?cè)谟淇斓姆諊袑W(xué)習(xí)，發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的智育、德育和美育功能。
　　三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例
　　在燃燒條件中，新教材雖然不再用紅磷、白磷的不同現(xiàn)象來(lái)作為實(shí)驗(yàn)教材，但由于該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象明顯，因此作為學(xué)生的趣味實(shí)驗(yàn)。不過(guò)由于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的五氧化二磷白煙有毒，對(duì)環(huán)境有污染，要求在通風(fēng)櫥或抽風(fēng)調(diào)和中進(jìn)行，操作不方便，不利于學(xué)生分組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求，不利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意思與責(zé)任感。因此，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)。
　　1．實(shí)驗(yàn)儀器：
　　燒杯500mL和1000mL各—個(gè)醫(yī)用注射器1個(gè)鑷子1個(gè)
　　鐵架臺(tái)1個(gè)0．3mm銅片—塊濾紙黑紙板2塊小刀1把
　　2．實(shí)驗(yàn)試劑：
　　紅磷白磷氫氧化鈉溶液氧氣
　　四．操作步驟
　　1．條件一：溫度對(duì)燃燒影響的探究。
　　(1)在大燒杯的底部和一半內(nèi)壁上貼上浸有氫氧化鈉溶液的濾紙，留下一半，便于觀察；
　　(2)用鐵架臺(tái)安裝并固定好銅片(確保恰好擱在小燒杯上)：
　　(3)在小燒杯中加入開(kāi)水，并放人1塊綠豆大小的白磷，在銅片上(如教材圖7-4)放置綠豆大小的1塊白磷和適量紅磷；
　　(4)將大燒杯倒扣在銅片上，確保紅、白磷處于大燒杯內(nèi)。
　　2．條件二：氧氣對(duì)燃燒影響的探究。
　　(1)在上述小燒杯的底部和外壁各貼一黑紙板；
　　(2)用收集好氧氣的醫(yī)用注射器平穩(wěn)緩慢地推入氧氣。
　　五、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
　　1．操作簡(jiǎn)單方便，不需要通風(fēng)櫥或抽風(fēng)設(shè)備。
　　2．由于氫氧化鈉能極大地吸收燃燒生成的五氧化二磷白煙，對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染，安全。不像原實(shí)驗(yàn)?zāi)菢?，只是把污染物轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)環(huán)境。能很好地體現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)意識(shí)，有助于學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)。
　　3．白磷因大燒杯的半封閉狀態(tài)，減少了磷吸收的熱量的散發(fā)速度，升溫快，能確保實(shí)驗(yàn)順利成功。
　　4．由于用注射器推入氧氣，氣流平穩(wěn)，加上黑色對(duì)比環(huán)境，因此白磷在水下燃燒火花明顯，便于觀察，現(xiàn)象明顯，而且所用氧氣量少。
　　5．不受實(shí)驗(yàn)條件的限制，尤其對(duì)實(shí)驗(yàn)資源短缺的中學(xué)，有利于實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的開(kāi)