基于價值取向的高中化學(xué)實驗創(chuàng)新的兩點思考

陳霞

根據(jù)化學(xué)發(fā)展史可知，先有化學(xué)實驗，后在其基礎(chǔ)上形成了化學(xué)科學(xué)系統(tǒng)。化學(xué)是一門在自然科學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的實驗科學(xué)。無論是課堂演示實驗還是學(xué)生分組實驗，高中化學(xué)教師在教學(xué)過程中的合理利用可以激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)習(xí)效率、培養(yǎng)科研精神。正因如此，每個版本的高中化學(xué)教科書中都安排有實驗教學(xué)內(nèi)容。為了讓學(xué)生明確實驗流程，一般書中都有完整的實驗方案。根據(jù)實驗原理、實驗裝置、實驗的注意事項以及具體實驗操作，學(xué)生掌握貫穿實驗中的化學(xué)知識。但在實際操作過程中，教科書中提供的實驗方案或多或少存在缺陷，不利于實驗的進(jìn)行，許多一線教師根據(jù)長期教學(xué)實踐設(shè)計出很多創(chuàng)新實驗。不過當(dāng)前有很多教師的實驗創(chuàng)新雖然彌補了傳統(tǒng)實驗方案的諸多不足，但也隱藏著更大的缺陷，那就是“實際操作價值”。價值的創(chuàng)造和獲得也包括價值的選擇，如何讓教師的創(chuàng)新實驗獲得最大價值，本文就該話題進(jìn)行探討，望能有助于高中化學(xué)實驗的發(fā)展。

一、創(chuàng)新必須堅持合理的價值取向

實驗創(chuàng)新，應(yīng)該完善實驗本身，比如更易操作、現(xiàn)象更明顯等。實驗創(chuàng)新，應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、形成科學(xué)態(tài)度，提升學(xué)生的基本素質(zhì)。實驗創(chuàng)新，應(yīng)該幫助教師提升再創(chuàng)造能力。此時明確實驗創(chuàng)新目的，才能準(zhǔn)確把握實驗創(chuàng)新的方向，創(chuàng)造價值。

1.創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

人們依靠創(chuàng)新意識進(jìn)行創(chuàng)造活動，它是再創(chuàng)造的內(nèi)在動力，是實現(xiàn)創(chuàng)造的必要條件。根據(jù)資料表明，學(xué)生時代培養(yǎng)和開發(fā)創(chuàng)新意識效果俱佳。教材中的演示實驗和學(xué)生實驗都有詳細(xì)的實施步驟，也是物質(zhì)制取和性質(zhì)實驗中接近最佳的方案。教師對書本提供的實驗進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，也是讓學(xué)生知道“盡信書不如無書”，明白“最佳”也可以更加優(yōu)化的。在創(chuàng)新設(shè)計的潛移默化下，學(xué)生創(chuàng)新意識必然得到提高。

2.科學(xué)精神的形成

求真、求實、求新、求變的基本素養(yǎng)才是科學(xué)精神。進(jìn)行化學(xué)實驗，觀察實驗現(xiàn)象，分析內(nèi)在原因，得出實驗結(jié)論本來就是“求真、求實”。

例如，在濃硫酸催化條件下，制備乙烯不僅需要控制溫度為170℃，且驗證乙烯的化學(xué)性質(zhì)還需要進(jìn)一步的凈化。因為在制備過程中，會生成SO2這樣的雜質(zhì)氣體。如果直接通入酸性高錳酸鉀溶液，根據(jù)褪色現(xiàn)象說明乙烯的化學(xué)性質(zhì)就有違于科學(xué)精神。因此在化學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中，化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神最重要、最直接的方法。

3.綠色化學(xué)的體現(xiàn)

很多化學(xué)實驗都會產(chǎn)生對環(huán)境有污染的有害物質(zhì)，此時除去有害物質(zhì)或者變害為寶就能充分體現(xiàn)“綠色化學(xué)”，實現(xiàn)人類自身和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其實從教材的改版我們也看到了“綠色化學(xué)”的價值取向，例如，教材刪除了實驗室制取“硫化氫”的實驗，因為“硫化氫”含劇毒，即使整個實驗室制備過程處于通風(fēng)狀態(tài)減少了對課堂上師生身體的直接危害，但是硫化氫在實驗過程中排入大氣會造成大氣污染，教材中也刪除了對人體危害性較大的“苯的硝化反應(yīng)”實驗。人教版改版的這一舉措給我們的實驗創(chuàng)新指明了方向，我們實現(xiàn)創(chuàng)新必須堅持安全、綠色、環(huán)保的價值取向。

例如，在進(jìn)行銅和稀硝酸的反應(yīng)時，如果根據(jù)書本上的裝置會讓大量NOx排放到空氣中，污染環(huán)境。很多教師會在反應(yīng)裝置后添加一個裝有NaOH溶液的試劑瓶吸收尾氣。也有些教師采用注射器作為容器，將銅絲置于注射器中，將注射器針頭插入橡皮塞，吸進(jìn)稀硝酸后完成實驗。整套裝置密封性極好，提別是產(chǎn)生的NO是無色氣體氣體，能夠長時間存在，便于觀察。這種創(chuàng)新實驗才是具有價值的綠色實驗。

二、選擇科學(xué)手段體現(xiàn)創(chuàng)新的價值取向

為了滿足需要，手段是創(chuàng)造價值需要的條件。教師在進(jìn)行化學(xué)實驗創(chuàng)新過程中，自然包括了如何正確選擇科學(xué)的手段實現(xiàn)價值。

1.讓實驗操作變得更簡單、明晰

實驗裝置變得更為簡單，操作更簡捷，實驗時間更短，現(xiàn)象更明顯等等這樣的創(chuàng)新是有價值的，也是我們實驗創(chuàng)新的目標(biāo)所在。無論是課堂演示或者學(xué)生分組實驗，都要考慮課堂的完整性，實驗改進(jìn)都要比書本步驟更適合課堂教學(xué)，不能一味的追求“新”而缺乏“質(zhì)”。

例如在展示苯的燃燒實驗時，苯是有毒物質(zhì)，取樣太多污染環(huán)境且燃燒時產(chǎn)生濃濃的黑煙。此時教師可以取幾滴苯的樣品，滴于粉筆上，實驗過程簡潔明了，現(xiàn)象易觀察。

再如，驗證鎂條在空氣中燃燒時不僅有氧化鎂生成，還伴有較多的氮化鎂。氮化鎂與氧化鎂相比，有特殊的化學(xué)性質(zhì)，其與水反應(yīng)會產(chǎn)生氨氣。該實驗的測試就是利用將燃燒產(chǎn)物與水反應(yīng)，最后驗證是否有氨氣的生成，進(jìn)而證明氮化鎂的存在。實驗過程中需要注意一些小細(xì)節(jié)，否則現(xiàn)象非常不明顯。首先點燃鎂條時用的坩堝底較深，這樣減緩空氣的流動，增加鎂條與N2的反應(yīng)，減少氧氣的反應(yīng)。其次，盡管如此，燃燒過程中產(chǎn)生的氮化鎂還是相當(dāng)少的，燃燒反應(yīng)可以將兩塊表面皿相扣。濕潤的紅色石蕊試紙沾在上面的表面皿上，把燃燒產(chǎn)生的固體放于下面的表面皿，作為反應(yīng)室，加上水，迅速扣上。這樣很容易觀察到試紙變藍(lán)。

2.讓實驗裝置、操作變得更巧妙，創(chuàng)新彰顯趣味性

創(chuàng)新未必需要推導(dǎo)重來，也許創(chuàng)新就僅僅是一個小小的改變，卻讓實驗現(xiàn)象更為清晰，讓學(xué)生更容易記住實驗現(xiàn)象中蘊含的本質(zhì)特征。

例如在進(jìn)行過氧化鈉與水的實驗時，很多老師會采用“滴水生火”的創(chuàng)新實驗。在一團(tuán)脫脂棉中包裹少量過氧化鈉固體，放置于石棉網(wǎng)上，再滴入2滴～3滴水，可以看到棉花最終燃燒起來。這個創(chuàng)新是極小的改變，卻讓學(xué)生一下子就記住了這個反應(yīng)的特征。

再如，教材上在制取乙炔通常采用的是用電石與飽和食鹽水反應(yīng)。由于反應(yīng)較為劇烈，為防止反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫沖入導(dǎo)管發(fā)生堵塞，常常在導(dǎo)管口處塞上棉花。筆者在教學(xué)過程中對該實驗進(jìn)行了如下的改進(jìn)：先在一支大試管中加入約1/5的食鹽水，然后在試管口塞上脫脂棉，在脫脂棉的上方放一塊電石。實驗開始時，稍微傾斜試管，充分讓水分浸潤脫脂棉。再試管豎直，反應(yīng)中不會產(chǎn)生泡沫，氣量也較為平穩(wěn)，這是因為在脫脂棉中的水與電石均勻地發(fā)生反應(yīng)。

3.讓實驗消耗更節(jié)省

化學(xué)實驗往往是消耗型的，如果我們能夠盡可能在不影響實驗現(xiàn)象觀察和結(jié)論得到的基礎(chǔ)做到節(jié)約的話，那也充分體現(xiàn)了創(chuàng)新的價值。

例如，在實驗需要的試劑比較貴、量比較大時，如果能夠減少用量或找到價格相對低廉的替代品；化學(xué)儀器有很多是易碎的玻璃器材，如果能夠減少器材的破損率等等，都是節(jié)約有助于實驗消耗的創(chuàng)新之舉，如教材中用氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)來制取氨氣的實驗，試管的破損率比較大，筆者在實驗中嘗試著用硫酸銨與氫氧化鈣，即用氯化銨與氫氧化鈣進(jìn)行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試管破損率大大降低。

（收稿日期：2014-09-24）