山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的策略

歐水波

【摘要】化學(xué)核心素養(yǎng)指出：“要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)?！被瘜W(xué)作為一門動(dòng)手能力要求很高的學(xué)科，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)是一種最有效實(shí)施全面化學(xué)教學(xué)的形式，同時(shí)也是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式之一。本文對(duì)山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的意義進(jìn)行了論述，對(duì)當(dāng)前山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上探討了山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新措施。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)初中化學(xué)；化學(xué)核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

在教學(xué)中，學(xué)生能掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，是學(xué)好化學(xué)知識(shí)和進(jìn)行活動(dòng)探究的基礎(chǔ)與保證。化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅可以化抽象為具體，幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，而且可以激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，理解力、分析力、實(shí)踐力和創(chuàng)新力等。目前，從山區(qū)學(xué)校情況來(lái)看，由于學(xué)校條件及各方面的影響，學(xué)生實(shí)驗(yàn)都以演示實(shí)驗(yàn)代替，更有甚者以視頻代替，導(dǎo)致各山區(qū)學(xué)校大部分學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)接觸很少，嚴(yán)重制約了山區(qū)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新能力的發(fā)展。因此，對(duì)山區(qū)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新進(jìn)行研究非常有必要。

一、山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)的意義

1.通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn)，能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，能大大增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)求知欲，促使他們積極探尋化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，全面調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。

2.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新以及實(shí)踐能力。學(xué)生在完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過(guò)動(dòng)手去完成實(shí)驗(yàn)，在這一系列的過(guò)程中，不但能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，觀察能力，也能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

3.轉(zhuǎn)變山區(qū)化學(xué)教師單一、傳統(tǒng)的教學(xué)模式。教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生不斷對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，能使學(xué)生勤動(dòng)腦、勤動(dòng)手、勤實(shí)踐、勤創(chuàng)新，真正地、全面地改善山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不良狀況，把時(shí)間還給學(xué)生，提高學(xué)生的主體地位，全力提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

二、山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)方式十分單調(diào)。學(xué)生缺乏討論、動(dòng)手能力，大部分山區(qū)初中化學(xué)老師仍然是通過(guò)傳統(tǒng)的一塊黑板、一支粉筆進(jìn)行口頭講解，簡(jiǎn)單的有問(wèn)有答式課堂教學(xué)不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.經(jīng)濟(jì)條件落后。山區(qū)落后的經(jīng)濟(jì)條件，滯約了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)器材匱乏，無(wú)法滿足學(xué)生們做分組實(shí)驗(yàn)；還有就是師資力量不足，實(shí)驗(yàn)員少之又少；因此，導(dǎo)致山區(qū)化學(xué)實(shí)驗(yàn)難以順利開展。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度落后。山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往起步很晚，在短時(shí)間內(nèi)，要完成化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成以及迎接中考，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)無(wú)疑壓力非常大。

三、山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的策略

1.簡(jiǎn)單化創(chuàng)新

面對(duì)山區(qū)化學(xué)設(shè)施條件以及學(xué)生的現(xiàn)實(shí)狀況，有必要將教材中較為復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單化，具體包括裝置簡(jiǎn)單化、操作簡(jiǎn)單化，當(dāng)然必須以實(shí)驗(yàn)的成功率高、現(xiàn)象明顯為前提。

①裝置簡(jiǎn)單化，是指把教材中的實(shí)驗(yàn)裝置按教學(xué)需要進(jìn)行改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)裝置由復(fù)雜變得簡(jiǎn)單，減少儀器和藥品的使用，使實(shí)驗(yàn)得以順利開展。例如，粵教版第八章《8.2常見的酸和堿》一節(jié)，老師演示濃硫酸與蔗糖反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)在敞口容器中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生刺激性氣味的氣體直接排放到空氣中污染室內(nèi)環(huán)境、影響課堂效率。筆者把在敞口容器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為在密閉的集氣瓶中進(jìn)行并減少藥品的量，不污染空氣又節(jié)約藥品，符合綠色化學(xué)的理念。在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)沒有對(duì)生成氣體的性質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，為了對(duì)生成的氣體進(jìn)行驗(yàn)證，于是筆者又對(duì)裝置進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)裝置具有對(duì)生成氣體進(jìn)行驗(yàn)證的功能，既增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，拓展學(xué)生的知識(shí)面，也與高中知識(shí)接軌。具體改進(jìn)如下：首先，在雙孔橡皮塞中插入兩根玻璃管，玻璃管上端綁兩個(gè)氣球（反應(yīng)中放出大量的熱和生成氣體，用氣球緩沖，防止橡皮塞彈出），其中一根玻璃管下端綁一個(gè)小塑料瓶，另一根玻璃管貼上濕潤(rùn)的品紅試紙（驗(yàn)證生成了二氧化硫）。隨后，往集氣瓶中加入一定量的澄清石灰水（驗(yàn)證生成了二氧化碳，吸收有毒氣體）。稱取5g蔗糖加入小塑料瓶中，再滴加3滴水使蔗糖濕潤(rùn)，然后量取4ml濃硫酸加入塑料瓶中并攪拌，使混合均勻，再迅速插入到集氣瓶中?？捎^察到蔗糖由白色逐漸變?yōu)楹稚^而變?yōu)楹谏?，同時(shí)看到澄清石灰水變渾濁，品紅紙褪色，并放出大量的熱。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這個(gè)裝置還可以用來(lái)做其他實(shí)驗(yàn)：分子運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，質(zhì)量守恒定律，二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，金屬的活動(dòng)性的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，過(guò)氧化氫濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的對(duì)比實(shí)驗(yàn)樓。通過(guò)裝置簡(jiǎn)單化，使原來(lái)比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單，有利于進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

②操作簡(jiǎn)單化，是指把教材中部分操作比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)易于操作，有利于教師開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而降低教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的恐懼，使演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得以順利開展。例如，粵教版第五章《5.3二氧化碳的性質(zhì)和制取》一節(jié)，觀察老師演示二氧化碳制取和二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，就能發(fā)現(xiàn)書本上的實(shí)驗(yàn)多，時(shí)間長(zhǎng)，容易失敗，從而影響課堂效率，影響到實(shí)驗(yàn)的成功率。所以，筆者想到改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)裝置，從而使二氧化碳的制取和二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，并做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不僅提高實(shí)驗(yàn)成功率，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，操作也簡(jiǎn)單，大大地提高了課堂效率。具體改進(jìn)如下。

首先，按下圖實(shí)驗(yàn)組裝好儀器，在錐形瓶中放入大理石，在長(zhǎng)頸漏斗中添加稀鹽酸。關(guān)閉右邊導(dǎo)管，打開左邊導(dǎo)管，進(jìn)行二氧化碳的檢驗(yàn)，二氧化碳的收集及二氧化碳的驗(yàn)滿等操作。關(guān)閉左邊導(dǎo)管，打開右邊導(dǎo)管，進(jìn)行二氧化碳與水反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)及二氧化碳傾倒實(shí)驗(yàn)。可觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有：①瓶中沾有水的石蕊試紙變紅，而干燥的石蕊試紙不變色。②底層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過(guò)把多步操作簡(jiǎn)單化，把四五個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合一起，效率特別高，而且才有對(duì)比手法，讓學(xué)生能直觀地分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高教師課堂教學(xué)效率。

2.微型化創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)微型化創(chuàng)新，不僅可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)原料，做到資源的有效利用以及減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的污染，而且可以方便于更好的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如，粵教版第八章《8.1 溶液的酸堿性》的教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)了學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)“用酸堿指示劑區(qū)溶液的酸堿性”。按照平常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，化學(xué)儀器會(huì)用到6支試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我把實(shí)驗(yàn)作了簡(jiǎn)單的改進(jìn)，用點(diǎn)滴板代替試管，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把稀鹽酸、食鹽水和氫氧化鈉溶液分別滴入點(diǎn)滴板的小孔，每?jī)蓚€(gè)小能孔滴同樣試液，然后分別滴入紫色石蕊試液和酚酞，不僅現(xiàn)象明顯，而且能起對(duì)比作用，也能大大節(jié)約了藥品，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。通過(guò)微型化創(chuàng)新，不僅可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)原料，可以方便于更好的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更有利于開展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

3.環(huán)保型創(chuàng)新

在實(shí)驗(yàn)中，我們應(yīng)該多采用綠色、環(huán)保性實(shí)驗(yàn)替代環(huán)境污染性的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)開始就深化環(huán)保思想，以至于在未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的道路上成為一名優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)研究者。例如，粵教版探究分子的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，在教材實(shí)驗(yàn)中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，不但時(shí)間長(zhǎng)，浪費(fèi)課堂時(shí)間，而且還會(huì)聞到刺激性的氨味，污染了空氣，所以筆者將該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了創(chuàng)新，不但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，并且快速出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，聞不到刺激性的氨味，也能得到與課本同樣的結(jié)論。具體改進(jìn)如下：

1.取一支帶支管的大試管，內(nèi)裝濕潤(rùn)的酚酞的濾紙條，支管口系一個(gè)氣球。2.在帶支管的大試管內(nèi)放一支管壁上有小孔的小試管，向小試管內(nèi)裝入少量的固體氫氧化鈉，試管口用橡膠塞塞住，防止氨氣散出。3.用膠頭滴管向小試管內(nèi)滴入少量的濃氨水。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，不會(huì)聞到刺激性的氨味，環(huán)保無(wú)污染。

4.運(yùn)用家庭小實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)效益上的創(chuàng)新

化學(xué)離不開生活，生活處處有化學(xué)。家庭小實(shí)驗(yàn)貼近生活，趣味性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)， 學(xué)生在完成家庭小實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，必定會(huì)促使學(xué)生對(duì)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考，并尋找更好的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新，可以有效地減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，不僅為學(xué)生、教師節(jié)約了時(shí)間，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上也相對(duì)的很明顯，因?yàn)槠湓谟跍p少或消除重復(fù)操作步驟，使教師和學(xué)生都在實(shí)驗(yàn)中受益。例如，在驗(yàn)證分子間存在間隔的實(shí)驗(yàn)中，筆者布置學(xué)生完成家庭小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生提出如下實(shí)驗(yàn)方案（裝置如圖），尋找一根細(xì)長(zhǎng)玻璃或塑料管（約20厘米，直徑約2厘米），用橡膠堵住一端，注入一半的紅墨水，然后注入酒精，用橡膠堵住另一端，慢慢上下顛倒2～3次，使水和酒精充分混合；玻璃導(dǎo)管上部形成一大段空管，從而證明水分子間和酒精分子間都有間隔。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)用品常見易得、便于開展學(xué)生家常話實(shí)驗(yàn)；節(jié)約藥品、實(shí)驗(yàn)用時(shí)短；混合后縮小的體積在玻璃管里得到明顯放大，可見度高。這樣，不僅現(xiàn)象明顯，而且操作簡(jiǎn)易、安全，節(jié)材、省時(shí)，達(dá)到效益上的創(chuàng)新。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)上加以創(chuàng)新，無(wú)論對(duì)學(xué)生的能力、還是對(duì)教師教學(xué)、乃至對(duì)化學(xué)教育事業(yè)的發(fā)展都是有意義的。但是，在山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新中，我們不能為了創(chuàng)新而創(chuàng)新，而忽視了實(shí)驗(yàn)的根本目標(biāo)所在。在探究山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中，我們應(yīng)該秉承以不違背化學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理為前提，在繼承中發(fā)展，在發(fā)展中創(chuàng)新。

對(duì)于初中化學(xué)教材中好的探究性實(shí)驗(yàn)方法，我們應(yīng)該積極學(xué)習(xí)發(fā)揚(yáng)，對(duì)于教材中不適合時(shí)代發(fā)展的實(shí)驗(yàn)方案，應(yīng)該大膽地進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，這樣才能促進(jìn)山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長(zhǎng)期發(fā)展，提高化學(xué)的課堂效率。進(jìn)行山區(qū)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新不僅可以有效地幫助學(xué)生獲取知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，而且有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多角度、深層次的思維辨析。

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