高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)策略

趙旭梅

（甘肅省定西市通渭縣第一中學(xué)，甘肅 定西）

從長(zhǎng)期以來(lái)的教育經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課程中的重要研究基礎(chǔ)。作為化學(xué)教學(xué)中最活躍、最生動(dòng)、最直觀的教學(xué)手段，實(shí)驗(yàn)無(wú)疑是探究化學(xué)知識(shí)的最佳途徑。同時(shí)，在素質(zhì)教育的推進(jìn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)也成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力與思維能力的有效方法。在新課改的理念中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求也逐漸朝著探究化、生活化、綠色化、現(xiàn)代化的方向轉(zhuǎn)變。不難發(fā)現(xiàn)，新課改對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)提出了更高的要求。從實(shí)際情況來(lái)看，在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，依然存在一些較為突出的問(wèn)題。所以在高中化學(xué)教學(xué)中，為了順應(yīng)新課改的要求，教師應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)和細(xì)致的探索，并以此為基礎(chǔ)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以創(chuàng)新和改進(jìn)。這樣一來(lái)，有利于拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，從而逐步達(dá)到最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原則

為了充分保障高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的質(zhì)量，需要遵循一些具體的原則，這主要包括以下幾個(gè)方面。

第一，科學(xué)性。為了在實(shí)驗(yàn)中透過(guò)化學(xué)現(xiàn)象得出最準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，需要遵循實(shí)驗(yàn)自身的科學(xué)性，設(shè)計(jì)出更加合理的實(shí)驗(yàn)方案，以此來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的組織流程。這一原則是進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的基本保障，只有遵循這一原則，才能避免實(shí)驗(yàn)改進(jìn)陷入誤區(qū)，從而達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。

第二，直觀性。改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要目的就是使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，使每個(gè)學(xué)生都能夠準(zhǔn)確觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這樣更加有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)。這一原則是成功改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的重要標(biāo)志?；谶@一原則，師生可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、調(diào)整試劑的用量等。

第三，簡(jiǎn)約性。在遵循科學(xué)性原則的基礎(chǔ)上，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)儀器等內(nèi)容時(shí)，要力求做到簡(jiǎn)單、易行。這樣一來(lái)，有利于避免過(guò)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)流程分散學(xué)生的注意力或者導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。同時(shí)，這一原則也有利于提高實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的效率，從而節(jié)約學(xué)習(xí)時(shí)間。

第四，安全性。無(wú)論何種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都必須將“安全第一”作為指導(dǎo)思想。在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師需要認(rèn)真思考并及時(shí)剔除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的不安全因素，探索和歸納出更加規(guī)范的實(shí)驗(yàn)步驟。同時(shí)，教師還需要不斷講解一些具有實(shí)用價(jià)值的安全事故處理方法。

第五，趣味性。對(duì)部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，化學(xué)知識(shí)是比較枯燥的。而改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要目標(biāo)，就是增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的吸引力與刺激性，從而誘發(fā)出學(xué)生更加強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。為此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)需要遵循趣味性原則，從而促使學(xué)生更加積極地參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)策略

（一）改進(jìn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)流程

通常來(lái)講，常規(guī)實(shí)驗(yàn)流程的改進(jìn)主要包括兩項(xiàng)內(nèi)容。一方面，要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的裝置。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的主要目標(biāo)是使實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的操作更加便捷，并使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯。以“碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性比較”的實(shí)驗(yàn)為例，常規(guī)方法是將兩者分開(kāi)做，這樣不但增加了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而且導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)對(duì)比不明顯。為此，教師可以將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行組合，如可以將裝有碳酸氫鈉固體的小試管放在裝有碳酸鈉固體的大試管中，并將組合裝置進(jìn)行固定之后可以用酒精燈同時(shí)加熱。這樣的改進(jìn)方式不但可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，而且突出對(duì)比的效果，從而使學(xué)生準(zhǔn)確了解到碳酸氫鈉穩(wěn)定而碳酸鈉不穩(wěn)定的特質(zhì)。

另一方面，要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)藥品。首先，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)藥品的改變解決學(xué)生的困惑。以“鈉的燃燒”為例，實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)物會(huì)由于煤油的燃燒變成黑色雜質(zhì)，并非學(xué)生所想的淡黃色固體，所以產(chǎn)出物不能直接用于過(guò)氧化鈉性質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)。這時(shí)，可以用恰當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑取出煤油，而苯就是一種比較合適的試劑。其次，可以對(duì)藥品的使用順序進(jìn)行調(diào)整。以“氫氧化亞鐵的制備”實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中很難觀察到白色沉淀，并且在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)只能觀察到灰綠色的物質(zhì)，很難發(fā)現(xiàn)紅褐色的物質(zhì)。基于這一問(wèn)題，可以調(diào)整試劑的使用順序，把硫酸亞鐵溶液滴入氫氧化鈉溶液當(dāng)中，并在氫氧化鈉溶液上覆蓋一層煤油，以此來(lái)使空氣和溶液隔絕，以免氫氧化亞鐵發(fā)生氧化。這樣可以觀察到白色絮狀沉淀，且顏色保持時(shí)間較長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)當(dāng)中，合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)藥品是極為必要的。

（二）應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)

在當(dāng)前的社會(huì)背景下，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展日新月異，并且逐漸運(yùn)用于教育活動(dòng)中。將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有利于充分發(fā)揮出輔助性的教學(xué)作用，從而對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的組織流程進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

現(xiàn)代教育技術(shù)包含多種形式，以多媒體為例，這種教育技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中的應(yīng)用方式有以下幾種：（1）利用投影進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。尤其是一些瞬間產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更可以利用投影演示的方式引導(dǎo)學(xué)生觀察一些細(xì)微的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（2）利用多媒體進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示，化抽象為具體。從本質(zhì)上來(lái)講，化學(xué)反應(yīng)就是原子間的重新組合，而這種微觀的變化過(guò)程是無(wú)法直接觀察到的。因此，為了使學(xué)生更加準(zhǔn)確地理解化學(xué)概念及其原理，可以利用多媒體將化學(xué)反應(yīng)過(guò)程以一種更加立體、直觀的形式呈現(xiàn)出來(lái)。這不但有利于學(xué)生準(zhǔn)確理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理，而且能夠鍛煉學(xué)生的思維能力與想象能力。（3）利用實(shí)驗(yàn)錄制視頻規(guī)范演示操作。有些實(shí)驗(yàn)受一定條件的限制，導(dǎo)致成功率較低，同時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)藥品或者反應(yīng)物具有一定的危害性，所以教師可以錄制一些規(guī)范性的實(shí)驗(yàn)操作視頻，以此來(lái)使學(xué)生學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)方法。（4）利用多媒體搜集和呈現(xiàn)拓展性的實(shí)驗(yàn)材料。教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)容量是比較有限的，教師利用多媒體能夠有效拓展實(shí)驗(yàn)知識(shí)的教學(xué)范圍，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行更加深入的思考。這樣一來(lái)，有利于鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

為了將常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為微型化實(shí)驗(yàn)，通?？梢圆捎靡韵聨追N方法：（1）將投影和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常會(huì)使用一些比較大的儀器，而微型化實(shí)驗(yàn)往往則會(huì)縮小實(shí)驗(yàn)的規(guī)模。這時(shí)教師可以利用投影輔助展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，擴(kuò)大單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生可以接收到的信息，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。（2）將微型化實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。盡管微型化實(shí)驗(yàn)有很多優(yōu)勢(shì)，但并非所有實(shí)驗(yàn)流程均可以進(jìn)行微型化的操作，尤其是攪拌、分液、過(guò)濾、控溫等實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，在微型化實(shí)驗(yàn)中是難以體現(xiàn)的。如配置一定濃度溶液，微型化實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到理想的效果。因此，教師需要將微型化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，從而逐步實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。（3）將微型化實(shí)驗(yàn)儀器和自制儀器結(jié)合。用玻璃微型化儀器與塑料微型化儀器組成的標(biāo)準(zhǔn)微型化實(shí)驗(yàn)儀器，在微型化實(shí)驗(yàn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，微型化實(shí)驗(yàn)儀器主要應(yīng)用于反應(yīng)發(fā)生裝置、收集裝置、性質(zhì)檢驗(yàn)裝置、尾氣處理裝置。若缺少標(biāo)準(zhǔn)化的微型實(shí)驗(yàn)儀器，可以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器，如用礦泉水瓶代替實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置，用眼藥水瓶代替試劑瓶，用一次性注射器代替長(zhǎng)頸漏斗。

（三）引導(dǎo)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

“以學(xué)生為主體”是新課改中最重要的教學(xué)指導(dǎo)思想之一，在這一思想的指導(dǎo)下，教師需要充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，使學(xué)生成為課堂的主人。因此，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)當(dāng)中，教師可以將驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為探究性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，教師還需要利用恰當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)學(xué)生進(jìn)行一定的點(diǎn)撥，這樣一來(lái)能夠使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)活動(dòng)的主動(dòng)參與者，從而強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的效果。

以“氨的噴泉”實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生通過(guò)分析可以知道壓強(qiáng)是產(chǎn)生噴泉的主要原因。接著，我會(huì)提出引導(dǎo)性的問(wèn)題：如果用二氧化碳代替氨氣，是否還會(huì)產(chǎn)生“噴泉”呢？如果不能，應(yīng)該怎樣改進(jìn)呢？然后，學(xué)生進(jìn)行了猜想，并結(jié)合自己的想法進(jìn)行了動(dòng)手操作。如有的學(xué)生認(rèn)為二氧化碳的溶解度較小，難以產(chǎn)生足夠的壓強(qiáng)，如果使用一種可與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的溶劑，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)，就可以產(chǎn)生噴泉。之后，學(xué)生自主設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可以用氫氧化鈉溶液代替水。最終，這種探究性的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方式，不但加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)，而且使學(xué)生的主體地位得到了有效的鞏固。

（四）融入“綠色化學(xué)”理念

當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，而化學(xué)作為一門與社會(huì)發(fā)展聯(lián)系緊密的學(xué)科，在教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感。因此，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中，教師應(yīng)該有意識(shí)地滲透“綠色化學(xué)”的理念，逐步培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

首先，充分挖掘綠色實(shí)驗(yàn)素材。現(xiàn)行的高中化學(xué)教材中除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之外，還包括一些與環(huán)境有關(guān)的資料，比如臭氧層空洞、溫室效應(yīng)、酸雨、重金屬污染、光化學(xué)煙霧等。在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容。其次，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)流程。一方面，在保障實(shí)驗(yàn)效果的基礎(chǔ)上要減少藥品的用量，以此來(lái)節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品；另一方面，要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法或者使用替代性的實(shí)驗(yàn)藥品，減少實(shí)驗(yàn)中有害物質(zhì)的產(chǎn)生。最后，妥善處理廢棄物。要避免有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成危害，對(duì)于某些藥品，可以在提純、蒸餾之后進(jìn)行回收利用。

綜上所述，為了充分發(fā)揮出化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極作用，教師應(yīng)該對(duì)高中階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予充分的重視，并在教材常規(guī)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。這樣一來(lái)，有利于逐步達(dá)到最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)效果，從而循序漸進(jìn)地促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。