化学实验改进与创新的视角

刘丽丽 沈理明 韩 杰

（苏州大学材料与化学化工学部江苏苏州215123）

化学实验改进与创新的视角

刘丽丽 沈理明 韩 杰

（苏州大学材料与化学化工学部江苏苏州215123）

本文阐述了中学化学实验改进与创新可以从趣味化、生活化、探究化、可视化、综合化等视角进行。

化学实验；改进与创新；视角

以实验为基础是化学学科的重要特征之一。化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。高中化学新课程标准提出化学教学要“突出化学学科特征，更好地发挥实验的教育功能”。新课程实施以来，化学教师对实验改进与创新的脚步更快，与化学教学相关的期刊中，涉及化学实验的文献资源非常丰富，以《化学教育》为例，2003-2009年期间“实验教学与教具研制”的368篇论文，对实验方案和装置改进进行研究的有302篇，占总数的80%以上。笔者以为对化学实验改进与创新有以下几个视角。

一、注重趣味化

现代学习理论告诉我们：认知兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分。化学实验之所以能激发、调动学生的学习积极性，其主要原因就是化学实验能给学生展现诸如颜色变化、气体产生、燃烧等生动、新奇的化学现象，可以引起学生的直接兴趣。过去我们在强调化学学科知识的科学性和严谨性时，往往把实验设计得非常“严肃”、“规范”，实验装置必须选用标准的化学仪器，实验药品必须用指定的化学试剂……这种种约束导致过去的化学实验显得过于严谨。如果将教材中某些传统的教学实验设计成趣味实验（以生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生兴趣的一类实验［1］），对于激发和保持学生学习化学的兴趣，拉近学生与化学的距离，具有重要的意义。

江苏省特级教师张援教授用一朵紫色和另一朵红色的百合花（称为双色百合花）做氯气漂白实验，增强了实验的观赏性。这种常在“魔术”中见到的现象，通过教师演示或者学生亲自动手操作，以化学实验的形式展现在学生面前，可以保持并提高学生做化学实验的积极性，促进学生在“做实验中”学化学。

二、注重生活化

化学是一门实践性和应用性很强的科学，化学知识广泛深刻的渗透进个人、社会生活的各个方面。因此，新课程标准要求“注重从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情景中学化学”，帮助学生“从科学、技术和社会相互联系的视角认识化学”，尤其是将化学实验与生活实际相结合，在“化学中的生活”和“生活中的化学”的密切联系中，让学生发现化学知识在生活中的存在，加深学生对化学的认识和理解。

在《化学教学》2005年第7-8期发表的“市售果汁饮料中柠檬酸和维生素C的定量测定”［2］就充分体现了化学实验的生活化。实验选用生活中常见的几种饮料作为实验药品，以已有的化学基础知识为指导，设计实验方案，测定各种果汁中柠檬酸和维生素C的含量。通过实验，学生不仅能够了解到每种果汁的营养价值，辨别每种果汁包装上含量说明的真伪；还能在做实验的过程中体验科学探究的乐趣，发现化学知识在日常生活中的价值。

三、注重探究化

实验是一种探究性活动，积极开展以实验为基础的教学活动对探究教学的实施具有重要意义。它不仅有助于学生充分发挥做实验的主观能动性，而且有助于落实培养学生科学素养的教学目标。化学实验的探究化，是克服注入式教学弊端、有效开展生动活泼的化学实验的一种重要理念。因此，现在对教材实验改进的趋势之一就是对现有实验进行探究化的改进与创新。

比如在苏教版（必修1）中，“铝的钝化”是在“观察与思考”栏目中出现的，该实验是一个侧重于学生观察的演示实验。而在高中化学教学参考书（必修1）［3］中将其改成以学生探究为主对照实验：取两块大小相同（2cm×3cm）且已经除去表面氧化膜的铝片，一块铝片用浓硝酸或浓硫酸处理，一块未经浓硝酸或浓硫酸处理，再把这两块铝片同时浸入到硫酸铜溶液中，观察现象。通过对比，探究两块铝片表面的不同，可以帮助学生更好的理解金属的钝化现象。

四、注重绿色化

新课程标准要求学生，“形成绿色化学的观念，强化实验安全意识”。绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头，使整个生产过程和生产工艺对环境不产生危害，即从根本上消除污染。因此，在化学实验教学中要渗透绿色化学的思想，提高学生的环境保护意识，采用污染小、原子利用率高的实验，同时也要加强废旧试剂和物品的回收利用。

上世纪八十年代兴起的微型化实验就很好的体现了绿色化学的理念。它在保证实验效果的前提下，对实验进行重新设计与改进，不但对环境少污染甚至无污染，还可以节省费用、操作安全、节省实验时间，也便于学生每人一套实验仪器，亲自动手做实验。

“铜与浓硝酸反应的绿色微型化设计”［4］是一个经过改进与创新的绿色微型化实验。该实验从绿色化学的理念出发，选用废弃的空塑料眼药瓶作为反应容器，并用活性炭吸附产生的二氧化氮气体，将实验微型化，并妥善处理了实验尾气。实验不仅节约了成本，而且降低甚至消灭了污染，操作简单，非常适合学生自己操作，对学生化学探究能力的提高具有促进意义。

五、注重可视化

我国著名科学家钱学森曾说过，“未来教育=人脑+计算机+网络”［5］。在《基础教育课程改革纲要（试行）》中也明确提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容呈现方式、学生学习方式、教师教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供更加广阔的教育环境和有力的学习工具”。随着信息技术的发展，由信息技术与化学教学整合特别是与化学实验教学的整合，已经成为一个重要的发展趋势。通过视频剪辑技术或动画模拟技术来演示化学实验，不仅可以使某些不易在教室进行的实验情景真实展现，使教学内容形象化、直观化，还可以实现教学的最优化，有效提高学生的信息素养和课程素养。一般而言，以下是一些适合用计算机视频技术或动画技术来演示的实验种类（见表1）［6］：

表1 适用视频技术或动画模拟的实验种类

但是要注意，化学是一门以实验为基础的学科，不能利用计算机视频或动画模拟实验过程和现象来代替做所有化学实验操作。而是要以化学实验的教学目标为根本出发点，根据化学实验教学内容的特点、学生的实际以及学校的教学条件，选择恰当的技术手段，避免生硬的将信息技术与化学实验整合。

六、注重综合化

综合实验是指将一系列纵向相关或横向相关的实验组合在一起进行的实验［7］，这对于提高实验教学的效率有非常重要的意义。将不同反应组合，可以向学生提供丰富的感性知识，利于学生对不同反应进行比较、分析、归纳、综合，加深对化学知识的理解和巩固，促进学生的思维创新。

例如“铜与浓、稀硝酸反应装置的组合设计”［8］，通过对两个止水夹的控制，将铜与浓、稀硝酸反应的装置科学合理地组合起来，不仅可以一次完成两个实验的操作，而且现象明显、无污染，符合新课程理念中对化学实验的要求。

化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。对中学化学实验改进与创新的不懈努力，一定能使化学实验在培养学生化学素养中发挥更大功能。

［1］刘知新.化学教学论［M］.北京：高等教育出版社，2004：179

［2］徐泓.市售果汁饮料中柠檬酸和维生素C的定量测定［J］.化学教学，2005，（7-8）：48-49

［3］王祖浩，吴星.高中化学教学参考书（必修1）［M］.南京：江苏教育出版社，2007：69

［4］何晓燕.中学化学实验绿色化设计的方法论研究［J］. 2004，（5）：31-33

［5］王后雄.新概念化学教学论［M］.北京：北京大学出版社，2009：90

［6］刘知新.化学教学论［M］.北京：高等教育出版社，2004：252

［7］沈理明.化学实验教学与研究［M］.贵阳：贵州教育出版社，2004.23

［8］闫拥军，谌楚汉.铜与浓、稀硝酸反应装置的组合设计［J］.化学教育，2005，（9）：56.

1008-0546（2010）05-0071-02

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10.3969/j.issn.1008-0546.2010.05.028