浅谈初中化学实验改进与创新的策略

钱勤

摘要：合理运用改进与创新实验是提高教学水平和质量必不可少的环节，同时也是每个初中化学教师在实验教学中都应该不断思考的问题。通过典型案例分析教师在改进与创新实验中出现的常见问题，并通过教学实践与研究，结合他人的做法，提出改进与创新的几点有效策略。

关键词：初中化学实验；改进与创新；策略

文章编号：1005-6629（2013）6-0057-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

化学教师需要具备创新意识，其中就包括根据本校的实验条件、环境、教学需求等对个别实验进行改进与创新，以此提高课堂实验教学的有效性。设计改进实验的能力、创新实验的能力也是衡量中学化学教师教学能力和业务水平的重要标准。

20世纪末，联合国教科文组织就明确提出了“以学生为中心”的生本教育理念。教师应充分尊重学生，充分发挥他们的主觀能动性，积极地投入到充满创造性的学习活动中来，从而大大提高教与学的效率。初中化学实验也应当以有利于学生学习与发展为本来进行改进与创新，从而更好地让学生通过实验学好化学。我们结合近年来初中化学实验改进与创新中出现的一些问题，对此进行了实践与研究，并提出一些有效策略。

1.问题提出

当前，很多教师根据学校的设备情况和学生的实际水平，适当增补一些实验或对课本上规定的实验予以改进，设计出适合化学教学、质量更高的实验，更好地发挥实验教学的作用。这些成功的改进与创新实验案例被广泛推广值得我们借鉴和学习。但也有不少教师，在设计中出现一系列问题，使实验很难发挥有效作用。

1.1过于注重日常物品的替代，忽视规范器材的使用

很多教师喜欢将实验器材生活化，以往也有很多成功的例子，如饮料瓶、吸管、注射器等生活物品，常会出现在初中化学课堂上。但用生活物品替换实验器材，需“合情合理”。

如一位老师上“氧气的实验室制法”新授课时，用双氧水和二氧化锰制氧气的演示实验，将发生装置中的分液漏斗直接用注射器代替。该课时是教材第二章的新授课，学生刚接触化学不久，对分液漏斗认识还不深刻，更没有掌握其操作方法。这样的改进更适合放在复习课中或今后其他气体发生装置的探究中。

因此我们在改进与创新时应该注意学生学情，只有在掌握了基本实验仪器的使用方法后，学生才能更好地理解替代的价值。

1.2过于信任理论，缺乏对实验创新的实效检验

每个改进与创新实验方案若要在课堂上有效实施，都离不开教师辛勤的准备。若教师仅仅依据理论，脱离实践，往往会遇到意想不到的问题。

如有一次听了_一节“空气”的复习课。空气中氧气含量的测定是这节课探究的重点，教材上用了红磷完成该探究实验。由于是复习课，开课老师在原实验的基础上做了如下改动：将红磷改为小块木炭，同时集气瓶内壁涂上一层氢氧化钠溶液。从该老师的出发点来看，这样的设计是比较好的，可让学生明白某些燃烧生成气体的物质也能替代红磷，只需将产生的气体吸收就可以了c复习课应当有亮点，并在原有知识的基础上稍作提高。但该实验由于木炭燃烧较慢，从引燃到燃烧结束花了太长时间，导致这节课由于实验消耗时间长，没能完成教学任务。这说明教师在课前实验的准备工作上是不足的，事实上实验如果用自制的木炭，并且磨成粉末状，就可以缩短燃烧时间。

教师若在课前将自己设计的实验方案做好充分的实践和准备，就能防止这样的情况出现，也是使课堂顺利进行的保障。

1.3过于考虑低层次的觀察兴趣，偏离实验教学目标

很多教师认为，学生对实验非常感兴趣，因此在课堂上总会绞尽脑汁地添加实验。实验固然是化学学习的主要手段，但如果一味盲目以激发学生兴趣为目的，实验未必能体现真正的作用，甚至“画蛇添足”。

如有一节实验基本操作技能复习课，教师在课上做了这样一个实验：向充满CO₂气体的软塑料瓶内迅速倒入适量氢氧化钠溶液，盖上瓶盖，振荡，塑料瓶变瘪。实验基本操作技能复习课，应当是让学生回顾基本仪器及其操作方法，而这个实验与这节课的主题显然格格不入。虽然课堂上学生看到塑料瓶变瘪很感兴趣，但纯粹是为了吸引学生，偏离教学目标。

教师在课堂上设计的实验，必须要突出这节课的教学内容，有利于教学目标的达成，否则就没有任何使用价值。

1.4过于注重实验设计的简化，忽视可能的科学性问题

将实验简化是实验改进与创新的一个方面，包括实验步骤、装置、药品等的简化，而通过简化，往往会对实验条件产生—定影响。

如沪教版教材102页上氢氧化钠与硫酸铜溶液反应前后质量测定实验，教材用锥形瓶盛放硫酸铜溶液，带有胶头滴管的橡皮塞塞在锥形瓶上，滴管内吸有氢氧化钠溶液。曾有老师将该装置改成滴瓶，硫酸铜溶液放在滴瓶内，与滴瓶配套的胶头滴管内吸有氢氧化钠溶液。能用滴瓶替代锥形瓶吗？通过查阅资料可知，氢氧化钠和硫酸铜反应，如果硫酸铜太少，会生成碱式硫酸铜，而不是氢氧化铜。由于滴瓶所附滴管较长，几近滴瓶底部，盛放的硫酸铜溶液体积受到限制，很容易因量过少而产生碱式硫酸铜。

教师在给某个具体实验进行简化时，必须要考虑周密、科学、巧妙，实验如果不遵循科学原理，便不具有推广价值。

2.改进与创新的策略

发现问题是为了解决问题。如何避免或减少对实验进行改进与创新中出现的问题，是本文的初衷。笔者通过自己的教学实践，并结合自身和他人的做法，对以上问题尝试提出了以下策略和建议。

2.1从学生实际出发，合理利用教材实验资源

化学教材以多种形式编入了大量的化学实验。如何利用好这些实验，加强化学实验资源的开发，使其发挥应有的功能，是每一个初中化学教师应认真研究的问题。教师应当明确哪些该改，哪些不该改，找到合适的创新点。目前初中化学教材中设计的实验大多效果较好，不需要改进。但通过实践，我们会发现有的实验仍然需要加以完善，对它们进行深入探索与研究，以达到更理想的效果，使其更符合教学需求。

如原先沪教版初中化学教材中第四章第二节《定量认识化学变化》中有这样一个实验，如图1所示。从装置连接上来看，橡皮塞得先钻一个大小适度的孔，以便将胶头滴管旋入橡皮塞，锥形瓶内还需放一支小试管。为了避免产生的二氧化碳使瓶内压强大而使橡皮塞弹出，药品又增加了澄清石灰水，用于吸收二氧化碳。对于初识化学反应的初中生来说，该实验出现两个化学反应，无疑会干扰学生分析大理石与稀盐酸反应前后各物质的质量，增加了学生的负担。因此新的沪教版初中化学教材改用注射器完成大理石和稀盐酸反应前后质量的测定，如图2所示。改进后，装置简单，药品减少，更符合学生的实际水平，并且也不用担心内部压强大而使橡皮塞弹出。

此外，教材中还有许多知识内容没有适当的实验加以说明，若能补充一些实验，就可以在一定程度上突出重点，降低难点，由抽象到具体、由微觀到宏觀、由深奥到浅显、由枯燥到生动有趣，有利于学生对知识的掌握，更有利于教学质量的提高。如金属与盐溶液反应条件之一：K、Ca、Na三种金属不能从盐溶液中置换出活泼性排在其后的金属。教材中并没有与该条件有关的任何实验，为了说明这个条件，我们可以补充金属钠与硫酸铜溶液反应的实验。金属钠是高中化学中较为重要的一种碱金属，因此通过这个实验，不仅证明了这一反应条件，同时也有利于初高中的衔接教育，很有补充的必要。

2.2尊重学生质疑，做出必要改进

改进与创新实验的灵感往往源于教学，教师如果能抓住契机，在创新改进时注重科学性、简易性、趣味性、安全性、环保性、显现性等原则去制定方案，必会使改进与创新更为成功。

如图3所示，是白磷燃烧前后质量测定的实验。一次在演示该实验后，一个学生问了笔者这样一个问题：“老师，玻璃棒加热后伸入瓶内，瓶内空气肯定会受热逸出一部分的呀，两次称量的质量怎么会不变的呢？”学生的这个问题让笔者产生了对这个实验进行改进的灵感，于是做了如图4所示的改进，获得了较好的教学效果。

改进实验步骤：①在硬质试管底部放人_小粒白磷，塞上橡皮塞，将试管放人_烧杯，放在托盘天平上称量。②将试管放在热水浴中加热，使白磷燃烧。③擦干试管，待试管冷却后，放入烧杯，重新放到托盘天平上称量。改进后的装置为封闭体系，实验过程中不需要打开，降低了实验误差，且减少污染；用热水浴引燃白磷，操作更简便；白磷燃烧在硬质试管中进行，实验较为安全。实验严格遵循改进原则，具有一定推广价值。

因此，教学中对学生产生的疑问，我们应当分析问题的原因和解决问题的方法，切不可置之不理。充分利用好教学中突显的问题，以此作为“源头活水”，并遵循改进原则，定能使教师设计出更理想的实验。

2.3依据学生学情，合理改进实验器材

生活中有很多物品可以替代实验器材，如用眼药水瓶替代胶头滴管、用吸管替代导管、用筷子替代玻璃棒等等。用日常生活用品替代实验器材，具有调动学生的兴趣，让学生感受到化学就在生活中等优点，但生活用品毕竟具有一定局限l生。比如眼药水瓶替代胶头滴管，不易伸入试剂瓶内；注射器替代分液漏斗，添加药品不方便；筷子替代玻璃棒，遇到腐蚀性药品，普通竹木制的筷子易被腐蚀等等。如果平时我们不论场合，不论时间地将生活用品任意引入到课堂上，可能会产生适得其反的后果。

实验仪器的使用是化学学科所特有的，也是必不可少的，目前很多有关实验操作的考题常会在中考中出现，教师不仅要让学生认识它们，还要让学生掌握它们的使用方法，这同时也有利于学生将来在化学专业上的发展。生活物品的替换应依据学生的学情，应以掌握化学专业仪器为前提，只有这样，学生才能更加深刻地体会到替换的意义。

2.4反复试验，提高新实验方案的可靠性

化学实验研究本身是一个实践、认识、再实践、再认识，循环往复，不断发展进步的过程。教师切不可把实验仅仅建立在理论的基础上，而直接搬进课堂。实验往往会受很多因素的影响，稍有不慎实验就可能会失败，因此要自己先在课前尝试新方案。而在此过程中，有时能发现一些意想不到的问题。通过及时的修正，改进或创新后的实验成功率才会提高，教师也可将这些本来可能出现在课堂上的问题做到心中有数。

如酸的性质复习课，围绕碳酸盐的检验这一教学重点，为了调动学生的兴趣，笔者决定采用生活中常见的水垢与稀盐酸反应来进行复习。这样做比传统的讲授法更为直觀，同时改用水垢，比常用的大理石或碳酸钠等实验室的物质，更能贴近学生的生活，也更具实用价值。在上课前，笔者对该方案经历了反复实践过程，见表1。

通过三次反复实践，修正后的实验效果非常理想，并在课堂上成功地进行了演示，学生非常感兴趣，并且还能将酸的这个重要性质和生活联系起来，如在家里可以用醋来除去水垢。将化学课堂向生活中延伸，让学生带着化学探究的理念学习和生活。

2.5符合学生学习目标，提升实验教学效益

对中学化学实验改进与创新的不懈努力，一定要符合学生学习目标，使化学实验在提升学生的学习效果中发挥更大功能。不仅应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，更要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觀。

如之前提到的实验基本操作复习课，教师如果一味地大容量重复学生已经学过的知识，会让教师上得很累，学生更学得无趣。所以，本节课教师要在学生原有实验经验和实验技能的基础上，做一定的提炼和延伸，通过动手实验，让化学复习课不再死气沉沉，但实验必须涉及到基本实验仪器的使用和基本操作。比如可以在这节复习课中让学生亲自用高锰酸钾制取氧气，看似简单的实验，可是却包含了酒精灯的使用、药品的取用、仪器的连接、气体收集等多个操作。在操作中让学生自己找错，全面激发起学生动手实验和觀察实验的兴趣，使其成为学生本堂化学复习课的高潮，也是本堂课学生复习的化学知识的有效实践和反馈。

因此，我们不仅要通过实验让化学课活起来，更要设计出“有用”的实验，通过实验有效性的加强来提高学生的化学研究能力。

综上所述，实验研究作为一种创造性活动，不能盲目地进行。教师需要充分调动逻辑思维，以唯物辩证法为指导，以实验原理为基础，运用探索、尝试等多种科学方法。成功使用改进与创新实验，会为有效课堂助力，进而赢得高效的课堂；而失败的改进与创新往往会成为教学的绊脚石。教师对于每一个改进与创新实验，都要考虑是否有利于学生学习，现象是否明确，普遍适应性如何，成功探究性如何，是否具有推广的价值等，避免进入改进与创新的误区。合理运用改进与创新实验是提高教学水平和质量必不可少的环节，同时也是我们每个化学教师在实验教学中都应该不断思考的问题。