高中化学实验设计与创新探析

雷瑜瑶

摘 要：教师若能从教学中遇到的实际问题出发对教材中的某些实验进行设计和创新，就能更好地激发学生创新意识、培养学生创新思维能力，进一步完善化学实验的教育功能。

关键词：高中；化学实验；创新设计

中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）01-001-01

化学是一门以实验为基础的学科，实验在化学教学中具有独特而不可替代的功能和作用，化学实验教学的优劣直接影响着化学教学的质量和效果，加强实验教学的改进是提高化学教学质量的重要环节。只有对化学实验进行不断地设计和创新，化学实验才会充满活力，保持其在化学教学中的独特魅力。

一、中学化学实验改进和创新存在的主要问题

目前，化学实验改进和创新大多是教师为了产生更好的教学效果、激发学生的学习兴趣、节省药品等实验经费、环境保护而进行的一项教材再开发工作。

1、中学化学实验缺乏深度开发

目前，在中学化学实验改进和创新方面，大多是对教材中现有实验进行改进或者进行简单延伸，很少进行深度的开发。比如把微观世界生动地展示在学生面前的实验设计就非常少见，还有定量实验的设计也相当稀少。

2、学生未能成为化学实验创新主体

目前中学化学实验改进和创新还只是教师的事情，学生只是被动的接受创新成果，没有变成创新的主体。实验只是学习化学、研究化学物质的一种方法，创新是为了让学生更快更好的了解事物的本质，创新应是学习和研究过程中的自发行为，学习的终极目的应是学习科学创新的精神和方法。

3、实验改进创新没有延伸到课堂之外

化学在学生的生活中可以说无处不在，要提高学生的实验能力和实验素养，不能只仅仅利用课堂45分钟，还应鼓励学生利用生活中的常见物质设计一些验证性和探究性实验，由学生在家中独立完成。

4、实验的改进与创新缺乏育人功能

育人功能最薄弱的是长期以来实验改进和创新的目的只是为了帮助学生理解、巩固化学知识，培养操作技能，而忽视了实验改进和创新对情感态度价值观、能力等育人功能的培养。

二、高中化学实验设计与创新

以体现氧化还原反应本质的实验课堂教学设计为例。

1、教学目标

（1）从微观的角度理解氧化还原反应的本质。

（2）掌握氧化还原反应的相关概念及相互之间的关系。

（3）培养学生的实验观察能力、实验分析能力、学科综合能力。

2、教学重难点

（1）氧化还原反应的本质。

（2）氧化还原反应的相关概念及相互之间的关系。

3、教学过程

（1）教学内容和教学情景设计

①思考交流：由学生列举几个氧化反应和还原反应的实例，讨论交流这类化学反应的分类标准并请写出所列反应中的氧化剂还原剂。意在以问题驱动，培养学生深层次思考问题的能力。②提出问题：Fe+CuS04=Cu+FeS04是氧化还原反应吗？氧化还原反应的本质是什么？设计意图：在实验中培养学生发现问题分析问题、得出结论的能力。③实验：将铁在潮湿的空气中生锈。这一氧化还原反应通过一个实验来快速完成。组装仪器，加入相应的药品进行实验，当学生观察到溶液中有少量的铁绣生成后，在实验装置中连接上灯泡，学生观察到灯泡发光后再在线路中连接上电流计，通过电流计指针偏转的方向来判断原电池的正负极。设计意图：培养学生的学科综合能力。④提出问题：灯泡为什么会亮？什么物质是这个电源的负极？电子从哪种物质中流出？⑤思考交流：结合初中从得失氧的角度判断氧化剂还原剂的方法进一步分析有电子流出的物质在氧化还原反应中作氧化剂还是还原剂、发生什么反应？得到电子的物质作氧化剂还是还原剂、发生什么反应？⑥实验：将氯化钠溶液换成硫酸铜溶液，撤除氧气制备装置，线路中连接上灯泡和电流计，将“Fe+CuS04= Cu +FeS04”这一反应用原电池实验来实现。⑦思考交流：Fe+CuS04=Cu+FeS04这一反应过程中也有电子转移但是没有氧的得失是氧化还原反应吗？氧化还原反应的本质是什么？⑧思考交流：Fe+CuS04=Cu+FeS04这一反应中的氧化剂、还原剂分别是什么物质，分别发生了什么反应？⑨提出问题：物质得失电子后所含元素化合价如何变化？

（2）学习任务和学习活动设计：

①培养学生独立思考的能力。学生通过回顾初中所学知识列举出“金属生绣、食物腐败、物质的燃烧”等为氧化反应，氢气还原氧化铜时氢气发生氧化反应， 氢气是还原剂，氧化铜发生还原反应，氧化铜是氧化剂。②培养学生逻辑思维能力。观察实验现象，通过讨论、交流、分析得出“铁生锈这一氧化还原过程中有电子的转移，并通过指针的偏转方向得知铁是电源的负极，电子由铁铁流出，铁在生锈的过程中失去电子-发生氧化反应-作还原剂，氧气得到电子-发生还原反应-作氧化剂。③培养学生归纳总结能力。观察用原电池实验来实现Fe+CuS04=Cu+FeS04这一反应灯泡发光和指针偏转的实验现象，分析得出氧化还原反应的本质是电子的转移，失去电子的物质是还原剂，在反应中所含元素化合价升高，得到电子的物质是还原剂，在反应中所含元素化合价降低。

本文以体现氧化还原反应本质的实验设计为例，实验现象明显，操作简单，把抽象的概念原理形象化，填补了目前微观概念领域实验的空白，使实验现象更明显且增添了实验的趣味性。实验所用仪器设备简单、易得，现象明显，可操作性强，适合中学化学教学，且将此实验应用于课堂教学，设计成探究性课堂教学，能激发学生的创新意识，提高学生的创新能力。

参考文献：

[1] 叶 澜.教育学原理.人民教育出版社，2007

[2] 刘新知.化学教学论.北京：高等教育出版社，2004.170

[3] 宋心奇.普通高中课程标准实验教科书化学必修2.人民教育出版社，2007

[4] 刘新知.化学教学论.北京：高等教育出版社，2004.

[5] 宋心奇.普通高中课程标准实验教科书化学必修1.人民教育出版社，2007.endprint