让实验改进回归教学原点

摘要： 基于某些化学实验改进中存在的问题，从实验改进在化学教学中的价值出发，理清课堂教学的需求，呼唤让实验改进回归教学原点，并提出全面理解教材编写意图、明确改进实验的教学作用、坚定实验改进的简约化、区分教学实验与兴趣实验等七项回归途径。

关键词： 实验改进; 教学原点; 回归途径; 教学交流

文章编号： 10056629（2020）01004704

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

实验是化学的灵魂，化学学科的形成和发展离不开实验，化学教学也是如此。随着观念的改变、时代的进步，教材中设立的实验开始暴露出一些问题，于是一线教师开始寻求解决问题的途径，开始对实验进行改进。然而在经历了尝试、鼓励、激增后，我们也发现实验改进与教学开始渐行渐远。这不由得引起了我们的深思，实验改进对化学教学的价值是什么？实验改进如何关乎教学的适切性？笔者就此作粗浅的探讨，管窥之见，尚祈校正。

1实验改进在化学教学中的价值

化学实验是指为阐明化学现象、检验化学理论中假说而创造特定的条件，以观察所发生的变化和结构的过程。实验改进则是指人们根据教材上的实验方案或其他原创实验方案，为强化实验效果，提升实验感染力，而对原有方案进行改动或补充的过程。其中包括实验物质体系的改进、仪器装置的改进、安全措施的改进、实验步骤的改进和操作技术的改进等，而目前实验的改进主要关注仪器装置与操作技术的改进。

有研究表明[1]，实验改进在课堂教学中具有以下作用： 有利于实验产物的证明;有利于准确结论的得出;有利于环境的保护;促进学生对教学知识的理解;激发学生的创新意识和创新能力等等。归结而言，通过教师对化学实验的设计、评价、优化和创新，启迪学生思考，提升学生的探究意识、实践能力和创新精神，更好地发挥实验的教育功能。同时实现实验功能的进一步增值，突破课堂教学难点，挖掘实验内涵，剖析知识原理。

然而，在实践中许多实验改进由于过分突出价值中的一个方面，以至出现了简单装置复杂化、装置刻意微型化、实验过度绿色化、实验器材废品化、实验结果想象化、教学过程粗略化、实验理解片面化等诸多问题[2]，使实验改进偏离教学要求，从而丧失了应用的价值。因此，使实验改进回归教学的原点，关注实验改进与教学的适切性是目前亟待解决的问题。

2实验改进回归教学原点的途径

所谓教学的原点即教学的本原、本意、本质、本义，现代教学论认为： 教学乃有教之学，因而学习就是教学的原点所在。在课堂教学中，无论是增补实验，还是改进实验，所有的出发点应是围绕学生的学习、发展而设计，让学生在做中学、学中做，以此达到深化学生对知识的理解和提高学生核心素养之目的。

2.1全面理解教材编写的意图

教材中实验设计都是经过教育专家和学者综合多方因素，经过长期的实践论证，蕴含着特定的人文底蕴和科学精神，因此，只有准确理解与把握教材编写的意图，才能做出合适的改进。例如，第六单元课题3的“二氧化碳倾倒实验”，教材中采用“将二氧化碳气体慢慢倒入烧杯中”的操作，烧杯中放置高低两支蜡烛（见图1a），其目的是通过“蜡烛由低到高依次熄灭”的现象直观形象地说明“一般情况下，二氧化碳的密度比空气大、不助燃烧也不可燃”的性质。笔者认为，只有两支蜡烛由低到高依次熄灭，学生才能明确地得出“二氧化碳密度比空气大”的结论，然而通过教师点拨，与生活常识相联系，才理解倾倒二氧化碳的操作也体现了其密度比空气大。因此，“倾倒二氧化碳”这一操作是实验的核心，在对此实验进行改进时，这一操作必须予以保留。根据以上理解，结合实验中问题成因的分析，笔者对实验进行了改进（见图1b）[3]。

也有同仁存在这样的疑问： 为什么在新知学习时用高低两支蜡烛，而实验活动2中二氧化碳性质实验只用了一支蜡烛（见图1c）？笔者认为，这也正体现了实验在不同阶段的作用： 在新知学习时必须通过表层的实验现象引导学生不断地深入，而在实验活动中实验仅仅是提供体验与验证其所包含的知识原理。

2.2明确改进实验的教学作用

化学实验在中学化学教学中应当成为学生探索、发现、验证知识的重要手段，同时运用实验可以为学生提供模拟实际的情境，使学生自身的智力、能力、意志和品质等获得尽可能多的发展。依据其教学功能，可将教材中的实验分为操作性实验、验证性实验与探究性实验，例如，在第二单元中高锰酸钾制氧气为操作性实验、氧气性质的检验为验证性实验、而“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”则为探究性实验。依据其在不同课型中的使用，又可分为单一实验和综合实验。因此，改进实验时应依据不同的階段、切合不同的教学作用。一般来说，在新授课学习时做单一实验，在复习课时做综合实验为宜。例如，二氧化碳与氢氧化钠反应的实验因为反应无明显现象，需要对此进行实验改进。教学功能上此实验属于验证性实验，在新授课时需要实验，复习时同样也需要实验，因此笔者设计了两套实验装置（见图2），以满足不同的教学需求。其中图2a实验适用于新授课，根据教学进程完成相关实验，并观察现象、验证结论;而复习课中则利用图2b实验结合现象的发生，复习相关知识，引导学生回顾无现象反应的证明方法。

另外，我们在改进与创新时应该注意学情，关注学生知识和能力的进阶，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。例如，学生刚开始对分液漏斗认识还不深刻，还没有掌握其操作方法，因此用注射器代替分液漏斗。这样的改进更适合放在复习课或今后其他气体发生装置的探究中，实现学生能力的螺旋式上升。

2.3坚定实验改进的简约化

中学化学实验的简便化和微型化是未来发展的重要趋势，正如宋心琦先生所说，用最简单的仪器和技术来训练学生，可以促使学生对实验过程观察得更为细致，从而进一步推动学生对化学以及相关学科的学习[4]。诚然，若实验器材过于繁杂，教师也会望而却步，只有让化学实验器材简约化，教师才会更情愿地完成实验教学。为此，教师必须自己动手，开动脑筋，大胆创新，设计出既适合演示实验又适合学生进行实验探究的简约装置。另外，在兼顾仪器简约和操作简单的同时必须要考虑实验的科学性，做到“简约而不粗浅”。例如教材中使用了四组实验进行“二氧化碳与水反应”的实验探究（见图3a），而范庆英老师对此进行了简约化改进（见图3b）[5]。

在改进后的实验中范老师只要两根紫色石蕊纸条和一块玻璃片以及一瓶二氧化碳气体即完成了实验。这样的改进不仅容易准备、操作简便，而且现象对比明显。

2.4区分教学实验与兴趣实验

兴趣实验是指将课堂教学延伸至课外的实验活动，对激发学生学习兴趣、巩固知识技能、培养创新能力、开发智力等起到一定的作用，其包括课外兴趣实验与家庭小实验。教学实验与兴趣实验之间既有区别也有联系，他们的区别主要有三点： 一是作用不同，教学实验主要为课堂教学服务，服从于教学的需要，而兴趣实验主要满足于学生的求知欲与好奇心，没有整体课程性安排;二是要求不同，教学实验要求仪器和操作等都必须安全、规范，而兴趣实验中的仪器可以使用各种生活中的替代品;三是时间安排不同，教学实验必须根据教学进度予以安排，在特定的时候、较短的时间内完成特定的实验，而兴趣实验则有很大的灵活性，根据需要变换完成不同的实验。

因此，在对教材实验进行改进时，必须把握其中的区别。例如，学生自制酸碱指示剂并用来检验溶液的酸碱性，在冬天可用紫甘蓝为原料，也可用各种干花作原料，在春天则用牵牛花等花朵为原料，其作为兴趣实验还可以让学生在家庭中完成，检验某些日用品的酸碱性等。有的教师让学生在课堂上也完成上述实验，笔者认为这与教学并不适切，因为教材中要求掌握的酸碱指示剂是紫色石蕊试液和酚酞试液，如果再增加其他的指示剂不仅干扰学生的思维也增加学生的负担。

当然，教学实验与兴趣实验之间的联系是紧密的，兴趣实验是教学实验的补充，也是教学实验的延伸。

2.5吸纳学生参与改进实验

一般认为，实验的创新改进会激发学生的创新意识，并由此培养学生的创新能力。然而，建构主义认为，只有亲身实践获得的经验才会使人感到真实、现实，并在大脑记忆中留下深刻印象，而没有体验的行为犹如昙花一现式的过眼烟云，不会对学生产生任何影响。因此，实验创新不能孤立为教师的个人活动，变成教师个人才智的展现，应该积极吸引学生参与进来，并让他们积极融入其中，从而激发他们的创新思维[6]。

例如，“测定空气中氧气的含量”实验教学中，在完成教学任务后教师以“实验反思”的形式提问：“根据你的实验体会，你发现本实验的设计上存在哪些问题？想一想可以如何改进？”引导学生进入深度思考，并在小组讨论的基础上进行交流，布置小组课外活动合作完成方案设计。以此方式让学生积极参与实验的改进，从而培养他们的创新意识和创新能力。

因此，利用多种教学形式，发挥学生的主体地位作用，让学生参与实验改进的实践中，通过模仿、体会和领悟，点点滴滴，潜移默化，逐步形成让他们终身受益的科学精神、态度和行为习惯。

2.6灵活使用教材实验与改进实验

教材是学生课堂学习的第一手资料，对提高学生的理解能力和创造性思维能力具有重要的价值。然而，教材的重要地位在一些地方被推崇到迷信的地步，以至于虽然教育部明确指出教材只是课程标准的一种表达方式，但有些地方的“中考说明”依然过于强调教材是出题的重要参考，因而导致教材中的实验虽然存在一些问题，但在教师看来每个实验似乎都不可漏掉，这也是改进实验进不了课堂的重要原因。在课堂教学中如何灵活使用教材实验与改进实验呢？笔者认为，既然改进实验具有简便、绿色、易操作等优点，就应该毫不犹豫地在教学中使用;而教材实验又因其经典与思维的价值，可以安排在“巩固练习”等环节呈现，让学生实现知识的迁移。

例如，笔者在进行“二氧化碳与水反应实验”教学时，首先引导学生分析使紫色石蕊试液变色的物质可能有哪些、讨论如何设计实验证明猜想;其次教师指导学生利用图3b實验装置进行小组实验，并观察现象、分析现象、得出结论;最后利用教材中的实验过程（见图3a）进行迁移与巩固。这样不仅提高了课堂效率，而且综合使用了多种教学方法，取得了明显的教学效果。

3结语

化学实验的主要目的是帮助学生更好地掌握所学知识，单纯的仪器改进、装置功能多样化研究以及趣味化表现固然可以强化演示效果，但若只停留在现象的表现，而不能引领学生深入分析问题、探究原理，无疑削弱了实验教学的功能。回归教学原点，就是对相关实验根据教学需求进行适切的改进，或者依据实验改进的特色合理地使用。在教学改革的过程中，我们需要带着思考，既不盲从也不拒绝，用辩证的眼光和原点思维去审视每一个改进实验，然后决定我们将要做的一切，只有这样才能使化学教学更上一层楼。

参考文献：

[1]马小芳. 浅谈改进实验在化学教学中的作用[J]. 化学教与学， 2016， （2）： 69～80.

[2]苏美华等. 化学实验创新设计的误区与视角[J]. 实验教学与仪器， 2017， （4）： 17～18.

[3]杨宝权. 二氧化碳灭烛实验的简约化设计[J]. 化学教学， 2019， （4）： 78～80.

[4]宋心琦. 有关化学实验改革的想法与建议[J]. 化学教育， 2003， 22（3）： 36～38.

[5]范庆英. 二氧化碳与水反应的改进[J]. 实验教学与仪器， 2013， （7/8）： 48.

[6]朱清勇. 例谈化学创新的途径与价值[J]. 教育研究与评论（中学教育教学）， 2017， （9）： 52～54.