化學(xué)實驗的優(yōu)化設(shè)計

　　摘 要： 實驗是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)和靈魂，它在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，體驗知識的產(chǎn)生與發(fā)展等方面均起著不可替代的作用。在新課程改革背景下，化學(xué)教師更應(yīng)積極探索，盡力優(yōu)化實驗教學(xué)，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。作者認為應(yīng)從“生活化”、“簡約化”、“綠色化”、“微型化”四個方面去優(yōu)化設(shè)計實驗。
　　關(guān)鍵詞： 初中化學(xué)教學(xué) 化學(xué)實驗 優(yōu)化設(shè)計
　　
　　新課程標準強調(diào)指出：“義務(wù)教育階段的化學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，把科學(xué)探究作為新課改的突破口，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生積極主動地獲取知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。”化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，通過實驗，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，而且可以幫助學(xué)生親身體驗知識的產(chǎn)生與發(fā)展的過程。因此，在新課程改革的背景下，化學(xué)老師更應(yīng)高度重視發(fā)揮實驗的作用，積極探索，盡力優(yōu)化實驗教學(xué)，提高科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。我通過多年的教學(xué)實踐與摸索，認為在化學(xué)的實驗教學(xué)中除了要注重設(shè)計出具有探究性的實驗外，還應(yīng)從以下幾個方面去優(yōu)化設(shè)計實驗。
　　一、實驗的設(shè)計要趨向“生活化”
　　貼近生活，貼近社會，是化學(xué)新課程的一個重要理念。在化學(xué)實驗教學(xué)中為了有效落實這一理念，廣大教師就要以學(xué)生熟知的化學(xué)反應(yīng)為切入點去設(shè)計實驗進行新知的教學(xué)，從而大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。新教材在編寫時也特別注意這一點。例如現(xiàn)行的上教版九年級化學(xué)教材一開始，就從學(xué)生比較熟悉的物質(zhì)如蠟燭、鐵絲、食醋、雞蛋、銅絲等物質(zhì)設(shè)計了幾個實驗，探究物質(zhì)發(fā)生的變化，使學(xué)生一開始就對化學(xué)產(chǎn)生一種親切感，感到化學(xué)就在我們的身邊，化學(xué)與我們的生活密切相關(guān)，使學(xué)生從一開始就對化學(xué)學(xué)習(xí)充滿了興趣。而在實際教學(xué)中，我們廣大化學(xué)老師應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，巧妙地設(shè)計一些與生活密切相關(guān)的實驗，以維持學(xué)生持久的學(xué)習(xí)興趣。如在學(xué)習(xí)了《酸堿鹽》的內(nèi)容之后，可讓學(xué)生去檢測附近河水的酸堿度，設(shè)計實驗辨別黃金的真?zhèn)危粚W(xué)習(xí)了材料的相關(guān)知識后，可讓學(xué)生設(shè)計實驗區(qū)別棉線和毛線，塑料包裝袋是聚乙烯還是聚氯乙烯……這樣的實驗不僅可以鞏固和落實化學(xué)基礎(chǔ)知識，而且可以提高學(xué)生解決實際問題的能力使其感受化學(xué)給個人和社會帶來的價值，從而以更積極的態(tài)度投入到化學(xué)的學(xué)習(xí)中。
　　二、實驗的設(shè)計要趨向“簡約化”
　　現(xiàn)行教材中實驗設(shè)計與以往教材相比應(yīng)該說有了較大的改進，但是個別實驗仍然存在一些不足。如有些實驗裝置太復(fù)雜，需要的實驗儀器和藥品太多，很難在課堂上開展學(xué)生探究活動。為此，我們要在遵循“科學(xué)、安全、可行”的原則下，大膽創(chuàng)新，積極探索，設(shè)計出合理的簡約裝置。
　　例如，現(xiàn)行教材中的固液制氣裝置一般用試管或錐形瓶、分液漏斗或長頸漏斗和導(dǎo)氣管組成的，這些裝置由于無法去除其中的空氣，因此所制的氣體是不純的。浙江鹽海高級中學(xué)的左其明老師對其加以改進，改用醫(yī)療葡萄糖注射液的塑料包裝袋作為主要反應(yīng)容器，配合上合適的橡皮塞、注射器、帶針頭的輸液管。改進后的裝置不僅連接簡單，操作方便，而且由于塑料袋質(zhì)軟，可變形，能排盡其中的空氣，故可以制取到幾乎不含空氣的純凈氣體。
　　再比如，對于上教版九年級化學(xué)第60頁證明“微粒在不斷地運動”的實驗，教材中是用一只大燒杯將兩只分別盛有濃氨水和滴有酚酞的蒸餾水的小燒杯罩住。由于有的學(xué)校（特別像我們這些實驗條件比較差的學(xué)校），一方面很難找到大小合適的燒杯，即使有，由于燒杯空間較大，導(dǎo)致實驗時間長，現(xiàn)象不明顯，而且由于裝置不便移動，教室后面的學(xué)生也不便觀察。另一方面本實驗還會揮發(fā)出具有刺激性氣味的氨氣而污染環(huán)境。為此，我對其改進如下：取一只大小適中的試管，先向其中滴入適量的濃氨水，然后立即塞上插有細鐵絲（下端系著沾有酚酞試液的濕潤濾紙）的橡皮塞。教師可拿起試管在教室內(nèi)走動，指導(dǎo)學(xué)生觀察濾紙的變化，改進后的實驗不僅現(xiàn)象明顯，實驗所需時間短，而且裝置簡單，避免了對環(huán)境的污染，效果非常好。
　　三、實驗的設(shè)計要趨向“綠色化”
　　近年來，全球范圍內(nèi)的環(huán)境污染愈來愈嚴重，保護環(huán)境，提高人們的環(huán)保意識是當代教育義不容辭的責任。而以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科，由于在某些實驗過程中會產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，對校園環(huán)境造成了一定的污染，因此化學(xué)老師更應(yīng)該從自身做起，積極探索，主動創(chuàng)新。除了要抓住契機，更新觀念，將綠色意識融入到平時的教學(xué)中，不斷地對學(xué)生滲透“綠色化學(xué)理念”之外，更重要的是對一些產(chǎn)生污染物的實驗要千方百計地加以改進，盡量減少或徹底消除有害物質(zhì)，將污染消滅在源頭，使化學(xué)實驗對環(huán)境友好，即實現(xiàn)化學(xué)實驗的“綠色化”。
　　例如，現(xiàn)行上教版九年級化學(xué)第119頁中“一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)”實驗中由于一氧化碳不能完全反應(yīng)掉，直接排放會對空氣造成污染。但如果用酒精燈將其點燃使其轉(zhuǎn)化成二氧化碳放掉，則是一種對資源的浪費。因此，通過我的引導(dǎo)，同學(xué)們重新設(shè)計出如下的實驗裝置：
　　經(jīng)過如此改進，該裝置不僅可以防止一氧化碳直接污染空氣，而且可以循環(huán)利用一氧化碳，節(jié)約能源，從根本上實現(xiàn)了“綠色化”。
　　四、實驗的設(shè)計要趨向“微型化”
　　所謂微型化學(xué)實驗，是指用微量化的藥品在微型的儀器中進行的實驗。其特點是實驗藥品微量化及實驗儀器微量化。與常規(guī)實驗相比，由于微量實驗使用的試劑量少，故降低了實驗的三廢排放，減少了對環(huán)境的污染，也縮短了實驗時間，并且安全系數(shù)更高。微型實驗不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生的實驗、觀察、思維、自學(xué)等多方面的綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生良好的節(jié)約意識和環(huán)保意識，對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有非常重要的作用。特別是在一些條件比較差的農(nóng)村中學(xué)，為了正常地開展化學(xué)實驗教學(xué)，化學(xué)老師一方面可以發(fā)動學(xué)生收集生活中一些微型化學(xué)用品來替代常規(guī)實驗用品，另一方面應(yīng)該認真開發(fā)研制出微型實驗裝置來完成一些演示實驗。
　　例如，同樣是上教版九年級化學(xué)第60頁證明“微粒在不斷運動”的實驗，除了可以設(shè)計成上文所說的那種“簡約化”的實驗以外，也可以設(shè)計成如下的微型化學(xué)實驗：將兩支不帶針頭的注射器的內(nèi)管暫時抽出，分別放入一團沾有濃氨水的棉花和一塊井穴中依次盛有滴加了酚酞的蒸餾水的藥穴板，再放入內(nèi)管，兩注射器之間用短的膠皮管相連后水平放置。結(jié)果學(xué)生可以看到井穴中的酚酞依次先后變紅，真切地體會微粒是在不斷運動的，可收到較好的效果。
　　總之，中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)走出過去的誤區(qū)，化學(xué)老師要汲取新課程理念，加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，不斷提高自身的知識修養(yǎng)，進行大膽的改革和嘗試，用心設(shè)計出現(xiàn)象明顯，操作安全簡約，污染更小的創(chuàng)新型實驗，以滿足教學(xué)需要，從而全面地提高當代學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
　　
　　參考文獻：
　　［1］毛楊林.例談化學(xué)實驗簡約設(shè)計的策略.
　　［2］周寧懷.微型無機化學(xué)實驗［M］.北京科學(xué)出版社，2000.
　　［3］上教版義務(wù)教育課程標準實驗教科書化學(xué)（九年級）.
　　注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”