基于價值取向的高中化學實驗創新的兩點思考

陳霞

根據化學發展史可知，先有化學實驗，后在其基礎上形成了化學科學系統。化學是一門在自然科學基礎上發展起來的實驗科學。無論是課堂演示實驗還是學生分組實驗，高中化學教師在教學過程中的合理利用可以激發學生興趣、提高學習效率、培養科研精神。正因如此，每個版本的高中化學教科書中都安排有實驗教學內容。為了讓學生明確實驗流程，一般書中都有完整的實驗方案。根據實驗原理、實驗裝置、實驗的注意事項以及具體實驗操作，學生掌握貫穿實驗中的化學知識。但在實際操作過程中，教科書中提供的實驗方案或多或少存在缺陷，不利于實驗的進行，許多一線教師根據長期教學實踐設計出很多創新實驗。不過當前有很多教師的實驗創新雖然彌補了傳統實驗方案的諸多不足，但也隱藏著更大的缺陷，那就是“實際操作價值”。價值的創造和獲得也包括價值的選擇，如何讓教師的創新實驗獲得最大價值，本文就該話題進行探討，望能有助于高中化學實驗的發展。

一、創新必須堅持合理的價值取向

實驗創新，應該完善實驗本身，比如更易操作、現象更明顯等。實驗創新，應該培養學生的創新意識、形成科學態度，提升學生的基本素質。實驗創新，應該幫助教師提升再創造能力。此時明確實驗創新目的，才能準確把握實驗創新的方向，創造價值。

1.創新意識的培養

人們依靠創新意識進行創造活動，它是再創造的內在動力，是實現創造的必要條件。根據資料表明，學生時代培養和開發創新意識效果俱佳。教材中的演示實驗和學生實驗都有詳細的實施步驟，也是物質制取和性質實驗中接近最佳的方案。教師對書本提供的實驗進行創新設計，也是讓學生知道“盡信書不如無書”，明白“最佳”也可以更加優化的。在創新設計的潛移默化下，學生創新意識必然得到提高。

2.科學精神的形成

求真、求實、求新、求變的基本素養才是科學精神。進行化學實驗，觀察實驗現象，分析內在原因，得出實驗結論本來就是“求真、求實”。

例如，在濃硫酸催化條件下，制備乙烯不僅需要控制溫度為170℃，且驗證乙烯的化學性質還需要進一步的凈化。因為在制備過程中，會生成SO2這樣的雜質氣體。如果直接通入酸性高錳酸鉀溶液，根據褪色現象說明乙烯的化學性質就有違于科學精神。因此在化學知識學習過程中，化學實驗是培養學生科學精神最重要、最直接的方法。

3.綠色化學的體現

很多化學實驗都會產生對環境有污染的有害物質，此時除去有害物質或者變害為寶就能充分體現“綠色化學”，實現人類自身和環境的可持續發展。其實從教材的改版我們也看到了“綠色化學”的價值取向，例如，教材刪除了實驗室制取“硫化氫”的實驗，因為“硫化氫”含劇毒，即使整個實驗室制備過程處于通風狀態減少了對課堂上師生身體的直接危害，但是硫化氫在實驗過程中排入大氣會造成大氣污染，教材中也刪除了對人體危害性較大的“苯的硝化反應”實驗。人教版改版的這一舉措給我們的實驗創新指明了方向，我們實現創新必須堅持安全、綠色、環保的價值取向。

例如，在進行銅和稀硝酸的反應時，如果根據書本上的裝置會讓大量NOx排放到空氣中，污染環境。很多教師會在反應裝置后添加一個裝有NaOH溶液的試劑瓶吸收尾氣。也有些教師采用注射器作為容器，將銅絲置于注射器中，將注射器針頭插入橡皮塞，吸進稀硝酸后完成實驗。整套裝置密封性極好，提別是產生的NO是無色氣體氣體，能夠長時間存在，便于觀察。這種創新實驗才是具有價值的綠色實驗。

二、選擇科學手段體現創新的價值取向

為了滿足需要，手段是創造價值需要的條件。教師在進行化學實驗創新過程中，自然包括了如何正確選擇科學的手段實現價值。

1.讓實驗操作變得更簡單、明晰

實驗裝置變得更為簡單，操作更簡捷，實驗時間更短，現象更明顯等等這樣的創新是有價值的，也是我們實驗創新的目標所在。無論是課堂演示或者學生分組實驗，都要考慮課堂的完整性，實驗改進都要比書本步驟更適合課堂教學，不能一味的追求“新”而缺乏“質”。

例如在展示苯的燃燒實驗時，苯是有毒物質，取樣太多污染環境且燃燒時產生濃濃的黑煙。此時教師可以取幾滴苯的樣品，滴于粉筆上，實驗過程簡潔明了，現象易觀察。

再如，驗證鎂條在空氣中燃燒時不僅有氧化鎂生成，還伴有較多的氮化鎂。氮化鎂與氧化鎂相比，有特殊的化學性質，其與水反應會產生氨氣。該實驗的測試就是利用將燃燒產物與水反應，最后驗證是否有氨氣的生成，進而證明氮化鎂的存在。實驗過程中需要注意一些小細節，否則現象非常不明顯。首先點燃鎂條時用的坩堝底較深，這樣減緩空氣的流動，增加鎂條與N2的反應，減少氧氣的反應。其次，盡管如此，燃燒過程中產生的氮化鎂還是相當少的，燃燒反應可以將兩塊表面皿相扣。濕潤的紅色石蕊試紙沾在上面的表面皿上，把燃燒產生的固體放于下面的表面皿，作為反應室，加上水，迅速扣上。這樣很容易觀察到試紙變藍。

2.讓實驗裝置、操作變得更巧妙，創新彰顯趣味性

創新未必需要推導重來，也許創新就僅僅是一個小小的改變，卻讓實驗現象更為清晰，讓學生更容易記住實驗現象中蘊含的本質特征。

例如在進行過氧化鈉與水的實驗時，很多老師會采用“滴水生火”的創新實驗。在一團脫脂棉中包裹少量過氧化鈉固體，放置于石棉網上，再滴入2滴～3滴水，可以看到棉花最終燃燒起來。這個創新是極小的改變，卻讓學生一下子就記住了這個反應的特征。

再如，教材上在制取乙炔通常采用的是用電石與飽和食鹽水反應。由于反應較為劇烈，為防止反應產生的泡沫沖入導管發生堵塞，常常在導管口處塞上棉花。筆者在教學過程中對該實驗進行了如下的改進：先在一支大試管中加入約1/5的食鹽水，然后在試管口塞上脫脂棉，在脫脂棉的上方放一塊電石。實驗開始時，稍微傾斜試管，充分讓水分浸潤脫脂棉。再試管豎直，反應中不會產生泡沫，氣量也較為平穩，這是因為在脫脂棉中的水與電石均勻地發生反應。

3.讓實驗消耗更節省

化學實驗往往是消耗型的，如果我們能夠盡可能在不影響實驗現象觀察和結論得到的基礎做到節約的話，那也充分體現了創新的價值。

例如，在實驗需要的試劑比較貴、量比較大時，如果能夠減少用量或找到價格相對低廉的替代品；化學儀器有很多是易碎的玻璃器材，如果能夠減少器材的破損率等等，都是節約有助于實驗消耗的創新之舉，如教材中用氯化銨與氫氧化鈣反應來制取氨氣的實驗，試管的破損率比較大，筆者在實驗中嘗試著用硫酸銨與氫氧化鈣，即用氯化銨與氫氧化鈣進行實驗，結果發現，試管破損率大大降低。

（收稿日期：2014-09-24）