中學化學創新實驗設計的途徑

馮存良+高小艷

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗是實施素質教育的一種有效形式。化學實驗以其豐富的內涵，在培養學生素質方面發揮獨特的作用，特別是對學生實踐能力和創新能力的培養起著舉足輕重的作用。

一、創新實驗設計存在的問題

當下很多學校都在開展創新實驗設計的活動，但其中還存在著諸多問題，主要表現在：①老師將內容擴展一步到位，限制了學生思考和創新的空間;②創新實驗大多強調實驗環節的改進，較少體現學科觀念和學生創新思路;③實驗內容多為演示、驗證型實驗，而以學生為主體的設計、創造型實驗很少;④限定的條件太多，缺少開放發散的探究;⑤班級過大，不易開展學生活動;⑥學生活動耗用課時多，教學時間緊張;⑦活動用品種類、數量準備困難等。

二、創新實驗設計的途徑

1.實驗與投影設備結合

課堂演示實驗時，只有少部分學生能看清楚，但如果讓全部學生輪流觀察，則又浪費時間。一些實驗會產生有害氣體，不適合長時間在教室里進行，如電解CuCl2溶液的實驗等。這種情況下，課堂演示實驗往往流于形式，并不能真正起到作用。

因此，教師要努力改進那些現象不是很明顯的演示實驗，提高其可觀察性。為便于觀察，提高實驗的可見度、清晰度，我們可采用投影儀配合實驗。當屏幕上呈現一個放大了的實驗裝置時，學生對實驗誤差的分析理解就會更加深刻。比如，電解槽放大后，陽極碳棒上產生的氣泡就十分明顯，這時再取出另一根碳棒，在投影儀強光照射下它表面析出的銅就十分醒目。化學實驗與投影儀的這種有效結合，提高了實驗效率，學習效果很好。

2.創新小實驗開啟興趣課堂

在物質的性質這一類課堂上，教師多數情況下會這樣開始“今天我們學習……它的物理性質……化學性質……”，其間即使有相應的實驗，也只是介紹實驗步驟和實驗結果，其余的只能靠學生自己想象。

居里夫人說過：“好奇心是學者的第一美德。”以《原電池》一課為例，假若教師一進入課堂即在講臺上放一個土豆（或其他多汁水果），然后在土豆上分別插上兩根學生熟悉的銅芯、鋁芯和電線，再接通靈敏電流計，當學生驚喜地發現土豆居然也能產生電流時，那種好奇、興奮無法言喻。教師接著講解怎樣制造“水果電池”，學生就會全身心地投入其中。這樣的微型實驗同常規實驗相比，具有儀器簡單、用劑量少、反應速率快等優點，值得大力提倡。

3.借助多媒體，建立圖像與模型之間的轉化

教學大綱和考試說明都要求學生要有一定的三維想象能力，物質結構就是一個非常好的知識載體。中學化學教材中，有大量三維空間圖形，如原子模型、分子模型、與化學反應有關的模型等。如CO2、H2O、CH4的分子結構分別為直線型、平面型、正四面體型。前兩者是平面結構，相對容易理解，而對于CH4的立體結構，學生的認知就存在困難。

學生在認識弱電解質溶液中濃度、電離程度及電離產生離子濃度之間的變化關系時會產生疑問：溶液稀釋時CH3COOH、CH3COO-和H+的濃度都在減小，為什么平衡卻向電離的方向移動？此時，教師可以借助電腦模擬一個理想實驗來幫助學生理解，假設在一個容器中加入少量一定濃度的醋酸溶液，然后向其中不斷加水稀釋，此時CH3COO-與H+之間的距離就不斷增大，二者碰撞結合成CH3COOH的幾率減小。體積無限大時，幾乎每一個分子都會電離，離子結合成分子的可能性幾乎為零，因此平衡向電離的方向移動。如此直觀的演示，自然有助于學生的理解了。

化學實驗創新應堅持清潔化（綠色化）、趣味化、生活化、微型化的基本原則，達到節省實驗經費、保證操作安全、減少環境污染、節省實驗時間、彰顯實驗過程的目的，以激發學生學習化學的興趣，提高課堂教學的質量和效率。