高中化學實驗替代儀器對實驗教學的作用

易傳偉

摘要：新課標新概念的推廣下，探究性學習日益重要，高中化學實驗也是重要的探究內容，通過對高中化學實驗儀器“替代品”的探究，學生將更能積極主動獲取化學知識，認識、解決化學問題和開拓思維及提高科學素養。

關鍵詞：高中化學實驗?? 替代儀器?? 實驗教學

一、化學教材探究性實驗教學中儀器的局限性

化學學科的性質表明，實驗是化學學習的基點。實驗對于完成高中化學課程的任務具有不可替代的作用，無論是傳授知識、訓練技能、發展能力，培養科學態度和科學方法，還是進行政治思想教育和品德教育，都離不開化學實驗。傳統的化學實驗課堂教學，大多是為驗證概念、原理和元素化合物性質提供“證明”或“依據”的實驗，常常易被異化為“照方抓藥” ，異化為一種形式，淪為知識的附庸或點綴，基本能達到實驗教學的目的，但這種實驗教學僅重在培養學生的實驗能力即動手操作能力、觀察實驗現象和根據現象分析問題鞏固所學知識的能力，從而使很多教師產生了“實驗僅僅是一種手段”的錯覺，進而形成了“實驗是為教學服務”的誤區，“實驗失去探究功能”的盲點。

當然，在一個實驗儀器的充足的學校里，能很好的普及化學實驗。可是，在實際的條件下，某些學校實驗儀器的管理或配備方面也存在如下的問題：第一，教材所建議的實驗，如果用相應的儀器，有時現象可能不明顯或不便于觀察;第二，部分實驗儀器不能隨意拿出實驗室使用;第三，作為山區教學的學校來講，在限制性的條件下（如經濟等），導致開展實驗的儀器不足甚至沒有。這將導致學生的好奇心和求知欲受到抑制，使學生的主動性、實驗探究能力有所下降等。面對這一實際情況，為了能讓學生都有實驗做，必須制得相應實驗儀器的“替代品”。

二、替代儀器對實驗教學的作用

化學實驗儀器“替代品”可以由生活中的物品提供。下面我將從幾個方面談談實驗儀器“替代品”在探究性實驗的作用：

（1）便于觀察實驗現象，培養興趣。正確的實驗現象對學生在探究的角度上有著引導作用，獲得科學探究的樂趣和成功的喜悅。在化學必修1里，研究鈉在空氣中燃燒時所用的實驗儀器有坩堝、坩堝鉗、泥三角、三角架、酒精燈等。在做演示實驗過程中，由于鈉在坩堝里燃燒時，不利于學生觀看現象。在此，教師需要利用儀器“替代品”改進實驗，讓學生都看到明顯的現象。如：教師可以坩堝改成石棉網，但得注意那金屬鈉要綠豆大小等安全細節。用石棉網代替坩堝，能讓學生都參與實驗中，看到化學實驗的五彩繽紛，感受到實驗的神奇和樂趣。

（2）提高學生的動腦動手能力，培養科學探究實驗精神。在實驗教學中，教師應給學生多設疑，適當的給學生布置家庭小實驗，這不但可以幫助學生形成化學概念，理解和鞏固化學知識，還可以使學生獲得比較熟練的化學實驗技能及增強自主探究能力。如：①在過濾實驗中，學生可以利用飲料瓶（剪掉一半部）替代漏斗，用紗布替代濾紙，木棒代替玻璃棒，玻璃杯代替燒杯等儀器，這樣學生自己也可以在家里做個簡易的過濾實驗。②證明醋酸的酸性比碳酸強的家庭小實驗。可以把蛋殼放在玻璃杯里，然后注入適量的醋酸使之反應，觀察現象。

（3）降低實驗開展難度，讓探究實驗切實可行。在條件限制的情況下，分組實驗的開展存在一定的難度，這將不利于師生之間和生生之間的交流合作，探究實驗也無從談起。若能把儀器替代，將能降低實驗開展的難度，使學生自主探究，增強學習興趣，提高科學素養。例如：測定鋅粒與稀硫酸反應的化學反應速率（如右圖），如果實驗室的錐形瓶、分液漏斗、針筒儀器沒有或是不足，教師為了給學生分組實驗進行研究，應當和學生一起尋找實驗儀器的替代品。

從操作簡單、安全出發，氣體發生裝置可用試管和帶膠塞的導管代替，用鐵架臺固定[圖1];因為測定化學反應速率的實驗中，需要收集一定時間內的氣體體積，所以，選取的儀器其中一樣必須得有刻度值，這時可以想到用量筒替代，故收集裝置可用排水法（量筒中裝滿水）[圖2]或是將水排入量筒中[圖3]。

（4）對實驗教學有著促進作用.替代儀器的實驗教學，對教師與學生都有著促進作用。實驗中涉及到提出問題、猜想與假設、制定方案、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要素。通過對實驗儀器“替代品”的探究，教師開拓視野，發散思維，與學生一起制取儀器替代品，從中獲取教學經驗，提高教學能力，自我增值;學生則通過探究實驗掌握實驗原理，寫出實驗方案，體會和深化實驗儀器的作用，提高科學探究能力和學習興趣并積極主動獲取化學知識、解決化學問題以及拓展思維。

綜上所述，實驗儀器“替代品”對實驗教學的作用主要歸納為：第一，滿足學生實驗要求，激發求知欲;第二，培養興趣，提高探究性實驗能力;第三，增強動手和思維能力的培養;第四，使學生掌握科學方法，培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度，提高學生綜合素養。

因此，鑒于化學實驗儀器“替代品”在實驗教學的重要性，特別是在條件不足的學校里，顯得十分突出。在一定程度上，給予了學生做實驗，享受實驗的奇妙以及切身了解當時科學家是如何進行實驗探究的機會。從其衍生出來的效果也是非常顯著的，比如說增強學生的自主性、積極性、探究思維能力等，經過學生積極主動探究實驗，努力分析，可將從感性認識階段逐步上升到理性認識階段。教師加以引導學生整理實驗數據和實驗現象或發現的新問題等各種信息，然后師生之間和同學之間進行分析與討論，將能得到良好的探究實驗結果。