高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方法探究

摘" 要：鑒于化學(xué)學(xué)科在高中教育體系的重要性，同時(shí)考慮到化學(xué)學(xué)科本身涉及較多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此，必須重視高中化學(xué)教學(xué)過程中關(guān)于實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)有效性。這是因?yàn)橛行У膶?shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神，這對(duì)于學(xué)生的價(jià)值觀以及核心素養(yǎng)的培育至關(guān)重要。考慮到高中化學(xué)教材中所包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)有限，因此有必要在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度上的改進(jìn)和創(chuàng)新，除了更好地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培育作用之外，也能夠大幅度地提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。基于此，本文重點(diǎn)分析有關(guān)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的相關(guān)方法，希望對(duì)廣大高中化學(xué)教師有所幫助。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)改進(jìn);方法

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的必要性分析

針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的關(guān)鍵在于更好地加深化學(xué)和學(xué)生日常生活之間的聯(lián)系，例如在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示，然后讓學(xué)生回家之后思考實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，并自主進(jìn)行一些趣味實(shí)驗(yàn)的探究，往往能夠大幅度提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)成果。在新課標(biāo)背景下，關(guān)于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)需要嚴(yán)格遵循相關(guān)要求。例如在教授關(guān)于碳酸鈉化學(xué)性質(zhì)探究以及化學(xué)反應(yīng)過程中質(zhì)量變化相關(guān)知識(shí)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，教材中所包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在一定的問題，如在試管口固定氣球不太方便，很容易漏氣。因此，有必要在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行一些改進(jìn)。通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)之后，能夠有效避免教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)氣球脫落或者是漏氣的問題，節(jié)約化學(xué)試劑的同時(shí)，兼具環(huán)保效果，能夠使化學(xué)現(xiàn)象更明顯，滿足關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的需要。通過氫氧化鈣粉末和氯化氨晶體進(jìn)行反應(yīng)，所得氨氣數(shù)量相對(duì)較少，會(huì)影響最終的實(shí)驗(yàn)效果，無(wú)法保證學(xué)生能夠準(zhǔn)確地感受到反應(yīng)過程中吸熱或者是溫度降低的變化。也需要對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，在原實(shí)驗(yàn)所使用的化學(xué)材料基礎(chǔ)之上增加lmL的水，可使整個(gè)反應(yīng)更為劇烈，現(xiàn)象更加明顯，讓學(xué)生切實(shí)感受到化學(xué)反應(yīng)過程中所伴隨的熱量的變化。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的理論基礎(chǔ)

（一）宏觀上清晰辨識(shí)，微觀上細(xì)致探析

對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，分別從宏觀和微觀兩個(gè)層次進(jìn)行，宏觀層面掌握實(shí)驗(yàn)應(yīng)用情況，微觀層面則分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)在化學(xué)聯(lián)系，形成嚴(yán)密的化學(xué)邏輯聯(lián)系。

（二）變化觀念，平衡思想

借助實(shí)驗(yàn)，針對(duì)化學(xué)物質(zhì)變化條件進(jìn)行揭示，普及化學(xué)內(nèi)因和外因，量變引起質(zhì)變關(guān)系，探究化學(xué)規(guī)律。

（三）提出證據(jù)進(jìn)行推理，固定模型提升認(rèn)知

要求學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)過程，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考影響實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的因素。以化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為基礎(chǔ)，完成實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建，增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)思維。

（四）科學(xué)實(shí)驗(yàn)細(xì)致探究，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)

合理處理教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開展學(xué)生自主探究，了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)，注重化學(xué)形式創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

（五）培養(yǎng)科學(xué)精神，強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任

學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科精神，獲得知識(shí)儲(chǔ)備增長(zhǎng)，形成學(xué)科智慧，養(yǎng)成正確的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，關(guān)注社會(huì)層面化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

在新課標(biāo)背景之下，針對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的主要目的是更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于化學(xué)學(xué)科教學(xué)水平增長(zhǎng)的助力作用，從而取得更加理想的教學(xué)效果，致力于對(duì)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升。這就要求高中化學(xué)教師能夠準(zhǔn)確掌握關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的相關(guān)原則，例如直觀性、趣味性、安全性和科學(xué)性等。以苯酚化學(xué)性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，為確保學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)直觀地觀察到苯酚鈉溶液變渾濁的化學(xué)現(xiàn)象，部分化學(xué)教師會(huì)在實(shí)驗(yàn)前事先加入少量的稀硫酸，雖然這種行為能夠保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的快速呈現(xiàn)，但是卻影響了化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身的科學(xué)性，無(wú)法證明碳酸的酸性大于苯酚。特別是在進(jìn)入高中階段之后，化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為化學(xué)學(xué)科教學(xué)的重要組成部分，受到了高度的重視，并且占據(jù)的教學(xué)比例較大。因此，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)過程中就必須保證其科學(xué)性，做到對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化的同時(shí)，也需要圍繞化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行創(chuàng)新。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原則

（一）保障安全

部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)有著較高的危險(xiǎn)性，因此有必要借助多媒體的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)安全實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)建。部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)用于日常課堂的展示，各種實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用需要關(guān)注反映和變化的特別呈現(xiàn)，要求學(xué)生能夠?qū)τ趯?shí)驗(yàn)現(xiàn)象和變量因素形成深刻理解記憶。部分實(shí)驗(yàn)缺乏創(chuàng)新性，應(yīng)當(dāng)提前針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，通過模擬操作的方式檢驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性和創(chuàng)新性。要保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)系數(shù)較低，且具有良好創(chuàng)新性，之后再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)踐。

（二）合作自主

部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)有著較為復(fù)雜的過程，對(duì)于學(xué)生的操作技巧水平有著較高的要求，考慮到部分學(xué)生操作水平不足等實(shí)際情況，并且儀器成本相對(duì)較高，很有可能因?yàn)閷W(xué)生的錯(cuò)誤操作而導(dǎo)致儀器的損壞，加上課堂時(shí)間有限，這使得部分化學(xué)教師不愿意讓學(xué)生自主展開實(shí)踐活動(dòng)。而根據(jù)素質(zhì)教育的相關(guān)要求，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中應(yīng)給予學(xué)生更多的自主權(quán)。因此，為了保證學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的充分參與，教師需要控制一切可能影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)失敗的影響因素，包括鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技巧，叮囑學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作過程中嚴(yán)格遵守各注意事項(xiàng)等。需要具有基于學(xué)生自主進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究更大的寬容度，解決學(xué)生因意外操作而損壞儀器需要賠償?shù)暮箢欀畱n，允許學(xué)生隨意使用儀器。部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的操作內(nèi)容較多，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過合作探究的方式，共同完成實(shí)驗(yàn)的探究過程。

（三）拓展生活

高中階段的許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)，都與日常生活有著密切的聯(lián)系，但由于各種時(shí)期學(xué)生所面臨的學(xué)習(xí)壓力較大，因此很少將精力放在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課外自主探究過程中。加上化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，需要專業(yè)儀器設(shè)備的支持，而學(xué)生在日常生活中很難得到這些必備的實(shí)驗(yàn)條件。此時(shí)，教師可繼續(xù)拓展生活原則，幫助學(xué)生思索如何將生活中的一些常見材料作為實(shí)驗(yàn)器材，通過改進(jìn)的方式支撐化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的進(jìn)行。并且這種改進(jìn)策略也能夠?qū)?yán)肅的化學(xué)實(shí)驗(yàn)融入日常生活中，使得實(shí)驗(yàn)過程更加具有趣味性，更能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究興趣。

四、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的策略

（一）利用現(xiàn)代技術(shù)輔助完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)

將多媒體引入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，能夠讓學(xué)生更加清晰直觀地了解到化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中涉及的各種化學(xué)反應(yīng)。因?yàn)椴糠指咧谢瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性較強(qiáng)，不利于進(jìn)行演示操作，或者是不利于學(xué)生的自主探究，此時(shí)就可借助多媒體等視頻播放功能呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這種教學(xué)方法也能有效改進(jìn)部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、不利于學(xué)生觀察等問題。在確保學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程仔細(xì)觀察的同時(shí)，加深學(xué)生對(duì)于各種化學(xué)知識(shí)認(rèn)知的形成，對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的深刻印象。

例如在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，會(huì)涉及關(guān)于鈉和氧氣及水之間的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)。在以往教學(xué)過程中，為保證教學(xué)的安全性，教師在進(jìn)行演示時(shí)所使用的化學(xué)材料整體量相對(duì)較少，無(wú)法充分展現(xiàn)該化學(xué)反應(yīng)的劇烈程度，呈現(xiàn)出的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯，難以達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。此時(shí)就可以使用多媒體設(shè)備，向?qū)W生直觀地展示該化學(xué)實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)內(nèi)容。通過多媒體屏幕可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一定量的鈉放入水中之后會(huì)迅速冒出白光，并且還會(huì)伴隨水的沸騰。這不僅能夠保證學(xué)生近距離的觀察鈉和水以及氧氣之間的反應(yīng)過程，同時(shí)也避免了過于激烈的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，可謂一舉多得。

能夠有效抓住學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究興趣。例如在講解關(guān)于第一主族金屬性的遞變規(guī)律過程中，可以首先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)關(guān)于鈉和水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，然后向?qū)W生提出問題，思考銣與銫在水中水會(huì)產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)？有了之前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)基礎(chǔ)，學(xué)生必然會(huì)對(duì)此類實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有著濃厚的興趣。此時(shí)使用多媒體支撐的視頻教學(xué)進(jìn)行展示，向?qū)W生呈現(xiàn)各種激烈的化學(xué)反應(yīng)過程，如銣與銫在遇到了水之后的爆炸場(chǎng)面，適時(shí)導(dǎo)入第一主族金屬性遞變規(guī)律，學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的記憶會(huì)更加深刻。

（二）遵循綠色化學(xué)原則，幫助學(xué)生掌握綠色化學(xué)思想

高中階段的部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在一定的危害性，例如會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，或者是反應(yīng)過程過于激烈，在針對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行性質(zhì)檢驗(yàn)過程中，涉及的實(shí)驗(yàn)操作容易引發(fā)泄漏或者是其他問題，導(dǎo)致環(huán)境污染，針對(duì)此類實(shí)驗(yàn)，就需要進(jìn)行改進(jìn)，融合綠色化學(xué)思想達(dá)到良好化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的同時(shí)，也能夠引導(dǎo)高中學(xué)生掌握綠色化學(xué)思想的內(nèi)核，這對(duì)于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)熱情激發(fā)非常有利。例如關(guān)于有害物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究過程中，可以采用微量化原則，對(duì)反應(yīng)物或者是生成物的量進(jìn)行控制，保證實(shí)驗(yàn)效果明顯的同時(shí)，盡可能減少有害物質(zhì)。以硝酸和銅的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)為例，教師可以選擇在白瓷反應(yīng)板上放置小銅片，隨后滴入2～3滴濃硝酸以及稀硝酸溶液，并使用蘸有氫氧化鈉溶液的棉花覆蓋，不僅能夠保證學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確觀察，同時(shí)也能夠減少二氧化氮以及一氧化碳的產(chǎn)量，以減輕該實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。再如關(guān)于硫酸根離子的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生會(huì)出現(xiàn)將大量氯化鋇溶液加入其中的行為，會(huì)導(dǎo)致溶液的浪費(fèi)，并且產(chǎn)生的有毒物質(zhì)量會(huì)增加，而過量Ba2+廢液的處理無(wú)論是對(duì)于土壤或者是水資源，都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此，在開展該實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，就需要提前讓學(xué)生了解BaSO4溶解度小的性質(zhì)，隨后在具體實(shí)踐過程中逐滴進(jìn)行氯化鋇溶液的加入操作，當(dāng)出現(xiàn)白色沉淀之后，即可停止。不僅節(jié)約了相關(guān)試劑，同時(shí)也減少了廢物的產(chǎn)生，貫徹了綠色化學(xué)的思想。

（三）根據(jù)教學(xué)情況合理改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材

針對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)同樣是開展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的重要內(nèi)容。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的主要目的是取得更加優(yōu)質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，同時(shí)也能夠提高化學(xué)反應(yīng)過程中的安全性，更為重要的是節(jié)約各種化學(xué)器材以及試劑。譬如生活中的注射器能替代分液漏斗。使用生活中的一些儀器取代化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，能夠有效鍛煉學(xué)生的觀察能力，要求學(xué)生在日常生活中觀察各種細(xì)節(jié)內(nèi)容，搜集能夠替代實(shí)驗(yàn)器材的物品，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，同時(shí)也能夠引導(dǎo)學(xué)生了解化學(xué)和生活之間的密切聯(lián)系。通常在完成實(shí)驗(yàn)器材改進(jìn)之后，需要思考所選用的實(shí)驗(yàn)器材在應(yīng)用方面的局限性，例如使用眼藥水瓶替代試劑瓶意味著其不具備良好的抗腐蝕性能，因此涉及腐蝕性藥品的使用時(shí)，則不應(yīng)當(dāng)使用此類器材。所以對(duì)關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)需要思考多方面因素，注重場(chǎng)所的適用性，避免出現(xiàn)隨意性。

（四）自主總結(jié)實(shí)驗(yàn)開展的經(jīng)驗(yàn)

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，需要注意很多細(xì)節(jié)問題，教師應(yīng)給予學(xué)生操作的機(jī)會(huì)，選擇生活中的常用品代替化學(xué)儀器，或者在課堂上多準(zhǔn)備幾套化學(xué)儀器，讓學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后總結(jié)操作中的注意事項(xiàng)，如加熱試管時(shí)，應(yīng)先均勻加熱后再局部加熱。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在操作中進(jìn)行記錄、分析、思考，形成實(shí)驗(yàn)思維。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師還可鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)的流程、結(jié)果，并分別在不同的實(shí)驗(yàn)方式下總結(jié)化學(xué)原理。如去除雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生課堂上開展了雜質(zhì)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，教師還可引導(dǎo)學(xué)生通過吸收洗滌、沉淀過濾等方式去操作，鼓勵(lì)學(xué)生從不同的角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，舉一反三。

綜上所述，本文主要討論在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中關(guān)于實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的相關(guān)途徑，核心目的是提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，從而助力學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生更加深刻地理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵。

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（責(zé)任編輯：鄒宇銘）