高中化學實驗改進策略

趙旭梅

（甘肅省定西市通渭縣第一中學，甘肅 定西）

從長期以來的教育經驗來看，實驗是化學課程中的重要研究基礎。作為化學教學中最活躍、最生動、最直觀的教學手段，實驗無疑是探究化學知識的最佳途徑。同時，在素質教育的推進過程中，實驗也成為培養學生創造能力與思維能力的有效方法。在新課改的理念中對化學實驗的要求也逐漸朝著探究化、生活化、綠色化、現代化的方向轉變。不難發現，新課改對化學實驗提出了更高的要求。從實際情況來看，在以往的實驗教學中，依然存在一些較為突出的問題。所以在高中化學教學中，為了順應新課改的要求，教師應該對實驗內容進行系統和細致的探索，并以此為基礎對實驗內容加以創新和改進。這樣一來，有利于拓寬學生的學習思路，從而逐步達到最優化的實驗教學效果。

一、高中化學實驗改進原則

為了充分保障高中化學實驗改進的質量，需要遵循一些具體的原則，這主要包括以下幾個方面。

第一，科學性。為了在實驗中透過化學現象得出最準確的實驗結論，需要遵循實驗自身的科學性，設計出更加合理的實驗方案，以此來優化實驗活動的組織流程。這一原則是進行化學實驗改進的基本保障，只有遵循這一原則，才能避免實驗改進陷入誤區，從而達到理想的實驗效果。

第二，直觀性。改進化學實驗的一個重要目的就是使實驗現象更加明顯，使每個學生都能夠準確觀察到實驗現象，這樣更加有利于實驗結論的總結。這一原則是成功改進實驗的重要標志。基于這一原則，師生可以改進實驗裝置、調整試劑的用量等。

第三，簡約性。在遵循科學性原則的基礎上，改進實驗方法、實驗裝置、實驗儀器等內容時，要力求做到簡單、易行。這樣一來，有利于避免過于復雜的實驗流程分散學生的注意力或者導致實驗的失敗。同時，這一原則也有利于提高實驗改進的效率，從而節約學習時間。

第四，安全性。無論何種形式的實驗教學，都必須將“安全第一”作為指導思想。在改進實驗時，教師需要認真思考并及時剔除實驗過程中的不安全因素，探索和歸納出更加規范的實驗步驟。同時，教師還需要不斷講解一些具有實用價值的安全事故處理方法。

第五，趣味性。對部分學生來說，化學知識是比較枯燥的。而改進化學實驗的一個重要目標，就是增強實驗內容的吸引力與刺激性，從而誘發出學生更加強烈的學習動機。為此，化學實驗的改進需要遵循趣味性原則，從而促使學生更加積極地參與到化學實驗當中。

二、高中化學實驗改進策略

（一）改進常規實驗流程

通常來講，常規實驗流程的改進主要包括兩項內容。一方面，要改進實驗的裝置。改進實驗裝置的主要目標是使實驗活動的操作更加便捷，并使實驗效果更加明顯。以“碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩定性比較”的實驗為例，常規方法是將兩者分開做，這樣不但增加了實驗時間，而且導致實驗對比不明顯。為此，教師可以將實驗裝置進行組合，如可以將裝有碳酸氫鈉固體的小試管放在裝有碳酸鈉固體的大試管中，并將組合裝置進行固定之后可以用酒精燈同時加熱。這樣的改進方式不但可以節約實驗的時間，而且突出對比的效果，從而使學生準確了解到碳酸氫鈉穩定而碳酸鈉不穩定的特質。

另一方面，要改進實驗藥品。首先，可以通過實驗藥品的改變解決學生的困惑。以“鈉的燃燒”為例，實驗中的產物會由于煤油的燃燒變成黑色雜質，并非學生所想的淡黃色固體，所以產出物不能直接用于過氧化鈉性質檢驗的實驗。這時，可以用恰當的有機溶劑取出煤油，而苯就是一種比較合適的試劑。其次，可以對藥品的使用順序進行調整。以“氫氧化亞鐵的制備”實驗為例，學生在實驗中很難觀察到白色沉淀，并且在很長時間內只能觀察到灰綠色的物質，很難發現紅褐色的物質。基于這一問題，可以調整試劑的使用順序，把硫酸亞鐵溶液滴入氫氧化鈉溶液當中，并在氫氧化鈉溶液上覆蓋一層煤油，以此來使空氣和溶液隔絕，以免氫氧化亞鐵發生氧化。這樣可以觀察到白色絮狀沉淀，且顏色保持時間較長。由此可見，在化學實驗改進當中，合理調整實驗裝置與實驗藥品是極為必要的。

（二）應用現代教育技術

在當前的社會背景下，計算機和網絡技術的發展日新月異，并且逐漸運用于教育活動中。將現代教育技術應用于高中化學實驗教學中，有利于充分發揮出輔助性的教學作用，從而對化學實驗的組織流程進行優化和改進。

現代教育技術包含多種形式，以多媒體為例，這種教育技術在高中化學實驗改進中的應用方式有以下幾種：（1）利用投影進行演示實驗，放大實驗現象。尤其是一些瞬間產生的實驗現象，更可以利用投影演示的方式引導學生觀察一些細微的實驗現象。（2）利用多媒體進行動畫演示，化抽象為具體。從本質上來講，化學反應就是原子間的重新組合，而這種微觀的變化過程是無法直接觀察到的。因此，為了使學生更加準確地理解化學概念及其原理，可以利用多媒體將化學反應過程以一種更加立體、直觀的形式呈現出來。這不但有利于學生準確理解化學實驗的原理，而且能夠鍛煉學生的思維能力與想象能力。（3）利用實驗錄制視頻規范演示操作。有些實驗受一定條件的限制，導致成功率較低，同時，有些實驗藥品或者反應物具有一定的危害性，所以教師可以錄制一些規范性的實驗操作視頻，以此來使學生學習基本的實驗方法。（4）利用多媒體搜集和呈現拓展性的實驗材料。教材中化學實驗的知識容量是比較有限的，教師利用多媒體能夠有效拓展實驗知識的教學范圍，啟發學生進行更加深入的思考。這樣一來，有利于鍛煉學生的綜合實驗能力。

為了將常規化學實驗改進為微型化實驗，通常可以采用以下幾種方法：（1）將投影和實驗相結合。傳統的化學實驗通常會使用一些比較大的儀器，而微型化實驗往往則會縮小實驗的規模。這時教師可以利用投影輔助展示實驗過程，擴大單位時間內學生可以接收到的信息，從而增強教學效果。（2）將微型化實驗和常規實驗相結合。盡管微型化實驗有很多優勢，但并非所有實驗流程均可以進行微型化的操作，尤其是攪拌、分液、過濾、控溫等實驗操作環節，在微型化實驗中是難以體現的。如配置一定濃度溶液，微型化實驗難以達到理想的效果。因此，教師需要將微型化實驗與常規實驗進行結合，從而逐步實現優勢互補。（3）將微型化實驗儀器和自制儀器結合。用玻璃微型化儀器與塑料微型化儀器組成的標準微型化實驗儀器，在微型化實驗中具有重要的應用價值。一般來說，微型化實驗儀器主要應用于反應發生裝置、收集裝置、性質檢驗裝置、尾氣處理裝置。若缺少標準化的微型實驗儀器，可以自主設計實驗儀器，如用礦泉水瓶代替實驗發生裝置，用眼藥水瓶代替試劑瓶，用一次性注射器代替長頸漏斗。

（三）引導學生自主實驗

“以學生為主體”是新課改中最重要的教學指導思想之一，在這一思想的指導下，教師需要充分發揮學生的能動性，使學生成為課堂的主人。因此，在高中化學實驗改進當中，教師可以將驗證性的實驗改進為探究性實驗。同時，教師還需要利用恰當的方式對學生進行一定的點撥，這樣一來能夠使學生從實驗活動的被動接受者轉變為實驗活動的主動參與者，從而強化實驗改進的效果。

以“氨的噴泉”實驗為例，學生通過分析可以知道壓強是產生噴泉的主要原因。接著，我會提出引導性的問題：如果用二氧化碳代替氨氣，是否還會產生“噴泉”呢？如果不能，應該怎樣改進呢？然后，學生進行了猜想，并結合自己的想法進行了動手操作。如有的學生認為二氧化碳的溶解度較小，難以產生足夠的壓強，如果使用一種可與二氧化碳發生反應的溶劑，在短時間內產生較大的壓強，就可以產生噴泉。之后，學生自主設計了實驗，發現可以用氫氧化鈉溶液代替水。最終，這種探究性的實驗改進方式，不但加深了學生對實驗原理的認識，而且使學生的主體地位得到了有效的鞏固。

（四）融入“綠色化學”理念

當前，生態環境問題日益凸顯，而化學作為一門與社會發展聯系緊密的學科，在教學中需要培養學生的科學態度與社會責任感。因此，在高中化學實驗改進中，教師應該有意識地滲透“綠色化學”的理念，逐步培養學生的環境保護意識。

首先，充分挖掘綠色實驗素材。現行的高中化學教材中除了實驗內容之外，還包括一些與環境有關的資料，比如臭氧層空洞、溫室效應、酸雨、重金屬污染、光化學煙霧等。在實驗改進中，教師需要引導學生學習相關的內容。其次，改進實驗流程。一方面，在保障實驗效果的基礎上要減少藥品的用量，以此來節約實驗藥品；另一方面，要改進實驗方法或者使用替代性的實驗藥品，減少實驗中有害物質的產生。最后，妥善處理廢棄物。要避免有害物質對環境造成危害，對于某些藥品，可以在提純、蒸餾之后進行回收利用。

綜上所述，為了充分發揮出化學實驗的積極作用，教師應該對高中階段的實驗教學給予充分的重視，并在教材常規實驗的基礎上進行適當的改進。這樣一來，有利于逐步達到最優化的實驗效果，從而循序漸進地促進學生化學素養的發展。