高中化学实验教学改进与创新之我见
甘肃省第三中学  荆红亮

[内容摘要]  化学是一门以实验为基础的自然科学。在高中化学新课程中，尤其突出了化学实验创新和探索，这就要求我们对传统的实验教学进行反思，探索出化学实验教学的新思路、新方法，合理利用新教材的各个实验，改进实验教学，更好地发挥化学实验在培养创新人才方面的重要作用。本文结合自身的教学实践，从开发简单实验仪器、增设和组合相关实验、改进演示实验的方式、开展丰富多彩的课外实验活动等几个方面谈些粗浅的认识，不妥之处敬请同行批评指正。
[关键词]  实验教学  改进  创新  设计  开发  组合
化学是一门以实验为基础的自然科学，在高中化学新课程中，化学实验既是十分重要的教学内容，也是新课程倡导的教学方式和学习方式。化学实验能够激发学生的学习兴趣，帮助学生通过实验探究形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能，培养学生的科学态度和价值观，帮助学生发展思维能力和训练实验技能，在提高化学教学质量、培养学生科学素养的功能上，具有其他化学课程内容和形式所无法比拟的特殊作用。在新教材中更加突出了化学实验创新和探索，增设了探索性实验、边讲边实验、家庭小实验、兴趣性实验。要求我们对传统的实验教学进行反思，探索出化学实验教学的新思路。新方法，合理利用新教材的各个实验，改进实验教学，更好地发挥化学实验在培养创新人才方面的重要作用。现就高中化学新教材的实验教学浅谈一些体会：
一、开发简单实验仪器或寻找仪器替代用品，创设教学情景
新课程倡导鼓励教师和实验管理人员开发实验仪器，研究低成本、少污染的化学实验。同时也鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物，设计富有特色的实验和实践活动。开发的化学实验仪器应有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。
新课程中很多化学概念和理论的形成，一般都首先从认识具体物质的性质入手。而物质的性质，必须借助于一定的实验仪器装置，在人为控制的条件下，使物质发生物理变化或化学变化时才显露出来，被学生感知。学生从获得化学实验事实的基础上形成化学概念、认识化学理论。新教材中安排使用了许多先进的仪器设备和现代化的实验手段，为高中化学教学提供了可靠的保障。但是开发一些简单的仪器装置，在化学教学中也能发挥出独特的作用。
二、增设、组合相关实验，让学生在实验中探索新知识，激起学生强烈的学习欲望
1.注重新旧知识的联系，适时增设相关实验，让学生在实验中探索新知识
为了让学生理解科学知识是在不断更新和向前发展的，在学习新知识时教师可从与之相关的旧知识入手，设计一个相应的实验，使学生在惊讶中反复对比思考，发现旧知识的局限性和片面性，从而在探索中一步步更新自己的知识。例如学生知道了燃烧是指可燃物与氧气发生的剧烈的氧化反应。在高中更新这一概念时，可设计一个镁条在二氧化碳中燃烧的实验，学生一定会惊讶：不燃烧也不支持燃烧的二氧化碳怎么会使镁条燃烧呢？此时抓住时机问：前面的结论是否错了？启发学生思考：（1）燃烧是否必须有氧气参加？（2）燃烧的现象是什么？燃烧的本质又是什么？通过分析对比，学生终于自己得出正确结论：通常讲的燃烧一般是要有氧气参加的，但一些特殊情况下的燃烧可在无氧的条件下进行。如镁条在二氧化碳中的燃烧、氢气在氯气中的燃烧等。通过探索，广义的燃烧定义很容易就让学生总结出来了：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应。这样，学生对燃烧的新概念一定会深深地印在脑子里。
2．将相关实验进行新的组合，能获得1+1>2的教学效益
将一些相关的化学实验按某种关联因素或特征进行新的组合，构成新的实验方案．爱因斯坦曾说过：“我认为，为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家．”同样，将已有的化学实验按一些共同特征或功能进行合理组合使其具有某种新的功能也是对原有化学实验的一种创新。
例如“Cu和浓HNO3的反应——蓝色喷泉实验”：实验步骤与现象：在烧瓶中滴加4mL浓硝酸，并在靠近橡皮塞（预先将石蜡熔融均匀涂抹在橡皮塞上）的长导管上缠上螺旋状粗铜丝，缓缓倒置烧瓶，接上一个盛水的塑料瓶，装配好仪器．铜与浓硝酸即开始反应，红棕色气体由下而上充满烧瓶，空气被排出，塑料瓶中有气体逸出，逸出的少量气体被收集在气球中．当整个烧瓶充满二氧化氮气体时，用手挤压塑料瓶，使少量水进入烧瓶，立即形成美丽的蓝色喷泉．实验结束，烧瓶中剩余气体的体积约占烧瓶体积的1/3。
上述实验将铜与浓硝酸反应的实验、二氧化氮与水反应的喷泉实验巧妙地组合在一起．装置简单、仪器少；两个反应连贯性强，一气呵成；操作简便，无污染（少量从水瓶中逸出的一氧化氮被收集在气球中）；实验现象明显，趣味性浓；既有定性的展示，又有定量的呈现（生成的一氧化氮体积与参加反应的二氧化氮体积的关系）．在课堂教学中使用该实验不仅能激起学生强烈的学习欲望，使学生牢固掌握相应的化学知识，而且能形成良好的教学气氛。
三、改进演示实验的方式，给学生更多的学习空间
1．改验证性实验为探索性实验。验证性实验对于学生巩固、掌握书本理论知识、提高自己的实验能力、熟练地掌握实验技能技巧是必不可少的环节。然而，须知科学实验的重要功能是其探索性。探索是发现问题、寻找规律、利用规律的有效途径。科学发展史表明，任何科学成果的发现和发展都需要经过不懈努力、不断探索才能得以实现。任何旧知识、旧成果都蕴含着新知识、新成果，都需要加以挖掘、提练。美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛上说：“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力，就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造”。这就说明了在好奇心和求知欲的动力下进行不懈努力、艰苦的探索而取得发明创造的伟大成就。而探索性的化学实验就是挖掘书本已有的实验内容的新意境、新内容，把学生导入科学探索的新起点、新境界、新高度；2．改演示实验为学生实验。充分发挥实验的作用，淡化演示实验和学生实验的界限。这是新教材实验内容编排上的特点之一。新教材中共设计了 53 个实验，但并未指明是演示实验还是学生实验，这给教学留下了很大的空间。过去，由于实验条件等因素的限制，教科书中的实验主要以教师的演示为主，学生实验也多是重复一些演示实验的内容，不利于培养学生的动手实验能力，更谈不上对学生创新能力的培养。因此，我们在实际教学过程中可以将这部分实验进行精心分类，将现有教学素材进行重组，凡是那些操作不过于繁琐、装置不过于复杂、安全性比较大的演示实验，只要实验条件允许，均可设计成探究性的学生实验，比如，二氧化锰催化过氧化氢溶液的分解、二氧化碳的性质、洗涤剂的乳化作用和指示剂与酸碱溶液的反应等。通过这样的改进让学生更直接地面对实验事实，更清晰地看到实验现象，往往学生亲自动手得出的结论，会比教师演示实验的结论更具有说服力，同时进一步加强了学生基本操作能力的训练，培养了学生的观察能力，提高了学习化学的兴趣。
四、结合实际，贴近生活开展丰富多彩的课外实验活动
1.开放化学实验室，为学生提供探究的舞台。新教材在实验内容的呈现形式上还安排了大量的家庭小实验、实验习题。家庭小实验作为学生课外实验的一种形式，目的是为了培养学生持久的学习兴趣及实验方法。这类实验的趣味性比较强，内容与实际结合紧密，实验用品简单易得。教科书中以习题的形式呈现实验，目的是鼓励学生在家中独立完成实验，这类实验习题，侧重于对所学知识和技能的应用，促使学生独立思考实验的步骤、用品、操作方法等，具有一定的探究性。但是由于学生在校时间较长，有时在家里一时很难找到相应的实验用品，许多实验在家里很难开展，开放实验室无疑能为他们提供一个新的探究舞台。因此，在实际教学过程中，可根据教学内容，利用课外活动，合理开放化学实验室，为学生完成上述实验内容提供条件；2. 举办实验展览。实验展览是用实物、模型、图片、表格对重要的实验内容和知识系统的展现形式。备课组组织学生认真观看实验展览，可取得良好的效果。实验展览包括常用仪器、基本操作、常用药品、试剂保存、气体制备、物质鉴定、定量实验、有机实验及各族综合实验等几个板块。其中，不仅包括课内重要实验内容的实物再现，而且立足于学生创造思维素质的完善和创新意识的培育，安排了一些能体现化学研究方法及实验思维技巧的相关内容，不仅力图通过展览的内容强化学生中学化学实验的感性认识，而且刻意在适当的位置，以卡片的形式给出一些与化工生产、实际生活、现代科技密切相关的思考性题目。学生在观看实验展览时，相对宽松的时间环境；实物、模型、图表等多方位的感觉刺激；穿插设计的思考题目对他们创造思维活动的启发诱导以及学生之间热烈的争执讨论，都充分调动了他们自身的学习热情和探索欲望。