錢勤

摘要：合理運用改進與創(chuàng)新實驗是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，同時也是每個初中化學(xué)教師在實驗教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問題。通過典型案例分析教師在改進與創(chuàng)新實驗中出現(xiàn)的常見問題，并通過教學(xué)實踐與研究，結(jié)合他人的做法，提出改進與創(chuàng)新的幾點有效策略。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)實驗；改進與創(chuàng)新；策略

文章編號：1005-6629（2013）6-0057-04 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

化學(xué)教師需要具備創(chuàng)新意識，其中就包括根據(jù)本校的實驗條件、環(huán)境、教學(xué)需求等對個別實驗進行改進與創(chuàng)新，以此提高課堂實驗教學(xué)的有效性。設(shè)計改進實驗的能力、創(chuàng)新實驗的能力也是衡量中學(xué)化學(xué)教師教學(xué)能力和業(yè)務(wù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。

20世紀(jì)末，聯(lián)合國教科文組織就明確提出了“以學(xué)生為中心”的生本教育理念。教師應(yīng)充分尊重學(xué)生，充分發(fā)揮他們的主觀能動性，積極地投入到充滿創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)活動中來，從而大大提高教與學(xué)的效率。初中化學(xué)實驗也應(yīng)當(dāng)以有利于學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展為本來進行改進與創(chuàng)新，從而更好地讓學(xué)生通過實驗學(xué)好化學(xué)。我們結(jié)合近年來初中化學(xué)實驗改進與創(chuàng)新中出現(xiàn)的一些問題，對此進行了實踐與研究，并提出一些有效策略。

1.問題提出

當(dāng)前，很多教師根據(jù)學(xué)校的設(shè)備情況和學(xué)生的實際水平，適當(dāng)增補一些實驗或?qū)φn本上規(guī)定的實驗予以改進，設(shè)計出適合化學(xué)教學(xué)、質(zhì)量更高的實驗，更好地發(fā)揮實驗教學(xué)的作用。這些成功的改進與創(chuàng)新實驗案例被廣泛推廣值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。但也有不少教師，在設(shè)計中出現(xiàn)一系列問題，使實驗很難發(fā)揮有效作用。

1.1過于注重日常物品的替代，忽視規(guī)范器材的使用

很多教師喜歡將實驗器材生活化，以往也有很多成功的例子，如飲料瓶、吸管、注射器等生活物品，常會出現(xiàn)在初中化學(xué)課堂上。但用生活物品替換實驗器材，需“合情合理”。

如一位老師上“氧氣的實驗室制法”新授課時，用雙氧水和二氧化錳制氧氣的演示實驗，將發(fā)生裝置中的分液漏斗直接用注射器代替。該課時是教材第二章的新授課，學(xué)生剛接觸化學(xué)不久，對分液漏斗認識還不深刻，更沒有掌握其操作方法。這樣的改進更適合放在復(fù)習(xí)課中或今后其他氣體發(fā)生裝置的探究中。

因此我們在改進與創(chuàng)新時應(yīng)該注意學(xué)生學(xué)情，只有在掌握了基本實驗儀器的使用方法后，學(xué)生才能更好地理解替代的價值。

1.2過于信任理論，缺乏對實驗創(chuàng)新的實效檢驗

每個改進與創(chuàng)新實驗方案若要在課堂上有效實施，都離不開教師辛勤的準(zhǔn)備。若教師僅僅依據(jù)理論，脫離實踐，往往會遇到意想不到的問題。

如有一次聽了_一節(jié)“空氣”的復(fù)習(xí)課?？諝庵醒鯕夂康臏y定是這節(jié)課探究的重點，教材上用了紅磷完成該探究實驗。由于是復(fù)習(xí)課，開課老師在原實驗的基礎(chǔ)上做了如下改動：將紅磷改為小塊木炭，同時集氣瓶內(nèi)壁涂上一層氫氧化鈉溶液。從該老師的出發(fā)點來看，這樣的設(shè)計是比較好的，可讓學(xué)生明白某些燃燒生成氣體的物質(zhì)也能替代紅磷，只需將產(chǎn)生的氣體吸收就可以了c復(fù)習(xí)課應(yīng)當(dāng)有亮點，并在原有知識的基礎(chǔ)上稍作提高。但該實驗由于木炭燃燒較慢，從引燃到燃燒結(jié)束花了太長時間，導(dǎo)致這節(jié)課由于實驗消耗時間長，沒能完成教學(xué)任務(wù)。這說明教師在課前實驗的準(zhǔn)備工作上是不足的，事實上實驗如果用自制的木炭，并且磨成粉末狀，就可以縮短燃燒時間。

教師若在課前將自己設(shè)計的實驗方案做好充分的實踐和準(zhǔn)備，就能防止這樣的情況出現(xiàn)，也是使課堂順利進行的保障。

1.3過于考慮低層次的觀察興趣，偏離實驗教學(xué)目標(biāo)

很多教師認為，學(xué)生對實驗非常感興趣，因此在課堂上總會絞盡腦汁地添加實驗。實驗固然是化學(xué)學(xué)習(xí)的主要手段，但如果一味盲目以激發(fā)學(xué)生興趣為目的，實驗未必能體現(xiàn)真正的作用，甚至“畫蛇添足”。

如有一節(jié)實驗基本操作技能復(fù)習(xí)課，教師在課上做了這樣一個實驗：向充滿CO₂氣體的軟塑料瓶內(nèi)迅速倒入適量氫氧化鈉溶液，蓋上瓶蓋，振蕩，塑料瓶變癟。實驗基本操作技能復(fù)習(xí)課，應(yīng)當(dāng)是讓學(xué)生回顧基本儀器及其操作方法，而這個實驗與這節(jié)課的主題顯然格格不入。雖然課堂上學(xué)生看到塑料瓶變癟很感興趣，但純粹是為了吸引學(xué)生，偏離教學(xué)目標(biāo)。

教師在課堂上設(shè)計的實驗，必須要突出這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，有利于教學(xué)目標(biāo)的達成，否則就沒有任何使用價值。

1.4過于注重實驗設(shè)計的簡化，忽視可能的科學(xué)性問題

將實驗簡化是實驗改進與創(chuàng)新的一個方面，包括實驗步驟、裝置、藥品等的簡化，而通過簡化，往往會對實驗條件產(chǎn)生—定影響。

如滬教版教材102頁上氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量測定實驗，教材用錐形瓶盛放硫酸銅溶液，帶有膠頭滴管的橡皮塞塞在錐形瓶上，滴管內(nèi)吸有氫氧化鈉溶液。曾有老師將該裝置改成滴瓶，硫酸銅溶液放在滴瓶內(nèi)，與滴瓶配套的膠頭滴管內(nèi)吸有氫氧化鈉溶液。能用滴瓶替代錐形瓶嗎？通過查閱資料可知，氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng)，如果硫酸銅太少，會生成堿式硫酸銅，而不是氫氧化銅。由于滴瓶所附滴管較長，幾近滴瓶底部，盛放的硫酸銅溶液體積受到限制，很容易因量過少而產(chǎn)生堿式硫酸銅。

教師在給某個具體實驗進行簡化時，必須要考慮周密、科學(xué)、巧妙，實驗如果不遵循科學(xué)原理，便不具有推廣價值。

2.改進與創(chuàng)新的策略

發(fā)現(xiàn)問題是為了解決問題。如何避免或減少對實驗進行改進與創(chuàng)新中出現(xiàn)的問題，是本文的初衷。筆者通過自己的教學(xué)實踐，并結(jié)合自身和他人的做法，對以上問題嘗試提出了以下策略和建議。

2.1從學(xué)生實際出發(fā)，合理利用教材實驗資源

化學(xué)教材以多種形式編入了大量的化學(xué)實驗。如何利用好這些實驗，加強化學(xué)實驗資源的開發(fā)，使其發(fā)揮應(yīng)有的功能，是每一個初中化學(xué)教師應(yīng)認真研究的問題。教師應(yīng)當(dāng)明確哪些該改，哪些不該改，找到合適的創(chuàng)新點。目前初中化學(xué)教材中設(shè)計的實驗大多效果較好，不需要改進。但通過實踐，我們會發(fā)現(xiàn)有的實驗仍然需要加以完善，對它們進行深入探索與研究，以達到更理想的效果，使其更符合教學(xué)需求。

如原先滬教版初中化學(xué)教材中第四章第二節(jié)《定量認識化學(xué)變化》中有這樣一個實驗，如圖1所示。從裝置連接上來看，橡皮塞得先鉆一個大小適度的孔，以便將膠頭滴管旋入橡皮塞，錐形瓶內(nèi)還需放一支小試管。為了避免產(chǎn)生的二氧化碳使瓶內(nèi)壓強大而使橡皮塞彈出，藥品又增加了澄清石灰水，用于吸收二氧化碳。對于初識化學(xué)反應(yīng)的初中生來說，該實驗出現(xiàn)兩個化學(xué)反應(yīng)，無疑會干擾學(xué)生分析大理石與稀鹽酸反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量，增加了學(xué)生的負擔(dān)。因此新的滬教版初中化學(xué)教材改用注射器完成大理石和稀鹽酸反應(yīng)前后質(zhì)量的測定，如圖2所示。改進后，裝置簡單，藥品減少，更符合學(xué)生的實際水平，并且也不用擔(dān)心內(nèi)部壓強大而使橡皮塞彈出。

此外，教材中還有許多知識內(nèi)容沒有適當(dāng)?shù)膶嶒灱右哉f明，若能補充一些實驗，就可以在一定程度上突出重點，降低難點，由抽象到具體、由微觀到宏觀、由深奧到淺顯、由枯燥到生動有趣，有利于學(xué)生對知識的掌握，更有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。如金屬與鹽溶液反應(yīng)條件之一：K、Ca、Na三種金屬不能從鹽溶液中置換出活潑性排在其后的金屬。教材中并沒有與該條件有關(guān)的任何實驗，為了說明這個條件，我們可以補充金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗。金屬鈉是高中化學(xué)中較為重要的一種堿金屬，因此通過這個實驗，不僅證明了這一反應(yīng)條件，同時也有利于初高中的銜接教育，很有補充的必要。

2.2尊重學(xué)生質(zhì)疑，做出必要改進

改進與創(chuàng)新實驗的靈感往往源于教學(xué)，教師如果能抓住契機，在創(chuàng)新改進時注重科學(xué)性、簡易性、趣味性、安全性、環(huán)保性、顯現(xiàn)性等原則去制定方案，必會使改進與創(chuàng)新更為成功。

如圖3所示，是白磷燃燒前后質(zhì)量測定的實驗。一次在演示該實驗后，一個學(xué)生問了筆者這樣一個問題：“老師，玻璃棒加熱后伸入瓶內(nèi)，瓶內(nèi)空氣肯定會受熱逸出一部分的呀，兩次稱量的質(zhì)量怎么會不變的呢？”學(xué)生的這個問題讓筆者產(chǎn)生了對這個實驗進行改進的靈感，于是做了如圖4所示的改進，獲得了較好的教學(xué)效果。

改進實驗步驟：①在硬質(zhì)試管底部放人_小粒白磷，塞上橡皮塞，將試管放人_燒杯，放在托盤天平上稱量。②將試管放在熱水浴中加熱，使白磷燃燒。③擦干試管，待試管冷卻后，放入燒杯，重新放到托盤天平上稱量。改進后的裝置為封閉體系，實驗過程中不需要打開，降低了實驗誤差，且減少污染；用熱水浴引燃白磷，操作更簡便；白磷燃燒在硬質(zhì)試管中進行，實驗較為安全。實驗嚴(yán)格遵循改進原則，具有一定推廣價值。

因此，教學(xué)中對學(xué)生產(chǎn)生的疑問，我們應(yīng)當(dāng)分析問題的原因和解決問題的方法，切不可置之不理。充分利用好教學(xué)中突顯的問題，以此作為“源頭活水”，并遵循改進原則，定能使教師設(shè)計出更理想的實驗。

2.3依據(jù)學(xué)生學(xué)情，合理改進實驗器材

生活中有很多物品可以替代實驗器材，如用眼藥水瓶替代膠頭滴管、用吸管替代導(dǎo)管、用筷子替代玻璃棒等等。用日常生活用品替代實驗器材，具有調(diào)動學(xué)生的興趣，讓學(xué)生感受到化學(xué)就在生活中等優(yōu)點，但生活用品畢竟具有一定局限l生。比如眼藥水瓶替代膠頭滴管，不易伸入試劑瓶內(nèi)；注射器替代分液漏斗，添加藥品不方便；筷子替代玻璃棒，遇到腐蝕性藥品，普通竹木制的筷子易被腐蝕等等。如果平時我們不論場合，不論時間地將生活用品任意引入到課堂上，可能會產(chǎn)生適得其反的后果。

實驗儀器的使用是化學(xué)學(xué)科所特有的，也是必不可少的，目前很多有關(guān)實驗操作的考題常會在中考中出現(xiàn)，教師不僅要讓學(xué)生認識它們，還要讓學(xué)生掌握它們的使用方法，這同時也有利于學(xué)生將來在化學(xué)專業(yè)上的發(fā)展。生活物品的替換應(yīng)依據(jù)學(xué)生的學(xué)情，應(yīng)以掌握化學(xué)專業(yè)儀器為前提，只有這樣，學(xué)生才能更加深刻地體會到替換的意義。

2.4反復(fù)試驗，提高新實驗方案的可靠性

化學(xué)實驗研究本身是一個實踐、認識、再實踐、再認識，循環(huán)往復(fù)，不斷發(fā)展進步的過程。教師切不可把實驗僅僅建立在理論的基礎(chǔ)上，而直接搬進課堂。實驗往往會受很多因素的影響，稍有不慎實驗就可能會失敗，因此要自己先在課前嘗試新方案。而在此過程中，有時能發(fā)現(xiàn)一些意想不到的問題。通過及時的修正，改進或創(chuàng)新后的實驗成功率才會提高，教師也可將這些本來可能出現(xiàn)在課堂上的問題做到心中有數(shù)。

如酸的性質(zhì)復(fù)習(xí)課，圍繞碳酸鹽的檢驗這一教學(xué)重點，為了調(diào)動學(xué)生的興趣，筆者決定采用生活中常見的水垢與稀鹽酸反應(yīng)來進行復(fù)習(xí)。這樣做比傳統(tǒng)的講授法更為直觀，同時改用水垢，比常用的大理石或碳酸鈉等實驗室的物質(zhì)，更能貼近學(xué)生的生活，也更具實用價值。在上課前，筆者對該方案經(jīng)歷了反復(fù)實踐過程，見表1。

通過三次反復(fù)實踐，修正后的實驗效果非常理想，并在課堂上成功地進行了演示，學(xué)生非常感興趣，并且還能將酸的這個重要性質(zhì)和生活聯(lián)系起來，如在家里可以用醋來除去水垢。將化學(xué)課堂向生活中延伸，讓學(xué)生帶著化學(xué)探究的理念學(xué)習(xí)和生活。

2.5符合學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)，提升實驗教學(xué)效益

對中學(xué)化學(xué)實驗改進與創(chuàng)新的不懈努力，一定要符合學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)，使化學(xué)實驗在提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果中發(fā)揮更大功能。不僅應(yīng)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情景，更要幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀。

如之前提到的實驗基本操作復(fù)習(xí)課，教師如果一味地大容量重復(fù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的知識，會讓教師上得很累，學(xué)生更學(xué)得無趣。所以，本節(jié)課教師要在學(xué)生原有實驗經(jīng)驗和實驗技能的基礎(chǔ)上，做一定的提煉和延伸，通過動手實驗，讓化學(xué)復(fù)習(xí)課不再死氣沉沉，但實驗必須涉及到基本實驗儀器的使用和基本操作。比如可以在這節(jié)復(fù)習(xí)課中讓學(xué)生親自用高錳酸鉀制取氧氣，看似簡單的實驗，可是卻包含了酒精燈的使用、藥品的取用、儀器的連接、氣體收集等多個操作。在操作中讓學(xué)生自己找錯，全面激發(fā)起學(xué)生動手實驗和觀察實驗的興趣，使其成為學(xué)生本堂化學(xué)復(fù)習(xí)課的高潮，也是本堂課學(xué)生復(fù)習(xí)的化學(xué)知識的有效實踐和反饋。

因此，我們不僅要通過實驗讓化學(xué)課活起來，更要設(shè)計出“有用”的實驗，通過實驗有效性的加強來提高學(xué)生的化學(xué)研究能力。

綜上所述，實驗研究作為一種創(chuàng)造性活動，不能盲目地進行。教師需要充分調(diào)動邏輯思維，以唯物辯證法為指導(dǎo)，以實驗原理為基礎(chǔ)，運用探索、嘗試等多種科學(xué)方法。成功使用改進與創(chuàng)新實驗，會為有效課堂助力，進而贏得高效的課堂；而失敗的改進與創(chuàng)新往往會成為教學(xué)的絆腳石。教師對于每一個改進與創(chuàng)新實驗，都要考慮是否有利于學(xué)生學(xué)習(xí)，現(xiàn)象是否明確，普遍適應(yīng)性如何，成功探究性如何，是否具有推廣的價值等，避免進入改進與創(chuàng)新的誤區(qū)。合理運用改進與創(chuàng)新實驗是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，同時也是我們每個化學(xué)教師在實驗教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問題。