中學(xué)化學(xué)創(chuàng)新實驗設(shè)計的途徑

馮存良+高小艷

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實驗是實施素質(zhì)教育的一種有效形式?；瘜W(xué)實驗以其豐富的內(nèi)涵，在培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)方面發(fā)揮獨特的作用，特別是對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用。

一、創(chuàng)新實驗設(shè)計存在的問題

當(dāng)下很多學(xué)校都在開展創(chuàng)新實驗設(shè)計的活動，但其中還存在著諸多問題，主要表現(xiàn)在：①老師將內(nèi)容擴(kuò)展一步到位，限制了學(xué)生思考和創(chuàng)新的空間;②創(chuàng)新實驗大多強(qiáng)調(diào)實驗環(huán)節(jié)的改進(jìn)，較少體現(xiàn)學(xué)科觀念和學(xué)生創(chuàng)新思路;③實驗內(nèi)容多為演示、驗證型實驗，而以學(xué)生為主體的設(shè)計、創(chuàng)造型實驗很少;④限定的條件太多，缺少開放發(fā)散的探究;⑤班級過大，不易開展學(xué)生活動;⑥學(xué)生活動耗用課時多，教學(xué)時間緊張;⑦活動用品種類、數(shù)量準(zhǔn)備困難等。

二、創(chuàng)新實驗設(shè)計的途徑

1.實驗與投影設(shè)備結(jié)合

課堂演示實驗時，只有少部分學(xué)生能看清楚，但如果讓全部學(xué)生輪流觀察，則又浪費時間。一些實驗會產(chǎn)生有害氣體，不適合長時間在教室里進(jìn)行，如電解CuCl2溶液的實驗等。這種情況下，課堂演示實驗往往流于形式，并不能真正起到作用。

因此，教師要努力改進(jìn)那些現(xiàn)象不是很明顯的演示實驗，提高其可觀察性。為便于觀察，提高實驗的可見度、清晰度，我們可采用投影儀配合實驗。當(dāng)屏幕上呈現(xiàn)一個放大了的實驗裝置時，學(xué)生對實驗誤差的分析理解就會更加深刻。比如，電解槽放大后，陽極碳棒上產(chǎn)生的氣泡就十分明顯，這時再取出另一根碳棒，在投影儀強(qiáng)光照射下它表面析出的銅就十分醒目。化學(xué)實驗與投影儀的這種有效結(jié)合，提高了實驗效率，學(xué)習(xí)效果很好。

2.創(chuàng)新小實驗開啟興趣課堂

在物質(zhì)的性質(zhì)這一類課堂上，教師多數(shù)情況下會這樣開始“今天我們學(xué)習(xí)……它的物理性質(zhì)……化學(xué)性質(zhì)……”，其間即使有相應(yīng)的實驗，也只是介紹實驗步驟和實驗結(jié)果，其余的只能靠學(xué)生自己想象。

居里夫人說過：“好奇心是學(xué)者的第一美德?！币浴对姵亍芬徽n為例，假若教師一進(jìn)入課堂即在講臺上放一個土豆（或其他多汁水果），然后在土豆上分別插上兩根學(xué)生熟悉的銅芯、鋁芯和電線，再接通靈敏電流計，當(dāng)學(xué)生驚喜地發(fā)現(xiàn)土豆居然也能產(chǎn)生電流時，那種好奇、興奮無法言喻。教師接著講解怎樣制造“水果電池”，學(xué)生就會全身心地投入其中。這樣的微型實驗同常規(guī)實驗相比，具有儀器簡單、用劑量少、反應(yīng)速率快等優(yōu)點，值得大力提倡。

3.借助多媒體，建立圖像與模型之間的轉(zhuǎn)化

教學(xué)大綱和考試說明都要求學(xué)生要有一定的三維想象能力，物質(zhì)結(jié)構(gòu)就是一個非常好的知識載體。中學(xué)化學(xué)教材中，有大量三維空間圖形，如原子模型、分子模型、與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的模型等。如CO2、H2O、CH4的分子結(jié)構(gòu)分別為直線型、平面型、正四面體型。前兩者是平面結(jié)構(gòu)，相對容易理解，而對于CH4的立體結(jié)構(gòu)，學(xué)生的認(rèn)知就存在困難。

學(xué)生在認(rèn)識弱電解質(zhì)溶液中濃度、電離程度及電離產(chǎn)生離子濃度之間的變化關(guān)系時會產(chǎn)生疑問：溶液稀釋時CH3COOH、CH3COO-和H+的濃度都在減小，為什么平衡卻向電離的方向移動？此時，教師可以借助電腦模擬一個理想實驗來幫助學(xué)生理解，假設(shè)在一個容器中加入少量一定濃度的醋酸溶液，然后向其中不斷加水稀釋，此時CH3COO-與H+之間的距離就不斷增大，二者碰撞結(jié)合成CH3COOH的幾率減小。體積無限大時，幾乎每一個分子都會電離，離子結(jié)合成分子的可能性幾乎為零，因此平衡向電離的方向移動。如此直觀的演示，自然有助于學(xué)生的理解了。

化學(xué)實驗創(chuàng)新應(yīng)堅持清潔化（綠色化）、趣味化、生活化、微型化的基本原則，達(dá)到節(jié)省實驗經(jīng)費、保證操作安全、減少環(huán)境污染、節(jié)省實驗時間、彰顯實驗過程的目的，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。