化学实验的优化设计

　　摘 要： 实验是化学学科的基础和灵魂，它在激发学生的学习兴趣，培养学生的科学探究能力，体验知识的产生与发展等方面均起着不可替代的作用。在新课程改革背景下，化学教师更应积极探索，尽力优化实验教学，全面提高学生的科学素养。作者认为应从“生活化”、“简约化”、“绿色化”、“微型化”四个方面去优化设计实验。
　　关键词： 初中化学教学 化学实验 优化设计
　　
　　新课程标准强调指出：“义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨，把科学探究作为新课改的突破口，转变学生的学习方式，激发学生积极主动地获取知识，培养学生的创新精神和实践能力。”化学是一门以实验为基础的自然科学，通过实验，不仅可以激发学生学习化学的兴趣，培养学生的科学探究能力，而且可以帮助学生亲身体验知识的产生与发展的过程。因此，在新课程改革的背景下，化学老师更应高度重视发挥实验的作用，积极探索，尽力优化实验教学，提高科学素养，促进学生的全面发展。我通过多年的教学实践与摸索，认为在化学的实验教学中除了要注重设计出具有探究性的实验外，还应从以下几个方面去优化设计实验。
　　一、实验的设计要趋向“生活化”
　　贴近生活，贴近社会，是化学新课程的一个重要理念。在化学实验教学中为了有效落实这一理念，广大教师就要以学生熟知的化学反应为切入点去设计实验进行新知的教学，从而大大激发学生的学习兴趣和求知欲望。新教材在编写时也特别注意这一点。例如现行的上教版九年级化学教材一开始，就从学生比较熟悉的物质如蜡烛、铁丝、食醋、鸡蛋、铜丝等物质设计了几个实验，探究物质发生的变化，使学生一开始就对化学产生一种亲切感，感到化学就在我们的身边，化学与我们的生活密切相关，使学生从一开始就对化学学习充满了兴趣。而在实际教学中，我们广大化学老师应根据不同的教学内容，巧妙地设计一些与生活密切相关的实验，以维持学生持久的学习兴趣。如在学习了《酸碱盐》的内容之后，可让学生去检测附近河水的酸碱度，设计实验辨别黄金的真伪；学习了材料的相关知识后，可让学生设计实验区别棉线和毛线，塑料包装袋是聚乙烯还是聚氯乙烯……这样的实验不仅可以巩固和落实化学基础知识，而且可以提高学生解决实际问题的能力使其感受化学给个人和社会带来的价值，从而以更积极的态度投入到化学的学习中。
　　二、实验的设计要趋向“简约化”
　　现行教材中实验设计与以往教材相比应该说有了较大的改进，但是个别实验仍然存在一些不足。如有些实验装置太复杂，需要的实验仪器和药品太多，很难在课堂上开展学生探究活动。为此，我们要在遵循“科学、安全、可行”的原则下，大胆创新，积极探索，设计出合理的简约装置。
　　例如，现行教材中的固液制气装置一般用试管或锥形瓶、分液漏斗或长颈漏斗和导气管组成的，这些装置由于无法去除其中的空气，因此所制的气体是不纯的。浙江盐海高级中学的左其明老师对其加以改进，改用医疗葡萄糖注射液的塑料包装袋作为主要反应容器，配合上合适的橡皮塞、注射器、带针头的输液管。改进后的装置不仅连接简单，操作方便，而且由于塑料袋质软，可变形，能排尽其中的空气，故可以制取到几乎不含空气的纯净气体。
　　再比如，对于上教版九年级化学第60页证明“微粒在不断地运动”的实验，教材中是用一只大烧杯将两只分别盛有浓氨水和滴有酚酞的蒸馏水的小烧杯罩住。由于有的学校（特别像我们这些实验条件比较差的学校），一方面很难找到大小合适的烧杯，即使有，由于烧杯空间较大，导致实验时间长，现象不明显，而且由于装置不便移动，教室后面的学生也不便观察。另一方面本实验还会挥发出具有刺激性气味的氨气而污染环境。为此，我对其改进如下：取一只大小适中的试管，先向其中滴入适量的浓氨水，然后立即塞上插有细铁丝（下端系着沾有酚酞试液的湿润滤纸）的橡皮塞。教师可拿起试管在教室内走动，指导学生观察滤纸的变化，改进后的实验不仅现象明显，实验所需时间短，而且装置简单，避免了对环境的污染，效果非常好。
　　三、实验的设计要趋向“绿色化”
　　近年来，全球范围内的环境污染愈来愈严重，保护环境，提高人们的环保意识是当代教育义不容辞的责任。而以实验为基础的化学学科，由于在某些实验过程中会产生一些有害物质，对校园环境造成了一定的污染，因此化学老师更应该从自身做起，积极探索，主动创新。除了要抓住契机，更新观念，将绿色意识融入到平时的教学中，不断地对学生渗透“绿色化学理念”之外，更重要的是对一些产生污染物的实验要千方百计地加以改进，尽量减少或彻底消除有害物质，将污染消灭在源头，使化学实验对环境友好，即实现化学实验的“绿色化”。
　　例如，现行上教版九年级化学第119页中“一氧化碳与氧化铁的反应”实验中由于一氧化碳不能完全反应掉，直接排放会对空气造成污染。但如果用酒精灯将其点燃使其转化成二氧化碳放掉，则是一种对资源的浪费。因此，通过我的引导，同学们重新设计出如下的实验装置：
　　经过如此改进，该装置不仅可以防止一氧化碳直接污染空气，而且可以循环利用一氧化碳，节约能源，从根本上实现了“绿色化”。
　　四、实验的设计要趋向“微型化”
　　所谓微型化学实验，是指用微量化的药品在微型的仪器中进行的实验。其特点是实验药品微量化及实验仪器微量化。与常规实验相比，由于微量实验使用的试剂量少，故降低了实验的三废排放，减少了对环境的污染，也缩短了实验时间，并且安全系数更高。微型实验不仅激发了学生的学习兴趣，而且培养了学生的实验、观察、思维、自学等多方面的综合能力，培养了学生良好的节约意识和环保意识，对提高学生的科学素养有非常重要的作用。特别是在一些条件比较差的农村中学，为了正常地开展化学实验教学，化学老师一方面可以发动学生收集生活中一些微型化学用品来替代常规实验用品，另一方面应该认真开发研制出微型实验装置来完成一些演示实验。
　　例如，同样是上教版九年级化学第60页证明“微粒在不断运动”的实验，除了可以设计成上文所说的那种“简约化”的实验以外，也可以设计成如下的微型化学实验：将两支不带针头的注射器的内管暂时抽出，分别放入一团沾有浓氨水的棉花和一块井穴中依次盛有滴加了酚酞的蒸馏水的药穴板，再放入内管，两注射器之间用短的胶皮管相连后水平放置。结果学生可以看到井穴中的酚酞依次先后变红，真切地体会微粒是在不断运动的，可收到较好的效果。
　　总之，中学化学实验教学应走出过去的误区，化学老师要汲取新课程理念，加强业务学习，不断提高自身的知识修养，进行大胆的改革和尝试，用心设计出现象明显，操作安全简约，污染更小的创新型实验，以满足教学需要，从而全面地提高当代学生的科学素养。
　　
　　参考文献：
　　［1］毛杨林.例谈化学实验简约设计的策略.
　　［2］周宁怀.微型无机化学实验［M］.北京科学出版社，2000.
　　［3］上教版义务教育课程标准实验教科书化学（九年级）.
　　注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”