摘 要:中等教育類三大化學(xué)主流期刊、全國(guó)化學(xué)優(yōu)質(zhì)課大賽、全國(guó)和部分省市實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽等所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)研究成果為廣大教育工作者提供了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的實(shí)踐基礎(chǔ)和研究方向,通過對(duì)這些研究成果進(jìn)行歸納、分析,提出了高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的“五化”創(chuàng)新視角和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件、調(diào)整實(shí)驗(yàn)試劑、增補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)等優(yōu)化策略。
關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新;優(yōu)化策略
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn)是提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要保障,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要舉措。為了最大化地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,我國(guó)一線教師、教育科研工作者作了大量的研究工作,并取得了豐碩的研究成果。這些成果主要外顯于《化學(xué)教學(xué)》《化學(xué)教育》《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》等期刊、歷屆全國(guó)或省市高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課展示活動(dòng)和各級(jí)部門組織的儀器創(chuàng)新大賽等。通過對(duì)這些外顯成果的分類、整理、歸納,我們可以從中得出高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的研究視角和實(shí)施策略。這些研究視角和策略對(duì)廣大教育工作者提供了實(shí)驗(yàn)再創(chuàng)新的實(shí)踐基礎(chǔ)和研究方向。
一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的研究視角
對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新視角而言,由于研究者所處的環(huán)境和研究水平的差異,提法有所不同。有的提出“依標(biāo)務(wù)本”“開放性探究”“聯(lián)系實(shí)際”“簡(jiǎn)約易成”“安全環(huán)!钡母倪M(jìn)原則;有的提出 “趣味化、探究化、生活化、綠色化、可視化”的研究視角[1];還有的提出“直觀性、安全性、簡(jiǎn)易化、科學(xué)性”的優(yōu)化原則[2]等等。如果對(duì)上述觀點(diǎn)作系統(tǒng)的歸納與分析,總結(jié)與概括,不難得出實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的“五化”研究視角,即生活化、生態(tài)化、生動(dòng)化、微量化、定量化。
(一)生活化
實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新生活化是指充分借助各種生活資源或自然資源、社區(qū)資源來改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯、直觀。目前用于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的生活用品主要包括注射器、輸液袋、輸液管、筆桿、塑料瓶、塑料盒、丟棄的太空杯、電烙鐵、電加熱棒、粉筆、亞力克板、音樂賀卡、橡皮泥、氣球、節(jié)能燈管、小風(fēng)扇、計(jì)數(shù)器等。如華南師范大學(xué)韋新平、錢揚(yáng)義教授利用帶針頭的針筒、塑料滴管、試管、藥片板、青霉素瓶改進(jìn)乙炔的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)[3];應(yīng)用貞子果檢驗(yàn)鐵元素、醛基和制作pH試紙;運(yùn)用飲料瓶完成爆鳴實(shí)驗(yàn)、酸性氧化物性質(zhì)的驗(yàn)證和制作凈水器等[4]。生活化的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新不但可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本、提高實(shí)驗(yàn)效率,而且還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、培養(yǎng)學(xué)生“變廢為寶”的學(xué)科思想和環(huán)保意識(shí)。
(二)生態(tài)化
教育生態(tài)學(xué)認(rèn)為真正的教育必須直面生命,滿足生命發(fā)展需要,彰顯生命活力,提升生命質(zhì)量。在化學(xué)教學(xué)中要構(gòu)建生態(tài)化課堂,需要以生態(tài)化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新為基本保障,需要教師樹立綠色化學(xué)觀念,關(guān)注環(huán)境友好化學(xué)實(shí)驗(yàn),以避免化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和學(xué)生的傷害。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的生態(tài)化就是指在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新過程中運(yùn)用生活化的素材優(yōu)化實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的無(wú)害化、綠色化。目前對(duì)生態(tài)化的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新主要有以下幾種形式:一是將有毒氣體的制備實(shí)驗(yàn)或易被空氣氧化的實(shí)驗(yàn)由敞開體系改為封閉體系。如利用生活中的輸液袋和注射器進(jìn)行銅和稀、濃硝酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)、氫氧化亞鐵制備實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)等。二是對(duì)有毒氣體的制備和性質(zhì)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),體現(xiàn)綠色化學(xué)理念。如對(duì)NOx、Cl2和SO2的制備和性質(zhì)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)[5],自制環(huán)保型防泄漏實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證CO2、SO2、Cl2的性質(zhì)和進(jìn)行銅與濃硫酸(或濃硝酸)、H2S與SO2的反應(yīng)等[6]。三是對(duì)教材中的部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微量化設(shè)計(jì),使現(xiàn)象更加明顯。如對(duì)石蠟的裂化實(shí)驗(yàn)、溴乙烷消去反應(yīng)、煤的干餾、SO2和Cl2的系列化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的微量化設(shè)計(jì)[7]。無(wú)論采用何種形式的設(shè)計(jì),其根本宗旨都是為了實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”,避免環(huán)境污染,保護(hù)人體健康。
(三)生動(dòng)化
實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的生動(dòng)化是指將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過趣味實(shí)驗(yàn)、魔術(shù)化學(xué)、游戲化學(xué)的方式進(jìn)行呈現(xiàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)情境中感受到化學(xué)美,并從中感受到樂趣,形成知識(shí)的意義建構(gòu)。這種實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新適用于元素化合物或有機(jī)物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué),例如利用可樂與包有Na2O2的脫脂棉來研究Na2O2與CO2的反應(yīng)(神奇的可樂實(shí)驗(yàn));將浸過品紅的紙花研究SO2的漂白性或自制小白花研究FeCl3溶液與KSCN、KI淀粉溶液的反應(yīng)(變色花實(shí)驗(yàn));通過向事先浸潤(rùn)過KSCN溶液的酒杯中倒入FeCl3溶液,再倒入鮮橙汁(調(diào)酒實(shí)驗(yàn));將茶水倒入燒杯,用醮有鐵鹽的玻璃棒攪拌茶水,然后再倒入維生素C來研究鐵鹽的性質(zhì)(神奇的茶水);利用苯酚和酒精進(jìn)行牛奶變清水實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新都是建立在學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)之上,以學(xué)習(xí)、生活、科技知識(shí)為背景展開的,以其獨(dú)特的現(xiàn)象、新穎的實(shí)驗(yàn)方法而受到學(xué)生的青睞。生動(dòng)化的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué),能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和人文精神、化學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。
(四)微量化
微量化實(shí)驗(yàn)是建立在早期的微型化實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的,它能夠克服微型實(shí)驗(yàn)演示的弊端。它運(yùn)用微小量的試劑在較常規(guī)的儀器中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),依然能夠得到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。微量化實(shí)驗(yàn)不但可以彌補(bǔ)微型實(shí)驗(yàn)的不足,而且還具有省時(shí)、經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)象直觀生動(dòng)、易于操作的特點(diǎn),從而受到一線教師的歡迎。目前取得的微量化研究成果主要有:氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微量化設(shè)計(jì)(于永明等)、套管式氣體多重性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微量化研究(王超)、檢驗(yàn)火柴頭中硫元素的幾套微量化改進(jìn)方案、蔗糖炭化實(shí)驗(yàn)的微量化和綠色化改進(jìn)、鈉和硫反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的微量化設(shè)計(jì)(賈同全)等等。微量化實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn),拓展了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的新渠道,隨著研究的不斷深入,已逐漸得到人們的重視和應(yīng)用。
(五)定量化
對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量化設(shè)計(jì)創(chuàng)新,是近年來興起的一種研究潮流。目前對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量化設(shè)計(jì)的方式有三種:一是為了獲取實(shí)驗(yàn)最佳條件而進(jìn)行的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這種定量研究常采用正交表來完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究。如利用正交實(shí)驗(yàn)法研究“黑面包實(shí)驗(yàn)”、鐵與水蒸氣反應(yīng)的最佳條件。二是借助傳感器和信息技術(shù)對(duì)抽象難懂的科學(xué)理論實(shí)驗(yàn),或需要捕捉實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),或需要進(jìn)行定量研究的科學(xué)實(shí)驗(yàn)等,進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究。這種方式使化學(xué)實(shí)驗(yàn)由創(chuàng)新走向了創(chuàng)意設(shè)計(jì)。如利用微電流傳感器探究原電池產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原因、利用色度計(jì)測(cè)定抗貧血藥物中鐵的含量、亞硝酸鈉的含量等。三是利用探究變量思想,通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式,研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度、化學(xué)平衡的影響等。如過氧化氫提取海帶中碘的實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化等。
二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新途徑
(一)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方式
化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法是根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康,通過運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備、裝置等物質(zhì)手段,在特定實(shí)驗(yàn)條件下,改變化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的狀態(tài)或性質(zhì),通過實(shí)驗(yàn)觀察獲得各種化學(xué)科學(xué)事實(shí),以探究化學(xué)問題的一種科學(xué)研究方法。為了適應(yīng)新課程改革,對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn),已從傳統(tǒng)單一的、照單拆抓藥式的實(shí)驗(yàn)教學(xué),向微型化、系統(tǒng)化、探究式轉(zhuǎn)變,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更能體現(xiàn)教與學(xué)的關(guān)系,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方式的變革中培養(yǎng)化學(xué)基本素養(yǎng)。目前,以綠色化、生活化、可探性為特征的實(shí)驗(yàn)方式主要有以下三種情況:一是將敞開體系的實(shí)驗(yàn)改為封閉式實(shí)驗(yàn),進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)。如利用注射器作容器制備Fe(OH)2、NO2、Cl2等。二是充分運(yùn)用控制單一變量(注:這個(gè)單一變量可以是物質(zhì)的量、組成與結(jié)構(gòu)、物料順序、溶解度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)思想,將教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成對(duì)照性實(shí)驗(yàn)。例如利用控制變量思想研究乙酸乙酯制備中濃硫酸和飽和碳酸鈉溶液的作用或利用不同催化劑研究乙酸乙酯制備的最佳條件等。三是對(duì)某些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),借助手持技術(shù)、傳感器、數(shù)據(jù)采集器等對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在的缺陷(如①傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難以捕捉細(xì)微的科學(xué)過程;②難以將定量科學(xué)定量化;③抽象的科學(xué)理論難以理解等)。如利用微電流傳感器研究單池單液原電池、雙池單液電池、雙池雙液電池,讓學(xué)生理解單池單液原電池電流不持續(xù)、不穩(wěn)定的原因以及金橋和鹽橋的區(qū)別。這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無(wú)法做到的。近年來,借助于手持技術(shù)、各種傳感器對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)字化探究的成果常見于《化學(xué)教學(xué)》《化學(xué)教育》《化學(xué)教與學(xué)》等期刊。這些成果都增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力、拓展了學(xué)生視野、提升了學(xué)生能力。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種富有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方式。
(二)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置
對(duì)教材實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行優(yōu)化、創(chuàng)新是為了更好地體現(xiàn)“教”與“學(xué)”的關(guān)系,使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更易于學(xué)生接受。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置,就是要在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下,對(duì)現(xiàn)象不明顯、可視化差、對(duì)比難以形成、現(xiàn)象難以持續(xù)、易造成環(huán)境污染的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新。對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新方式主要有以下三種形式:①利用中學(xué)較常見的實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化重組。②利用身邊的素材、自主設(shè)計(jì)節(jié)約型或環(huán)保型的實(shí)驗(yàn)裝置來替代教材的實(shí)驗(yàn)裝置,如開發(fā)多功能燃燒瓶用于鐵絲、硫的燃燒和白磷的水下燃燒等;制備封閉U形管完成溫度對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)速率的對(duì)比、CO2與NaOH溶液反應(yīng)和CO2溶于水的對(duì)比實(shí)驗(yàn)等。③以某一種物質(zhì)為載體,將其制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行系列化設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的目的。如對(duì)SO2、氯氣、NOx、CO2等氣體的制備性質(zhì)的一體化設(shè)計(jì),就屬于這種情況。
(三)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)條件是指同特定對(duì)象相聯(lián)系,并對(duì)狀態(tài)、性質(zhì)和變化發(fā)生影響的諸因素的總和,是物質(zhì)發(fā)生變化的外在因素。它要通過物質(zhì)的本質(zhì)屬性或內(nèi)部結(jié)構(gòu)而起作用。對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化,就是要通過改變條件,運(yùn)用各種不同的實(shí)驗(yàn)比較法來獲取最佳條件。從中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)來看,實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化的主要途徑有:一是將某些實(shí)驗(yàn)由敞開體系變?yōu)榉忾]體系。這種方法主要運(yùn)用于有毒氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、部分防氧化實(shí)驗(yàn)或用于能夠與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)等。如制備Fe(OH)2時(shí),為了能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀,需要在隔絕空氣條件下進(jìn)行。二是對(duì)某些實(shí)驗(yàn)的引發(fā)方式進(jìn)行改進(jìn)。如在測(cè)量空氣中氧氣的含量時(shí)將酒精燈加熱改為電加熱棒密閉環(huán)境引燃、將鋁熱反應(yīng)的鎂條引燃電爐絲、丁烷槍引燃等。三是通過控制反應(yīng)過程的外部條件來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件(見表1),這種情況比較普遍。
(四)調(diào)整實(shí)驗(yàn)試劑
對(duì)于操作困難、易受干擾、存在副反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng),可以通過調(diào)整試劑,即尋找新的試劑來替換原有試劑,使其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯,實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論更具可靠性和說服力。如利用甲苯和Br2的CCl4代替CH4和Cl2進(jìn)行鹵代反應(yīng),用鹽的甲醇溶液代替鹽的水溶液做焰色反應(yīng),用P2O5固體代替濃硫酸在常溫下催化乙醇脫水,用氨水、2%AgNO3、20%氫氧化鈉溶液4滴、4%葡萄糖1mL代替2%AgNO3、2%稀氨水、3滴乙醛進(jìn)行銀鏡反應(yīng)和后續(xù)實(shí)驗(yàn)改進(jìn),用30%的NaOH溶液代替稀NaOH溶液與FeSO4反應(yīng)制備Fe(OH)2等。
(五)增補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)
為了增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,加深學(xué)生對(duì)某些抽象原理、概念的理解,有時(shí)需要適當(dāng)增補(bǔ)相關(guān)實(shí)驗(yàn)以彌補(bǔ)教材自身的不足。如增補(bǔ)使用電離平衡動(dòng)態(tài)演示器演示醋酸的電離,利用pH傳感器繪制0.01mol·L-1NaOH溶液分別滴定20mL 0.100mol·L-1HCl、20mL 0.100mol·L-1
CH3COOH溶液的pH值變化曲線以幫助學(xué)生對(duì)電離平衡的理解;增加使用氣壓傳感器定量研究NO2溶于水的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生從定量的角度認(rèn)識(shí)NO2與H2O的反應(yīng)等。從目前的研究來看,對(duì)教材的增補(bǔ)實(shí)驗(yàn)主要以數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)為主,如使用溫度傳感器測(cè)定自然界的水溫、酒精燈火焰溫度;用電導(dǎo)率傳感器測(cè)定電解質(zhì)的電導(dǎo)率、研究離子反應(yīng)的本質(zhì)、稀NaOH和NH4HCO3溶液反應(yīng)的順序等。這些增補(bǔ)實(shí)驗(yàn)都能不同程度地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)。
對(duì)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新,可以是單角度的,也可以是多角度的。如對(duì)人教版選修5中溴乙烷消去反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新就可以從多個(gè)角度進(jìn)行。由于溴乙烷沸點(diǎn)低(38.4℃),受熱易揮發(fā),很難通過消去反應(yīng)制得乙烯;乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)也會(huì)干擾乙烯的檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)成功率低。在不改變?cè)搶?shí)驗(yàn)教學(xué)功能的前提下,通過綜合分析,進(jìn)行下列創(chuàng)新設(shè)計(jì)可使實(shí)驗(yàn)成功率大大提高。即選用沸點(diǎn)較高的1,2-二氯乙烷(83.5℃)代替溴乙烷、用6gNaOH固體和15mL無(wú)水乙醇代替KOH的乙醇飽和溶液;選用73~75℃的熱水水浴加熱代替直接用酒精燈加熱;考慮反應(yīng)混合物充分接觸而用錐形瓶代替大試管;用礦泉水瓶來收集消去反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,然后將氣體壓入KMnO4溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。這一實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新充分運(yùn)用了裝置優(yōu)化、條件優(yōu)化、試劑調(diào)整等改進(jìn)策略。諸如此類創(chuàng)新案例還相當(dāng)多,因篇幅原因,不再贅述。
三、對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的思考
對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新主要是為了確保實(shí)驗(yàn)成功,消除學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)異,F(xiàn)象產(chǎn)生的困惑,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠滿足實(shí)驗(yàn)探究的需要等。為此,很多研究者或一線教師采用了多樣化的研究視角進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新并取得大量的成果,但通過對(duì)現(xiàn)有成果的考查與反思,有一些問題值得大家關(guān)注。
(1)在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新之前,應(yīng)采用科學(xué)的方法對(duì)其作系統(tǒng)研究,千萬(wàn)不可盲目改進(jìn)。如人教版必修1中鐵與水反應(yīng)無(wú)需改進(jìn)裝置,只需做如下優(yōu)化即可成功:脫脂棉用水打濕后擠干,塞入試管底部(塞緊),厚度達(dá)到1~2cm;還原鐵粉用量1g,鐵粉中心至棉花外沿1~2cm。用酒精燈加熱鐵粉中心2~3min即可。而有的將酒精燈改為酒精排燈(或噴燈),將試管改為硬質(zhì)玻管、玻璃彎管等做法是欠妥的。
(2)慎用微型化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。微型化實(shí)驗(yàn)因在分組實(shí)驗(yàn)、第二課堂教學(xué)中有其獨(dú)特的功能和價(jià)值而受到一些研究者的青睞。但微型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象只能近距離觀察,如果用于課堂演示,務(wù)必借助實(shí)物展臺(tái)才能達(dá)到效果。在實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)較差的地區(qū)或?qū)W校可能不適用。為了克服微型化實(shí)驗(yàn)自身存在的缺陷,建議少做微型化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,多作微量化實(shí)驗(yàn)研究。
。3)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)應(yīng)走向簡(jiǎn)約化。有的老師追求標(biāo)新立異,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了盲目改進(jìn),使其操作過于復(fù)雜。如人教版必修2中Cl2與Na反應(yīng)實(shí)驗(yàn)本身就設(shè)計(jì)安全、環(huán)保,易于操作,體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,無(wú)需再作改進(jìn)就能確保實(shí)驗(yàn)成功。如果進(jìn)行圖1所示的改進(jìn),務(wù)必會(huì)使實(shí)驗(yàn)變得復(fù)雜、操作難度加大,不可取。又如人教版必修1中銅與濃硫酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)沒有必要做如圖2所示的改進(jìn),只需在盛品紅溶液的試管口放一團(tuán)浸過NaOH溶液的棉花即可解決環(huán)保問題。
。4)慎用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新主要源于教與學(xué)的需要,經(jīng)濟(jì)快速、操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯、成功率高是實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的目的所在。教材實(shí)驗(yàn)有無(wú)必要進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)其所在教材中所處位置的功能、作用和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)效果來確定。如果濫用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)來改進(jìn)教材實(shí)驗(yàn),就可能造成實(shí)驗(yàn)成本升高、裝置復(fù)雜、教學(xué)效果提升有限等方面的問題。
。5)定量化實(shí)驗(yàn)要關(guān)注正交實(shí)驗(yàn),重視圖表、數(shù)據(jù)的采集、復(fù)合、整理、利用,關(guān)注學(xué)科方法和學(xué)科思想。
參考文獻(xiàn):
[1]劉麗麗,沈理明,韓杰.化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的視角[J].化學(xué)教與學(xué),2010(5):71-74.
[2]孫旭,黃新階.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)的研究[J].化學(xué)教育,2007(12):46-47.
[3]韋新平,錢揚(yáng)義.乙炔制備及性質(zhì)微型實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩例[J].化學(xué)教學(xué),2014(1):61-62.
[4]王錦濤,范印彬.飲料瓶在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的利用[J].化學(xué)教學(xué),2013(12):46-47.
[5]包朝龍.寧波市高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)作品薈萃[J].化學(xué)教學(xué),2014(11):42-46.
[6]譚文生.環(huán)保型氣體防泄漏實(shí)驗(yàn)裝置[J].化學(xué)教學(xué),2013(10):47-49.
[7]李光珍.五個(gè)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微量化改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué),2014(5):57-60.