錢(qián)勤

摘要：合理運(yùn)用改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是每個(gè)初中化學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問(wèn)題。通過(guò)典型案例分析教師在改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題，并通過(guò)教學(xué)實(shí)踐與研究，結(jié)合他人的做法，提出改進(jìn)與創(chuàng)新的幾點(diǎn)有效策略。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)與創(chuàng)新；策略

文章編號(hào)：1005-6629（2013）6-0057-04 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

化學(xué)教師需要具備創(chuàng)新意識(shí)，其中就包括根據(jù)本校的實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境、教學(xué)需求等對(duì)個(gè)別實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，以此提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的能力、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)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(guó)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(dòng)性，積極地投入到充滿(mǎn)創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)，從而大大提高教與學(xué)的效率。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)也應(yīng)當(dāng)以有利于學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展為本來(lái)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，從而更好地讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)好化學(xué)。我們結(jié)合近年來(lái)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，對(duì)此進(jìn)行了實(shí)踐與研究，并提出一些有效策略。

1.問(wèn)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(shí)際水平，適當(dāng)增補(bǔ)一些實(shí)驗(yàn)或?qū)φn本上規(guī)定的實(shí)驗(yàn)予以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出適合化學(xué)教學(xué)、質(zhì)量更高的實(shí)驗(yàn)，更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。這些成功的改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)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(jì)中出現(xiàn)一系列問(wèn)題，使實(shí)驗(yàn)很難發(fā)揮有效作用。

1.1過(guò)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(shí)驗(yàn)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(huì)出現(xiàn)在初中化學(xué)課堂上。但用生活物品替換實(shí)驗(yàn)器材，需“合情合理”。

如一位老師上“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法”新授課時(shí)，用雙氧水和二氧化錳制氧氣的演示實(shí)驗(yàn)，將發(fā)生裝置中的分液漏斗直接用注射器代替。該課時(shí)是教材第二章的新授課，學(xué)生剛接觸化學(xué)不久，對(duì)分液漏斗認(rèn)識(shí)還不深刻，更沒(méi)有掌握其操作方法。這樣的改進(jìn)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?cè)诟倪M(jìn)與創(chuàng)新時(shí)應(yīng)該注意學(xué)生學(xué)情，只有在掌握了基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法后，學(xué)生才能更好地理解替代的價(jià)值。

1.2過(guò)于信任理論，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的實(shí)效檢驗(yàn)

每個(gè)改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案若要在課堂上有效實(shí)施，都離不開(kāi)教師辛勤的準(zhǔn)備。若教師僅僅依據(jù)理論，脫離實(shí)踐，往往會(huì)遇到意想不到的問(wèn)題。

如有一次聽(tīng)了_一節(jié)“空氣”的復(fù)習(xí)課?？諝庵醒鯕夂康臏y(cè)定是這節(jié)課探究的重點(diǎn)，教材上用了紅磷完成該探究實(shí)驗(yàn)。由于是復(fù)習(xí)課，開(kāi)課老師在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了如下改動(dòng)：將紅磷改為小塊木炭，同時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)壁涂上一層氫氧化鈉溶液。從該老師的出發(fā)點(diǎn)來(lái)看，這樣的設(shè)計(jì)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(diǎn)，并在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上稍作提高。但該實(shí)驗(yàn)由于木炭燃燒較慢，從引燃到燃燒結(jié)束花了太長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)致這節(jié)課由于實(shí)驗(yàn)消耗時(shí)間長(zhǎng)，沒(méi)能完成教學(xué)任務(wù)。這說(shuō)明教師在課前實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作上是不足的，事實(shí)上實(shí)驗(yàn)如果用自制的木炭，并且磨成粉末狀，就可以縮短燃燒時(shí)間。

教師若在課前將自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案做好充分的實(shí)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(jìn)行的保障。

1.3過(guò)于考慮低層次的觀察興趣，偏離實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

很多教師認(rèn)為，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)非常感興趣，因此在課堂上總會(huì)絞盡腦汁地添加實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)未必能體現(xiàn)真正的作用，甚至“畫(huà)蛇添足”。

如有一節(jié)實(shí)驗(yàn)基本操作技能復(fù)習(xí)課，教師在課上做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：向充滿(mǎn)CO₂氣體的軟塑料瓶?jī)?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(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(jì)的實(shí)驗(yàn)，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(dá)成，否則就沒(méi)有任何使用價(jià)值。

1.4過(guò)于注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化，忽視可能的科學(xué)性問(wèn)題

將實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的一個(gè)方面，包括實(shí)驗(yàn)步驟、裝置、藥品等的簡(jiǎn)化，而通過(guò)簡(jiǎn)化，往往會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件產(chǎn)生—定影響。

如滬教版教材102頁(yè)上氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，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?jī)?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(guò)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(huì)生成堿式硫酸銅，而不是氫氧化銅。由于滴瓶所附滴管較長(zhǎng)，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(guò)少而產(chǎn)生堿式硫酸銅。

教師在給某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)化時(shí)，必須要考慮周密、科學(xué)、巧妙，實(shí)驗(yàn)如果不遵循科學(xué)原理，便不具有推廣價(jià)值。

2.改進(jìn)與創(chuàng)新的策略

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是為了解決問(wèn)題。如何避免或減少對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新中出現(xiàn)的問(wèn)題，是本文的初衷。筆者通過(guò)自己的教學(xué)實(shí)踐，并結(jié)合自身和他人的做法，對(duì)以上問(wèn)題嘗試提出了以下策略和建議。

2.1從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，合理利用教材實(shí)驗(yàn)資源

化學(xué)教材以多種形式編入了大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。如何利用好這些實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)發(fā)，使其發(fā)揮應(yīng)有的功能，是每一個(gè)初中化學(xué)教師應(yīng)認(rèn)真研究的問(wèn)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(diǎn)。目前初中化學(xué)教材中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)大多效果較好，不需要改進(jìn)。但通過(guò)實(shí)踐，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)仍然需要加以完善，對(duì)它們進(jìn)行深入探索與研究，以達(dá)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(rèn)識(shí)化學(xué)變化》中有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖1所示。從裝置連接上來(lái)看，橡皮塞得先鉆一個(gè)大小適度的孔，以便將膠頭滴管旋入橡皮塞，錐形瓶?jī)?nèi)還需放一支小試管。為了避免產(chǎn)生的二氧化碳使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)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(duì)于初識(shí)化學(xué)反應(yīng)的初中生來(lái)說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無(wú)疑會(huì)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(fù)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(cè)定，如圖2所示。改進(jìn)后，裝置簡(jiǎn)單，藥品減少，更符合學(xué)生的實(shí)際水平，并且也不用擔(dān)心內(nèi)部壓強(qiáng)大而使橡皮塞彈出。

此外，教材中還有許多知識(shí)內(nèi)容沒(méi)有適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)加以說(shuō)明，若能補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)，就可以在一定程度上突出重點(diǎn)，降低難點(diǎn)，由抽象到具體、由微觀到宏觀、由深?yuàn)W到淺顯、由枯燥到生動(dòng)有趣，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)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(méi)有與該條件有關(guān)的任何實(shí)驗(yàn)，為了說(shuō)明這個(gè)條件，我們可以補(bǔ)充金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。金屬鈉是高中化學(xué)中較為重要的一種堿金屬，因此通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，不僅證明了這一反應(yīng)條件，同時(shí)也有利于初高中的銜接教育，很有補(bǔ)充的必要。

2.2尊重學(xué)生質(zhì)疑，做出必要改進(jìn)

改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的靈感往往源于教學(xué)，教師如果能抓住契機(jī)，在創(chuàng)新改進(jìn)時(shí)注重科學(xué)性、簡(jiǎn)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(huì)使改進(jìn)與創(chuàng)新更為成功。

如圖3所示，是白磷燃燒前后質(zhì)量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)。一次在演示該實(shí)驗(yàn)后，一個(gè)學(xué)生問(wèn)了筆者這樣一個(gè)問(wèn)題：“老師，玻璃棒加熱后伸入瓶?jī)?nèi)，瓶?jī)?nèi)空氣肯定會(huì)受熱逸出一部分的呀，兩次稱(chēng)量的質(zhì)量怎么會(huì)不變的呢？”學(xué)生的這個(gè)問(wèn)題讓筆者產(chǎn)生了對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的靈感，于是做了如圖4所示的改進(jìn)，獲得了較好的教學(xué)效果。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(pán)天平上稱(chēng)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(pán)天平上稱(chēng)量。改進(jìn)后的裝置為封閉體系，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不需要打開(kāi)，降低了實(shí)驗(yàn)誤差，且減少污染；用熱水浴引燃白磷，操作更簡(jiǎn)便；白磷燃燒在硬質(zhì)試管中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)較為安全。實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格遵循改進(jìn)原則，具有一定推廣價(jià)值。

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

2.3依據(jù)學(xué)生學(xué)情，合理改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材

生活中有很多物品可以替代實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材，具有調(diào)動(dòng)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(diǎn)，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?jī)?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(shí)我們不論場(chǎng)合，不論時(shí)間地將生活用品任意引入到課堂上，可能會(huì)產(chǎn)生適得其反的后果。

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作的考題常會(huì)在中考中出現(xiàn)，教師不僅要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)它們，還要讓學(xué)生掌握它們的使用方法，這同時(shí)也有利于學(xué)生將來(lái)在化學(xué)專(zhuān)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(zhuān)業(yè)儀器為前提，只有這樣，學(xué)生才能更加深刻地體會(huì)到替換的意義。

2.4反復(fù)試驗(yàn)，提高新實(shí)驗(yàn)方案的可靠性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究本身是一個(gè)實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)，循環(huán)往復(fù)，不斷發(fā)展進(jìn)步的過(guò)程。教師切不可把實(shí)驗(yàn)僅僅建立在理論的基礎(chǔ)上，而直接搬進(jìn)課堂。實(shí)驗(yàn)往往會(huì)受很多因素的影響，稍有不慎實(shí)驗(yàn)就可能會(huì)失敗，因此要自己先在課前嘗試新方案。而在此過(guò)程中，有時(shí)能發(fā)現(xiàn)一些意想不到的問(wèn)題。通過(guò)及時(shí)的修正，改進(jìn)或創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)成功率才會(huì)提高，教師也可將這些本來(lái)可能出現(xiàn)在課堂上的問(wèn)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(yàn)這一教學(xué)重點(diǎn)，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，筆者決定采用生活中常見(jiàn)的水垢與稀鹽酸反應(yīng)來(lái)進(jìn)行復(fù)習(xí)。這樣做比傳統(tǒng)的講授法更為直觀，同時(shí)改用水垢，比常用的大理石或碳酸鈉等實(shí)驗(yàn)室的物質(zhì)，更能貼近學(xué)生的生活，也更具實(shí)用價(jià)值。在上課前，筆者對(duì)該方案經(jīng)歷了反復(fù)實(shí)踐過(guò)程，見(jiàn)表1。

通過(guò)三次反復(fù)實(shí)踐，修正后的實(shí)驗(yàn)效果非常理想，并在課堂上成功地進(jìn)行了演示，學(xué)生非常感興趣，并且還能將酸的這個(gè)重要性質(zhì)和生活聯(lián)系起來(lái)，如在家里可以用醋來(lái)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(shí)驗(yàn)教學(xué)效益

對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)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(jià)值觀。

如之前提到的實(shí)驗(yàn)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(guò)的知識(shí)，會(huì)讓教師上得很累，學(xué)生更學(xué)得無(wú)趣。所以，本節(jié)課教師要在學(xué)生原有實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，做一定的提煉和延伸，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓化學(xué)復(fù)習(xí)課不再死氣沉沉，但實(shí)驗(yàn)必須涉及到基本實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，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(gè)操作。在操作中讓學(xué)生自己找錯(cuò)，全面激發(fā)起學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和觀察實(shí)驗(yàn)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(shí)的有效實(shí)踐和反饋。

因此，我們不僅要通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓化學(xué)課活起來(lái)，更要設(shè)計(jì)出“有用”的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)有效性的加強(qiáng)來(lái)提高學(xué)生的化學(xué)研究能力。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)研究作為一種創(chuàng)造性活動(dòng)，不能盲目地進(jìn)行。教師需要充分調(diào)動(dòng)邏輯思維，以唯物辯證法為指導(dǎo)，以實(shí)驗(yàn)原理為基礎(chǔ)，運(yùn)用探索、嘗試等多種科學(xué)方法。成功使用改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，會(huì)為有效課堂助力，進(jìn)而贏得高效的課堂；而失敗的改進(jìn)與創(chuàng)新往往會(huì)成為教學(xué)的絆腳石。教師對(duì)于每一個(gè)改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，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(jià)值等，避免進(jìn)入改進(jìn)與創(chuàng)新的誤區(qū)。合理運(yùn)用改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是我們每個(gè)化學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問(wèn)題。