摘要：中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新應(yīng)具有“大教學(xué)”視野；應(yīng)重在解釋原理、突破難點；應(yīng)促進學(xué)生的深度理解和思維發(fā)散；其方向是簡約化和綠色化。

關(guān)鍵詞：實驗創(chuàng)新跨學(xué)科簡約化綠色化

《義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011版）》明確提出：“教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學(xué)探究活動，有助于激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實驗和交流討論中學(xué)習化學(xué)知識，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。”為展示近年來中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的成果，進一步探索中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的方向，江蘇省中小學(xué)教研室于2017年4月27～28日在徐州市舉辦了第六屆中學(xué)化學(xué)創(chuàng)新實驗調(diào)演暨實驗觀摩活動。筆者有幸全程觀摩了本次調(diào)演的所有參賽實驗?；谶@次觀摩，結(jié)合平時的教學(xué)實踐，筆者對實驗創(chuàng)新也產(chǎn)生了一些新的思考。

一、實驗創(chuàng)新應(yīng)具有“大教學(xué)”視野

2014年江蘇省《關(guān)于深化教育領(lǐng)域綜合改革的實施意見》對基礎(chǔ)教育明確提出了“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”的改革任務(wù)，要求全省中小學(xué)建立、健全有利于實施素質(zhì)教育的體制、機制，切實增強學(xué)生的社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新歸根結(jié)底是教學(xué)的創(chuàng)新。各個學(xué)科的教學(xué)都有培養(yǎng)創(chuàng)新精神的義務(wù)和功能，只是優(yōu)勢和特色不同。創(chuàng)新精神的培育應(yīng)該建立在各個學(xué)科基礎(chǔ)之上，整合各個學(xué)科的知識與能力。在化學(xué)實驗創(chuàng)新中，要充分考慮化學(xué)與語文、數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科知識的關(guān)聯(lián)性，應(yīng)具有“大教學(xué)”視野，發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科綜合素養(yǎng)。

例如，張建林等老師設(shè)計的“基于智能實驗系統(tǒng)測定中和熱”創(chuàng)新實驗（如圖1），利用傳感器、3D打印、二維碼遠程控制等設(shè)備和技術(shù)，實現(xiàn)了智能化的理念，現(xiàn)場評委專家和觀摩教師都有腦洞大開之感，感嘆“化學(xué)實驗可以如此高大上啊”，該實驗設(shè)計也獲得了本次創(chuàng)新實驗比賽一等獎第一名。

化學(xué)實驗是學(xué)生參加科學(xué)實踐活動的重要渠道，因而，實驗創(chuàng)新對發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)具有極其重要的價值，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面具有深刻的意義，是培養(yǎng)學(xué)生能力和價值觀的最佳途徑之一。

二、實驗創(chuàng)新應(yīng)重在解釋原理、突破難點

實驗創(chuàng)新設(shè)計的重要價值是實現(xiàn)實驗功能增值，突破課堂教學(xué)難點，最關(guān)鍵的是對實驗內(nèi)涵的挖掘和對原理的深刻解剖。進行實驗創(chuàng)新設(shè)計首先要深入研究實驗設(shè)計的意圖，即所要達到的教學(xué)目標，其次要找準現(xiàn)有實驗存在的問題，如直觀性、可操作性、功能價值等，根據(jù)存在的問題明確實驗改進的方向和思路。

例如，許亮亮老師設(shè)計的“過氧化氫制取氧氣”創(chuàng)新實驗（如圖2），采用海藻酸鈉附著不同催化劑的樣品（Fe2O3、S），能比較直觀地觀察催化劑的狀態(tài)，對于學(xué)生理解催化劑的難點幫助很大。可以快捷回收的海藻酸鈉微球也便于學(xué)生小組合作探究完成實驗。

深化教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的觀念從理論到制度的轉(zhuǎn)變，再從制度到心理的轉(zhuǎn)變，需要不斷地研究、實踐、再研究、再實踐，其實施的過程必須逐步完成，必須凝結(jié)沉淀在化學(xué)課堂教學(xué)中，才能真正得到落實。

三、實驗創(chuàng)新應(yīng)促進學(xué)生的深度理解和思維發(fā)散

實驗的改進和創(chuàng)新要立足于教材且高于教材。實驗創(chuàng)新不能孤立為教師的個人活動，而要積極吸引學(xué)生參與進來，從而激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。在實驗創(chuàng)新中，實驗內(nèi)容、實驗步驟的與眾不同，得到的比較好的實驗效果，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，加深他們對科學(xué)的深度理解。

例如，嚴俊等老師設(shè)計的“氫氧化鈉性質(zhì)探究”創(chuàng)新實驗（如圖3、圖4）。A中氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)形成負壓，打開止水夾K1，紅色液體由C倒吸入A，再打開止水夾K2，風哨鳴叫，B中稀鹽酸倒吸入A和C。這里利用壓強的變化，讓實驗變得自動化；通過調(diào)節(jié)藥品的濃度、用量或?qū)Ч苌烊胍好嫦碌纳疃?，可觀察到不同的現(xiàn)象（可以控制濃度，使最后A中液體呈現(xiàn)紅色而C中液體呈現(xiàn)無色）。關(guān)注變換輸出的趣味設(shè)計呈現(xiàn)了精彩的化學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習興趣，促進了學(xué)生的深度理解和思維的發(fā)散，也培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力和實踐精神。

只有將科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)落實到實驗改進中，學(xué)生通過模仿、體會和領(lǐng)悟，點點滴滴，潛移默化，才能形成他們受益終身的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的行為習慣。以實驗創(chuàng)新為基礎(chǔ)的科學(xué)探究是真實促進學(xué)生深度理解、發(fā)散思維的學(xué)習過程，也能夠培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習的能力。

四、實驗創(chuàng)新的方向是簡約化和綠色化

（一）實驗操作（器材）簡約化

通常教學(xué)實驗內(nèi)容時，教師要在課前把相關(guān)實驗器材從實驗室拿到辦公室，再從辦公室搬到教室。如果實驗器材過于繁雜，對教師來說就不夠便捷。只有讓實驗器材“輕裝上陣”，即簡約化，教師才會更愿意進行實驗教學(xué)。

例如，我在做“氧氣的化學(xué)性質(zhì)演示”實驗時，通常只準備6%過氧化氫溶液和二氧化錳，僅使用一個集氣瓶在課堂中現(xiàn)場制取氧氣，然后探究氧氣的化學(xué)性質(zhì)。這里，集氣瓶既是氧氣發(fā)生器，也是氧氣收集器，并且能將木炭燃燒、蠟燭燃燒、鐵絲燃燒、硫黃燃燒等“氧氣的化學(xué)性質(zhì)演示”實驗集成到同一個實驗環(huán)境中，充分體現(xiàn)了化學(xué)實驗的簡約化。

（二）實驗設(shè)計綠色化

為了應(yīng)對日益突出的環(huán)境問題，綠色化學(xué)越來越被人們所重視。目前綠色化學(xué)研究的方向主要是實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的分子中原子全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放——這就是理想的綠色化學(xué)反應(yīng)。初中化學(xué)實驗設(shè)計綠色化能夠在減少污染，直至杜絕污染的同時，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)保意識。

例如，梁峰麗老師設(shè)計的“二氧化硫性質(zhì)探究”一體化創(chuàng)新實驗（如圖5），利用醫(yī)用輸液袋利于密封存儲氣體、便于抽取氣體樣品的優(yōu)點，實驗探究二氧化硫的漂白性、氧化性、溶解性和還原性。該實驗在保護環(huán)境的前提下系統(tǒng)展現(xiàn)了二氧化硫的性質(zhì)，并且聯(lián)系生活實際模擬了酸雨的形成過程，從而充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)的設(shè)計理念，增強了學(xué)生的環(huán)保意識，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，也培養(yǎng)了他們的思維能力和創(chuàng)新能力。

最后需要指出，化學(xué)實驗創(chuàng)新是化學(xué)教師對化學(xué)實驗的深刻理解、對化學(xué)教育的特有感悟、也是對科學(xué)精神的不懈追求；但是同時，筆者也認為，教材實驗都是經(jīng)過教育專家和學(xué)者綜合多方因素，經(jīng)過很長時間的實踐論證，蘊含著特定的人文底蘊和科學(xué)精神，因此不能改變教材中的經(jīng)典實驗的原理和本質(zhì)，很多實驗只宜在某些細節(jié)方面稍做改進。

本文系揚州市教育科學(xué)規(guī)劃立項課題“小組合作下的初中化學(xué)綜合實踐活動研究”（編號：G/16/P/230）的階段性研究成果。

參考文獻：

[1] 師保國.核心素養(yǎng)的“教”與“評”——以創(chuàng)新素養(yǎng)為例[J].人民教育，2017（3）.

[2] 李德前.例談初中化學(xué)實驗創(chuàng)新的思維方法[J].化學(xué)教學(xué)，2013（3）.

[3] 朱清勇.創(chuàng)新設(shè)計實驗 呈現(xiàn)奇妙化學(xué)[J].化學(xué)教與學(xué)，2016（2）.

[4] 肖紅梅.化學(xué)實驗教學(xué)：冷與熱的思考[J].化學(xué)教育，2014（13）.