張麗云

摘 要：在新課程的不斷推進(jìn)下，課堂教學(xué)的要求發(fā)生了改變，教學(xué)目標(biāo)也與以往大有不同。在化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是非常重要的組成部分。但是很多教師將實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)作了一個(gè)形式，光是讓學(xué)生按照教材中的步驟進(jìn)行操作，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是沒(méi)有辦法達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的，也對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)沒(méi)有太大的作用。因此，教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新。本文從開(kāi)發(fā)儀器、改進(jìn)方法、加強(qiáng)探究三個(gè)方面入手，闡述了新課標(biāo)中的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方法探究。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);新課標(biāo);實(shí)驗(yàn)教學(xué);方法創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新是新課程不斷推進(jìn)導(dǎo)致的必然結(jié)果，也是學(xué)生更好地成長(zhǎng)與發(fā)展的有限途徑。因?yàn)楫?dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一定的問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身的作用沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，不少學(xué)生還喪失了對(duì)化學(xué)的興趣，所以教師要將教學(xué)方式的創(chuàng)新重視起來(lái)。那么教師應(yīng)該怎么進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新呢？下列提供了幾種簡(jiǎn)單有效的方法。

一、通過(guò)開(kāi)發(fā)儀器實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)

物質(zhì)性質(zhì)是化學(xué)教學(xué)中最基礎(chǔ)的內(nèi)容，而想要去探究這些物質(zhì)性質(zhì)，就需要借助一些實(shí)驗(yàn)儀器。為了給課堂教學(xué)提供保障，教材中貼心地提供了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段，校方也購(gòu)進(jìn)了大量的先進(jìn)器材[1]。在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器的開(kāi)發(fā)可以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以給課堂教學(xué)提供保障。

例如在開(kāi)展“膠體電泳”實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，集備組都會(huì)進(jìn)行一次集備活動(dòng)，通過(guò)交流探討對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。但是在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)這些改進(jìn)方法都沒(méi)什么太大的作用，操作的時(shí)候仍舊需要較高的電壓，耗費(fèi)的時(shí)間仍舊很長(zhǎng)。但是膠體電泳實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重要內(nèi)容，發(fā)揮著重要作用，不開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)也不太好。因此，教師需要將簡(jiǎn)單儀器開(kāi)發(fā)這種方式利用起來(lái)。比如在這部分內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，想要達(dá)到的目的是：讓學(xué)生加深對(duì)膠體電泳原理的理解。而可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)單儀器有：電泳裝置、電極。在不斷的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，U形管的管內(nèi)直徑太大，將氯化鉀稀溶液和氫氧化鐵膠體放入U(xiǎn)形管中沒(méi)辦法形成清晰界面，再加上U形管的兩極有一定的距離，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候需要很長(zhǎng)的時(shí)間、更高的電壓。H形管雖然可以將兩極之間的距離縮短，但是仍舊沒(méi)有辦法形成清晰界面。但若是將長(zhǎng)為180毫米、內(nèi)徑為4毫米的玻璃管進(jìn)行彎曲，形成V形，可以有效地解決這些問(wèn)題。電極材料也是這一實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)。教材中是運(yùn)用粗銅絲當(dāng)作電極的，但是在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這一材料并不是很合適，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中損耗了陽(yáng)極銅絲。在不斷地開(kāi)發(fā)、實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)度為85毫米的2b鉛筆芯當(dāng)作電極是最合適的，想要得到最佳的實(shí)驗(yàn)效果，需要將兩極的距離保持在30毫米。另外，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要注意這些材料的使用：氫氧化鐵膠體的使用，其最大的優(yōu)點(diǎn)為色差勝于其他的膠體，便于觀察泳動(dòng)現(xiàn)象;氯化鉀溶液的使用，其比其他溶液好，因?yàn)槠渲械年庩?yáng)離子遷移速率接近氫氧化鐵膠粒的遷移速率。由此可見(jiàn)，將簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行開(kāi)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，可以提高課堂教學(xué)的效率，可以將原本耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)精力的化學(xué)實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單。而且學(xué)生可以獲得實(shí)驗(yàn)事實(shí)，并基于此加深對(duì)理論知識(shí)的理解。比如：化學(xué)概念、化學(xué)公式等。并且通過(guò)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的開(kāi)發(fā)學(xué)生可以產(chǎn)生一定的興趣，可以養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度，可以形成正確的價(jià)值觀，可以掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。

二、通過(guò)改變方法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)

雖然教材中呈現(xiàn)的內(nèi)容是有一定的依據(jù)的，但是科學(xué)在于不斷地創(chuàng)新、實(shí)踐，真理在于不斷的探索。所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，教師要給予學(xué)生一定的時(shí)間與空間，要讓學(xué)生自主地進(jìn)行探索、實(shí)踐。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的改變[2]。

（一）常規(guī)方法的改進(jìn)

例如在探究鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果讓學(xué)生按照教材中的材料、步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅操作不是特別方便，還會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功率也不是很高。而教材中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，是因?yàn)檫@一實(shí)驗(yàn)方法沒(méi)有辦法獲取到穩(wěn)定的水蒸氣氣流。

結(jié)合所學(xué)知識(shí)可以想到的解決方法為：運(yùn)用熱硫酸銅晶體粉末。在具體的實(shí)驗(yàn)中可以按照這樣的方法進(jìn)行：首先，拿出一根玻璃管，其規(guī)格是250毫米×6毫米，而且管內(nèi)要保證干燥潔凈。在玻璃管的兩端分別用紙槽加入0.5克硫酸銅晶體粉末、還原鐵粉，這兩種粉末之間要保證一定的距離，一般為100毫米左右。將膠頭利用起來(lái)，把靠近硫酸銅晶體粉末的那一端封住，然后玻璃管的另一端要借助膠管和玻璃導(dǎo)管連在一起。其次，在鐵架臺(tái)上把玻璃管固定住，進(jìn)行加熱，加熱的時(shí)候要遵循這樣的規(guī)律：先進(jìn)行還原鐵粉的加熱，時(shí)間約為半分鐘;然后再進(jìn)行硫酸銅晶體粉末。最后，將洗滌劑放在有水溶液的蒸發(fā)器皿中，然后把玻璃導(dǎo)管的口放到液面之下，當(dāng)蒸發(fā)器皿中冒出了大量氣泡，就可以將火柴點(diǎn)燃靠近氣泡，這時(shí)就會(huì)聽(tīng)到爆鳴聲。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，不僅操作簡(jiǎn)單，而且成功率較高，耗費(fèi)的實(shí)驗(yàn)材料不多，需要的時(shí)間不長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)方法的改進(jìn)對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)方法的提高有著重要作用，而且可以提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

（二）現(xiàn)代儀器的使用

教材中安排了這樣的實(shí)踐活動(dòng)——實(shí)驗(yàn)測(cè)定酸堿滴定曲線(xiàn)，這一實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生而言操作太難，而且即便完成了實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也沒(méi)辦法快速地將標(biāo)準(zhǔn)的滴定曲線(xiàn)畫(huà)出來(lái)[3]。但是隨著科技的發(fā)展，一些現(xiàn)代化的儀器可以解決這一問(wèn)題。所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將傳感器利用起來(lái)。

這樣一來(lái)，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并且其會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)在電腦上呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的滴定曲線(xiàn)。不過(guò)在進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要注意一點(diǎn)：基于攪拌均勻的情況下勻速將標(biāo)準(zhǔn)液滴入，這樣才能保證繪制出來(lái)的滴定曲線(xiàn)是圓滑的曲線(xiàn)。由此可見(jiàn)，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的時(shí)候，將化學(xué)儀器、化學(xué)試劑巧妙地進(jìn)行運(yùn)用既可以出現(xiàn)一些新奇的現(xiàn)象，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣的同時(shí)產(chǎn)生一定的探究興趣，還可以讓學(xué)生將良好的情感、靈感形成，在將科學(xué)研究方法獲取到的同時(shí)形成相應(yīng)的技能。

三、通過(guò)加強(qiáng)探究實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)

新課程明確提出，課堂教學(xué)的主體是學(xué)生，所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候要遵循這項(xiàng)原則，要讓學(xué)生自主地進(jìn)行探究，要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)、提高自身的綜合素質(zhì)、綜合能力，要讓學(xué)生全方面發(fā)展[4]。

（一）探究金屬導(dǎo)線(xiàn)是否能夠替代鹽橋

在化學(xué)教材中，蘊(yùn)含著鋅銅原電池裝置，并且這一裝置中有鹽橋。在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，教師通常會(huì)重點(diǎn)講解有關(guān)于鹽橋的知識(shí)，告訴學(xué)生在這一裝置中鹽橋占有多么重要的作用。但是在講解完這些知識(shí)后，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生一定的疑惑，即：金屬導(dǎo)線(xiàn)是否能夠替代鹽橋。為了解決自己的疑問(wèn)，有學(xué)生用銅導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并且發(fā)現(xiàn)銅導(dǎo)線(xiàn)能夠使裝置產(chǎn)生電流，而且其作用比鹽橋大。

由于銅導(dǎo)線(xiàn)隸屬于金屬導(dǎo)線(xiàn)，所以學(xué)生們默認(rèn)為金屬導(dǎo)線(xiàn)是可以代替鹽橋的。但是教材中的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是前人們經(jīng)過(guò)不斷的探究總結(jié)出來(lái)的，是不可能沒(méi)有理論支撐的。而教材中之所以提到的是鹽橋而不是金屬導(dǎo)線(xiàn)，是因?yàn)榻饘賹?dǎo)線(xiàn)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所起到的運(yùn)用僅僅只是導(dǎo)體，并不能讓陰陽(yáng)離子靠近兩個(gè)半電池，也就是說(shuō)沒(méi)有辦法使電解質(zhì)溶液呈現(xiàn)出電中性。但是怎樣才能讓學(xué)生明白這一點(diǎn)呢？教師就需要通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生分別利用銅絲、鐵絲、鋅片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用其去探究是否金屬導(dǎo)線(xiàn)能夠代替鹽橋。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，銅絲和鋅片擰在一起，并且沾一些硫酸銅溶液，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候是沒(méi)有電流的。那么怎樣去解釋某些金屬導(dǎo)線(xiàn)可以代替鹽橋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并且產(chǎn)生了電流這一現(xiàn)象呢？其實(shí)這個(gè)現(xiàn)象的原理很簡(jiǎn)單，銅導(dǎo)線(xiàn)、鋅片、硫酸鋅溶液這三個(gè)物質(zhì)在一起無(wú)意間起到了原電池的作用，銅片、硫酸銅溶液、銅導(dǎo)線(xiàn)在這里起到的是導(dǎo)體作用，因?yàn)檫@時(shí)的電阻要小于鹽橋，所以可以產(chǎn)生較大的電流。但是這時(shí)如果把鋅片拿來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓其代替鹽橋，便只有銅片、鋅片、硫酸鋅溶液起到了原電池作用，鋅片和硫酸鋅溶液僅僅只是導(dǎo)體;如果把鹽橋換成了鐵絲，那么就會(huì)形成串聯(lián)作用，自然也會(huì)產(chǎn)生電流。

（二）探究在弱酸性環(huán)境下鋼鐵發(fā)生的吸氧腐蝕

金屬的電化學(xué)腐蝕幫助學(xué)生打開(kāi)了新的世界，學(xué)生獲取到了新的知識(shí)，但是在學(xué)習(xí)完之后，有學(xué)生提出了這樣的問(wèn)題：在弱酸性環(huán)境下，鋼鐵會(huì)發(fā)生析氫腐蝕嗎？受到慣性思維的影響，很多學(xué)生在聽(tīng)到這一問(wèn)題后會(huì)直接回答：會(huì)發(fā)生析氫腐蝕。

這時(shí)教師就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看看結(jié)果是否如自己想象的那樣。但是在做完實(shí)驗(yàn)之后，很多學(xué)生都驚呆了。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果與其猜測(cè)的完全相反。鐵釘在1：2的鹽酸里浸泡過(guò)后銹會(huì)脫落。然后將其放到了具支試管里，按學(xué)生的想象導(dǎo)管里的硫酸銅液面應(yīng)該下降，但是學(xué)生卻發(fā)現(xiàn)其上升了，而且其的高度與鐵釘?shù)母叨葞缀跸嗤?。為什么?huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？教師就可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、分析、探究。通過(guò)交流探討，學(xué)生可以得出這樣的結(jié)論：鐵釘表面雖然有著一定量的鹽酸，但是在具支試管里氯化氫會(huì)揮發(fā)，其導(dǎo)致水膜酸性變?nèi)趿?，哪怕有一些氫離子得到了電子，形成了氫氣，其主要溶解的物質(zhì)也是氧氣，最后呈現(xiàn)出來(lái)的化學(xué)現(xiàn)象為氣體體積減小了。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，在弱酸性環(huán)境里，鋼鐵也是會(huì)發(fā)生腐蝕反應(yīng)的，不過(guò)其是吸氧腐蝕，而不是析氫腐蝕。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行了深入的探究，親眼看到了化學(xué)物質(zhì)的變化，探究了其過(guò)程，體驗(yàn)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，可以學(xué)會(huì)基本的探究方法，探究能力也能得到有效地提高。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著重要作用，可以對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。所以在新課程的不斷推進(jìn)下，教師需要將實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視起來(lái)，要將其進(jìn)行創(chuàng)新。上述提供了幾種簡(jiǎn)單有效的創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法：通過(guò)開(kāi)發(fā)儀器實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)、通過(guò)改變方法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)、通過(guò)加強(qiáng)探究實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)，教師可以將其運(yùn)用于實(shí)際教學(xué)中。這樣一來(lái)，學(xué)生就能切實(shí)地走進(jìn)化學(xué)世界，就能發(fā)現(xiàn)其樂(lè)趣所在，就能獲得一定的化學(xué)知識(shí)，并形成一定的化學(xué)技能，而且還能學(xué)以致用，運(yùn)用學(xué)習(xí)到的知識(shí)解決問(wèn)題，就能獲得全新的化學(xué)體驗(yàn)，就能形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力，可以提高自身的化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，并為今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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本文是2019年南平基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究課題“基于核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性研究”（課題立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：NJYKT2019–029）階段性研究成果