化学实验教学操作创新

　摘要：

化学实验，作为一种重要的学习方式，是义务实验阶段的重点学习内容，占据极其重要的地位。对化学实验展开创新研究的过程，是增强学生动手实验能力，拓宽思维，增长知识的重要途径。本文将就化学实验创新方法展开相应研究，以期能为日后化学实验工作者的实验工作，起到参考性的作用，从而最大限度地激发学生的化学兴趣。

关键词：化学；实验；实验操作；兴趣

1 化学实验方法

想要通过化学实验真正实现其内在价值，实验操作者首先应当以课本范例为基础，利用实验室内现有的耗材、药品及设施，对先前的实验方法进行内容和形式上的不断开拓创新，最后以达到简化操作步骤作为目标。强化实验的现场效果，方便观察，使在场的学生能够对结果加深印象，从而从本次实验中获得良好的感悟。本文涉及的一些创新的思路和方法,在以下文中都有详细解释。

1.1 缺点列举法

顾名思义，这一方法是从原来的实验中，找出不足之处，然后对不足之处进行点对点的剖析，最后得到一种新的方法实现原有实验的突破。这一方法，是众多实验方法的改进优化形式中采用最多的一种。经典案例《二氧化碳灭火》，因为杯中蜡烛的燃烧，使得热气流向上流动，二氧化碳向下流动，导致最终现象与预期结果不相符。就这一问题的解决方法有，可以在实验之前在烧杯中插入一块裁剪过的有缺口的硬纸板，使其在插入时缺口向下。该方法能够高效地解决上述问题。在此基础上，还可以用工具把蜡烛粘住，防止二氧化碳向下流动。

1.2 希望列举法

该方法是依照个人的主观意愿，或是有特殊需求的情况下，通过枚举自己期待的实验结果，在这些希望的结果上进行相关的实验，从而实现突破。这也是实验过程中一种常见的方法。以实验案例《氨分子扩散》为模板，它的实验期望点是：第一，密闭的环境体系；第二，合理的氨水添加量；第三，实验装置需要加固其能够持续循环利用。从这些实验期望点出发，可以在实验仪器弯头处滴加8滴浓氨水，实验会呈现这种结果：纱布变红是以中间为界限，上部变红且颜色逐步加深，下部颜色几乎没有什么变化。最终可以总结得出：分子处在不停息的运动状态中。从对氨水加热使得纱布的变色速度变快这一现象可以得出，分子的运动频率随着温度升高线性上升。实验中需要注意的是，在少量氨水滴加时，设备的两端无需堵入棉花。

1.3 移植法

该方法是在现有成功的应用案例或经论证的理论体系基础上，将其中的知识转入到化学实验中，将原有的化学实验过程进行优化改进。案例《检测物质燃烧生成二氧化碳》中，原来的操作是这样：往烧杯里面撒上石灰水溶液，把烧杯半扣在燃烧物的上方，用杯内石灰水的变化来判断是否体系中有二氧化碳生成。这种操作方法非常繁琐，石灰水的反应没有很显著，只有些许的浑浊感，难以观察到。因此，为了改善这一不足，可以收集燃烧后的气体，将其直接注入澄清石灰水的容器中，这一方法不仅可以简化实验过程，还可以更清晰的呈现实验结果。

2 做好课本实验，唤起创新意识

2.1 演示实验，注重探究性

利用实验来探寻自然界存在的客观规律是学习过程中一种最直接高效的手段。书中有很多在上课时要给学生们操作演示的实验，这些实验大多是只是为了二次证明课本上的知识点而进行的，往往没有顾及其中所包含的可以创新的细节部分。很多负责这些实验的老师，往往因为实验过程繁琐，干脆在课程学习中忽略了这一步骤，直接以口头讲述或者题目强化的方法对其进行验证。这种做法往往会对学生的教育产生背道而驰的效果，不仅会打消孩子学习的积极性，还会扼杀他们的思维创新能力。学生学习的过程中，不应该是定式思维，应该富于现象，这种想象力能够带来源源不断的创新，只要做好这方面的引导，启发孩子们想象的天赋，他们会对未知的世界更加充满兴趣，会不断地去探索未知。通过细致的观察，我们才会发现别人没有发现的东西。观察是发现的前提，是发现的第一步。当观察的越仔细越认真，那么得出的感悟就越接近真理。在进行实验时，应该让学生自己去发散思维，从中发现新的知识。在碳酸钠和盐酸的反应过程中，普遍观察的结果是有气泡产生并且生成的速率不一样，而深入观察则会发现，随着滴加的前后顺序不一样，结果不相同。

2.2 分组实验，注重开放性

古人的经验告诉我们要将理论付诸于行动。理论和实操同步进行，不仅可以锻炼动手能力，也能学会自主思考。此外，动手操作也是检验课本上的知识是否正确的过程，是实践对于理论的再次验证，才会符合从实践到认识再到实践的一系列发展规律。在中学生的试验中，就需要用到分组的模式进行试验，考试内容，也是学生在实际状况面前从事实验操作的宝贵经验。学生在高二阶段之前，已经完成了大量基础化学知识的学业，这个阶段，我们应该充分相信学生，让他们分组独立完成一些实验。这些实验开始之前，需要带领实验的老师指定周密的计划，妥善安排好实验顺序和实验进度，让学生们在进行实验时做到井然有序，安全顺利。由于化学具有结果偶然性，在进行实验的过程中，并不一定能够得到固定的实验结果。有可能实验结果与理论结果并不一致，但是做到对课本知识不迷信，不唯结果论，接受实验结果的同时有自己的想法，这才是开展实验的初衷，也是培养学生创新思维的开始。可是大多数实验老师由于对学生的不放心，以及出于部分安全问题考虑，通常都是采用先讲后做的方法，有时还会先自己一步步示范，再让学生模仿。这种方法虽然保障了学生的实验安全，但却完全忽略了学生创新思维的养成。对此，本文认为，在讲解过必要的原理，强调过实验中可能存在的危险注意事项后，应该让学生们自己去进行实验的探索。负责实验的老师应该对于不规范的实验行为进行纠正，对于实验过程中大胆尝试，寻找新方法的学生进行鼓励。

3 使化学实验与生活有机整合

在高素质化学实验理论教育在教学实践中逐步渗透的进程中,化学实验员们需要改变传统的试验观点,增加学生对试验过程的关注程度,对传统试验手段进行了调整和革新的试验手段,并以此为学生开辟了自身发展和学习能力提高的空间,起到了调动学生对化学理论知识掌握的积极性,并在此基础上为高效性化学实践教育的发展打下了基石。因此,在”钢铁腐蚀条件的探究实验”中,化学实验员为了激发学生参与实验的兴致，通过生活化的化学试验模型,对学生作出了这样的提问:”请同学们思考一下,生活中造成金属生锈腐蚀的原因有哪些?”为充分调动学生们参加实验的兴致,化学实验员组织学生进行小组合作去设计“探究钢铁腐蚀条件”的实验课题。

4 使化学实验目标明确化，培养与锻炼学生的实践能力

实验想要快速高效的开展并顺利结束，需要加强实验技能。结合以往成功的教学经验，老师则应该给一个简易的实验命题，不应当给予学生较大的实验压力，让他们的实验氛围轻松而又不失严谨。另外，实验目标应该是引导学生深化思考，突破创新，不断探索的。例如，在“粗盐的提纯探究实验”中，对应实验的预期实验目标为：（1）让学生们掌握一系列实验技能；（2）通过一定的方法去学会提取物质；（3）借助实验过程让学生知晓相关的过滤实验在现实生活中的实际应用。在有一个确定的预期实验目标时，学生能够正确的选择相应的器材，完成实验器材的组装，并学会对实验步骤进行精细操作，最后检验实验结果是否符合预期要求。在此基础上，学生在完成既定实验任务的同时还会不断地去挖掘反思：“是否有更为简单高效率的过滤手段”这一问题。因此，为了达成教学改革的目的。一个肯定的实验目标确立十分重要，在这个实验过程的教学中，学生可以有目的地进行每一步操作，完善细节。例如，在搭建实验设备时，滤纸要折成四等分，贴入漏斗（顶角60℃）时，顶端与漏斗内壁保持间隙，末端应当加入蒸馏水使其紧贴漏斗,为试验方法打下了基础。

5 丰富实验内容与形式，使化学实验体现出多样化的特点

化学老师应该秉持着实验讲解精致，实验操作多练的原则。化学实验老师的讲解要因材施教，让不同理解能力的学生都能够听懂，并有所收获。对实验过程进行了创新和优化，不但要用碳和铁来做氧气的性质实验，还要研究硫磷等无机物在氧气中的燃烧情况，因为硫和磷的燃烧物有毒且会污染空气，因此相关的物料投入量比较少。另外，教学方式是多变的，选择性比较多。老师应该带领同学们去更多的场地去探究，还可以在实验教学之后布置相关的课后习题。综上所述,不管化学试验内容或是形式,由于多样化和灵活性等特征的存在,可以帮助化学实验员们实现革新的目标,并顺利完成化学试验任务。而综合上文,我们可以认识到化学试验内容生活化、以学生的兴趣爱好为基础、确定化学试验目标、选择多样化的实验形式,都是进行革新的有效手段。而化学试验的革新必须着眼于学生的全方面学习，无论是个人能力还是合作能力上，当然思维的转换是一个漫长的过程。化学老师应该逐步改变自己的传统思想，重新认知实验对于学生的重要性，不断提高学生的实验环境，让其为更高质量的实验课程教学服务，更好地提升学生的实验素质。

6 化学实验员应当注重引导学生对实验步骤与实验内容进行自主设计

为在实验中实现对学生创新能力的培养，实验老师应当提倡学生关于实验内容的自主创新能力，这样不仅锻炼了学生的动手能力，还能加强学生们的思维方式，学生只能听老师讲，死读书的尴尬局面。举个例子，在学生学习二氧化硫的性质这一堂课时，为了使学生加强知识点的记忆，加深二氧化硫性质的了解。基于此，在实验前抛出思考题，即二氧化硫在水溶液中时，及其在空气中遇到氧气生成的产物是什么？怎样利用实验步骤来证明自身的猜想？之后，要求以小组形式对本次实验进行量身设计，归纳总结得到各实验方案具体如下：方案1：用pH计在不同时间段测定溶液的pH变化［原理：亚硫酸氧化成硫酸时，溶液酸性增强，pH值变小］。方案2：将二氧化硫气体通入氯化钡溶液中，观察现象（现象：片刻后溶液中产生白色沉淀，即说明亚硫酸氧化成硫酸）。方案3：向盛有少量NaHSO3的容器中通入饱和二氧化硫，观察现象（现象：若一段时间后固体表面或溶液中有气泡产生，即说明亚硫酸氧化成硫酸）。实验老师让学生对于这类实验自己摸索，自己探究，为其量身定制一套可行的实验方案。使学生做实验时化被动为主动，提高了主观能动性和参与度，在今后的学习遇到困难时，也会回想起这次实验，从摸索中寻求灵感，不断创新。

7 数字化信息系统在化学教学创新中所发挥的作用

7.1数字化信息系统实验室可使定性实验定量化

现在利用数字化信息系统实验室可以将盐类水解程度强弱、化学反应的快慢、热效应等定性实验直接转化为直观数据进行分析，把原来的只能用现象模拟解释的实验直接转变为精确的实验数据．例如，在研究MnO2条件下对不同浓度的H2O2分解的影响实验时，可以利用压强传感器将生成气体的快慢通过压强变化展示出来．在试管中加入2mL2%的双氧水，5滴1mol/LFeCl3溶液，将连接好压强传感器的胶塞堵住试管口，观察实验过程中气压的变化情况．在另一试管中加入2mL5%的双氧水，5滴1mol/LFeCl3溶液，重复上面的操作，得到不同浓度下双氧水分解过程中“压强－时间”图线．利用数字化信息系统实验室进行实验创新，使原本不能完成的实验变为现实，该技术即时、准确地数据呈现为定量实验的设计创造了可能．使学生从量的角度认识化学变化的本质，化学的科学性得到了进一步的彰显．新颖的角度和新奇的实验也使得学生的学习兴趣进一步提升．解决了经典传统实验无法定量描述的困惑．

7.2数字化信息系统实验室可使科学探究实践化

数字化信息系统实验室集携带方便、操作简单、数据处理功能先进等特点，为师生进行科学探究提供了一个很好的技术平台。使科学更加客观实用，服务于生活．概括而言，实验室搭载的这一系统使得实验创新得到了基础设施的满足，使之成为可能，这对于实验是质的飞跃和重大改革，它标志着信息化在实验教学过程中的普及和广泛应用．它彰显着学校以学生为本的精神、让学生能够借助科学的分析仪器和先进的平台、落实了工欲善其事必先利其器的宗旨．当然这一切只是为更好地进行实验教学的开展所做的准备，实验室搭载的这一系统只是对于先前不足之处的完善和更新，还需要实验老师在后续的教学中不断提出问题，作出改进，把课程创新化，高效化的理念变为切实可行的方案，提供更多更好的教学案例，为学生的成长和学校的建设出谋划策。

8 结语

化学实验过程中，化学实验员不仅仅担负着化学知识传授的任务，还担任着学生各项综合能力培养的重担，尤其是创新能力的培养，更是化学实验员所义不容辞的责任。以上是笔者对于实验培养学生创新能力的几点探索，希望能为广大化学实验员提供一定的参考，更好地培养学生的创新精神和创造能力。

参考文献

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