一、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的原則

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)必須從實(shí)際出發(fā)，符合中學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，以生為本，結(jié)合校情、學(xué)情，積極探索研究，大膽開(kāi)拓創(chuàng)新，力求裝置簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn)象明顯、節(jié)約試劑、低碳環(huán)保、安全高效，體現(xiàn)“自主、合作、探究”特色。

1.“依標(biāo)務(wù)本”原則。實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)要緊扣化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，領(lǐng)悟教材編寫(xiě)者的設(shè)計(jì)意圖。課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的范圍和深度，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)應(yīng)遵循課程標(biāo)準(zhǔn)要求，成為實(shí)現(xiàn)化學(xué)課程目標(biāo)的有效手段。化學(xué)教材是教和學(xué)的主要載體，是化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的具體化。現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材歷經(jīng)多次改版、修訂，形成了系統(tǒng)化的化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是其知識(shí)體系的重要組成部分，凝聚了高校專家、一線教師、實(shí)驗(yàn)人員的心血和汗水，是集體智慧的結(jié)晶。絕大部分的內(nèi)容都經(jīng)過(guò)了反復(fù)的論證和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有較強(qiáng)的可行性、權(quán)威性、科學(xué)性。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)必須明確課標(biāo)要求及教材編寫(xiě)者的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖，弄清實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用以及存在的問(wèn)題，遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律，不違背教材編排的科學(xué)性，思索實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的可能性及內(nèi)在價(jià)值，使改進(jìn)有利于闡釋化學(xué)原理，有助于形成化學(xué)概念。

2.“開(kāi)放性探究”原則。新課改背景下，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生探索新知，親自體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)概念和規(guī)律。將實(shí)驗(yàn)變成學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的重要手段。利用開(kāi)放性、探究性的試驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)合作方法培養(yǎng)學(xué)生的求異思維能力顯得尤為重要。應(yīng)該說(shuō)現(xiàn)行教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究性、開(kāi)放性得到了一定體現(xiàn)，但在具體形式和程度上，還需作深入的思考和斟酌，精心設(shè)計(jì)，設(shè)法提升實(shí)驗(yàn)的智力價(jià)值，使教學(xué)過(guò)程的啟發(fā)性與思考性更強(qiáng)。如近年來(lái)對(duì)于噴泉實(shí)驗(yàn)的各種改進(jìn)及簡(jiǎn)易普發(fā)工容的改進(jìn)裝置，還有各類尾氣吸收裝置的設(shè)計(jì)就充分體現(xiàn)了探究和開(kāi)放，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維大有裨益。

3.“聯(lián)系實(shí)際”原則。實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)應(yīng)考慮課堂教學(xué)的實(shí)際需要，切不可為改進(jìn)而改進(jìn)，應(yīng)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，有利于完成課堂教學(xué)的三維目標(biāo)。新授的實(shí)驗(yàn)常以單獨(dú)實(shí)驗(yàn)為主，亦可以將設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合。例如，可將SO2的制備、漂白性、氧化性、還原性、尾氣的吸收等設(shè)計(jì)成系列實(shí)驗(yàn)，一氣呵成，效果良好，而復(fù)習(xí)課則可增補(bǔ)成設(shè)計(jì)綜合性系列實(shí)驗(yàn)，若能以實(shí)驗(yàn)為線索引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)，復(fù)習(xí)課的效率將會(huì)大大提高。

4.“簡(jiǎn)約易成”原則。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)要力求實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)化，實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單易練，實(shí)驗(yàn)藥品節(jié)約，可見(jiàn)度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)論易得。同時(shí)教師應(yīng)探究實(shí)驗(yàn)原理，尋找最優(yōu)化的反應(yīng)條件，研究反應(yīng)物的數(shù)量關(guān)系和形態(tài)，考慮影響實(shí)驗(yàn)的各種因素，提高實(shí)驗(yàn)成功率，使實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確及時(shí)完成。例如，鋁的燃燒實(shí)驗(yàn)直接加熱鋁箔效果不甚明顯，改用浸濕的濾紙沾上鋁粉后晾干再行燃燒，現(xiàn)象就非常明顯。又如乙酸乙酯的制取實(shí)驗(yàn)，改用W形管，然后水溶加熱，藥品用量少，反應(yīng)迅捷，現(xiàn)象非常明顯；再如，現(xiàn)行中學(xué)教材中氫氣還原氧化剛的實(shí)驗(yàn)室用氧化銅粉末在加熱條件下被氫氣還原的，現(xiàn)象多數(shù)較明顯，也易成功，但耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，若用經(jīng)灼燒完的銅絲來(lái)代替氧化銅粉末，操作更簡(jiǎn)便，現(xiàn)象更明顯，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

5.“安全環(huán)保”原則。中學(xué)化學(xué)教學(xué)中涉及一些易燃、易爆，有毒及腐蝕氣物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中要確保師生安全，防中毒、防污染。這可從改進(jìn)儀器裝置、增加防護(hù)措施提高實(shí)驗(yàn)技巧方面加以研究。把有毒有害物質(zhì)參與或生成的敞開(kāi)式、暴露式、半封閉式的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改造，將物質(zhì)的制備、多種性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)裝置、尾氣的吸收轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行綜合考慮，適當(dāng)組合，讓整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置處于封閉、可控的安全狀態(tài)，防止有毒有害物質(zhì)的泄漏，消除易燃易爆隱患，杜絕有毒有害物質(zhì)的任意排放。近年來(lái)有關(guān)溴苯的制備、SO2系列實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)等在安全、環(huán)保方面均作了有益的嘗試。

二、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的途徑

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)旨在提高現(xiàn)行教材中規(guī)定的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)的可操作性，可觀察性，使其在化學(xué)教育教學(xué)中的輔助服務(wù)效能更優(yōu)化，其在提高課堂教學(xué)效率、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力等方面的功能是眾所周知的。這就要求我們?cè)诿鞔_化學(xué)反應(yīng)原理和原有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上創(chuàng)新主意，巧妙構(gòu)思，廣辟途徑。

1.從“反應(yīng)條件”上著手改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生與進(jìn)行受到諸多因素的影響與制約，反應(yīng)條件的研究與控制是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素之一。影響化學(xué)反應(yīng)的速率與程度實(shí)驗(yàn)中，常見(jiàn)的客觀條件有：反應(yīng)物的濃度，用量的配取、溫度、純度、反應(yīng)物間的接觸面積，反應(yīng)體系及外界的壓強(qiáng)、溫度、光照，反應(yīng)介質(zhì)的pH，實(shí)驗(yàn)的順序，溶劑的種、電流強(qiáng)度、電壓等。從這些方面進(jìn)行研究與探索對(duì)提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。例如，銅氨纖維制備的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)可從不同濃度的氨水溶解脫脂棉的影響、不同溫度的硫酸對(duì)銅氨纖維制備的影響、不同濃度的硫酸對(duì)銅氨纖維制備的影響等方面進(jìn)行探究，從而選擇了最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案服務(wù)于教師課堂教學(xué)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

2.從反應(yīng)原理上著意改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。受制于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的條件，中學(xué)化學(xué)很多實(shí)驗(yàn)成功率不高，是因?yàn)榉磻?yīng)原理欠妥。如用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制備氫氧化亞鐵，雖然采取多種措施，諸如：溶液表面覆蓋植物油、加熱溶液除去氧氣、長(zhǎng)滴管伸到溶液中滴加等，但還是很難得到白色沉淀，若采用電解實(shí)驗(yàn)即可解決此問(wèn)題。

3.從實(shí)驗(yàn)裝置上著眼改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置是為了更好地發(fā)揮其在“教”與“學(xué)”中的作用，而不是為改而改，標(biāo)新立異，只新不優(yōu)。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)考慮：在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置；根據(jù)日常用品、本校儀器配備、本地常用器具特點(diǎn)，更換實(shí)驗(yàn)器材；針對(duì)現(xiàn)象不明顯、可見(jiàn)度不高的實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置；增加必要的裝置，減少對(duì)環(huán)境的污染。近年來(lái)的實(shí)驗(yàn)技能大賽中很多優(yōu)秀參賽作品在這方面都作出了有益的探索：在進(jìn)行過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用“百事可樂(lè)”碳酸飲料或泡沫滅火器制取二氧化碳；在進(jìn)行燃料電池的實(shí)驗(yàn)時(shí)，把兩根碳棒平行插入硫酸鉀的溶液中，用導(dǎo)線將碳棒和干電池連成閉合電路，進(jìn)行充電，充電時(shí)產(chǎn)生氧氣和氫氣，再把碳棒連接在音樂(lè)卡片上，音樂(lè)響了；又如模擬酸雨使植物變得枯萎的實(shí)驗(yàn)，用植物的汁液作出的不同酸堿度下的顏色的溶液，用做標(biāo)準(zhǔn)比色卡等。改進(jìn)后的裝置簡(jiǎn)易性、材料的廉價(jià)性、性能的可靠性方面收到了普遍好評(píng)。尤其是部分一線教師在注重改進(jìn)科學(xué)性的同時(shí)，因地制宜采用代用品，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用、美觀、廉價(jià)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，既節(jié)約了經(jīng)費(fèi)，又提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，廢舊利用、變廢為寶，還培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，符合建設(shè)“兩型”（資源節(jié)約型和環(huán)境友好型）社會(huì)的理念。如注射器、青霉素瓶、礦泉水瓶等經(jīng)過(guò)改造或直接運(yùn)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，安全可靠、操作簡(jiǎn)便、污染小、取材廣，深受追捧。

4.從實(shí)驗(yàn)方法上著力改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)方法上對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，從而達(dá)到相同的實(shí)驗(yàn)或更好的實(shí)驗(yàn)效果，充分體現(xiàn)新課程所倡導(dǎo)“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式及開(kāi)放的思維方式。例如，中學(xué)化學(xué)中的氨的噴泉實(shí)驗(yàn)可利用減小壓強(qiáng)的方法，也可以改用增大壓強(qiáng)的方法形成噴泉；還可用物質(zhì)反應(yīng)減小壓強(qiáng)；亦可采用熱敷法排出氣體減小壓強(qiáng)從而形成噴泉。

5.從其他學(xué)科上著想改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得新知識(shí)、新技術(shù)、新理念層出不窮，學(xué)科之間相互滲透、相互借鑒、相互促進(jìn)已成為科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的明顯特征。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)該走出傳統(tǒng)的自我封閉體系，借鑒相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)方法和儀器，根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)的原則和方向，引入一些新的儀器或電子元件，使實(shí)驗(yàn)操作更直觀、更形象、更便捷，從而收到事半功倍的效果。近年來(lái)華南師大附中將手持技術(shù)、數(shù)據(jù)采集器、pH傳感器引入中和滴定實(shí)驗(yàn)和溶液中離子濃度的比較實(shí)驗(yàn)等教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，說(shuō)服力強(qiáng)，開(kāi)拓了學(xué)生視野，提升了學(xué)生能力。

三、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)今中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究應(yīng)該說(shuō)是異彩紛呈、亮點(diǎn)迭出，但更多的是使學(xué)生獲得更直觀的感性認(rèn)識(shí)，其科學(xué)教育的功能發(fā)揮上有較大欠缺。伴隨著科學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思維過(guò)程是更有教育價(jià)值的教學(xué)內(nèi)容，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要力爭(zhēng)能幫助學(xué)生形成理性思維，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)明確思維方向、形成思維依據(jù)、體驗(yàn)思維過(guò)程，能對(duì)事物或問(wèn)題進(jìn)行觀察、比較、分析、判斷、內(nèi)化、綜合與概括。筆者認(rèn)為今后一段時(shí)期內(nèi)，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)將主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.更加符合“綠色化學(xué)”理念，更能體現(xiàn)以人為本思想；

2.將簡(jiǎn)單試管實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，更能體現(xiàn)科學(xué)思維；

3.引入正交試驗(yàn)，更重視對(duì)數(shù)據(jù)、圖表、圖像等信息的采集、復(fù)合、整理、收集、利用，更注重科學(xué)方法的培養(yǎng)；

4.增加探究性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的求異思維能力和創(chuàng)新意識(shí)；

5.增加合作要素，強(qiáng)調(diào)就地取材，培養(yǎng)學(xué)生交流、合作、表達(dá)能力，適應(yīng)環(huán)境、因時(shí)因地制宜開(kāi)展研究的能力。

作者：梁六珍 彭傳寬 黃長(zhǎng)亮單位：湖北省孝感市教科院 湖北省安陸一中