李新義+陸曉萍+高建偉

摘要：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在教材設(shè)置和教學(xué)實(shí)際不相匹配的矛盾。通過(guò)分析中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，比較原人教版（2003年第一版）和現(xiàn)行魯科版（2007年第三版）兩版教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)置情況，將中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)劃分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、拓展性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)踐研究。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；實(shí)踐研究

文章編號(hào)：1005–6629（2015）7–0017–06 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

“通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)”這是宋心琦先生在2012年《化學(xué)教學(xué)》主辦的上?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)高級(jí)研修班中提出的，講話體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的核心地位[1]，也體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的最基本特征。如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)呢？下面通過(guò)我校省級(jí)實(shí)驗(yàn)課題的開(kāi)展來(lái)談一談蚌埠二中在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些具體做法。

1 新課程中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的最基本的特征；化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要教學(xué)內(nèi)容，也是學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)、技能與方法的重要學(xué)習(xí)方式，有助于學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展[2]。然而中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀則是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位和作用并沒(méi)有得到充分的體現(xiàn)；學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)不僅沒(méi)有進(jìn)步反而有所下降。我們認(rèn)為，教材實(shí)驗(yàn)體系本身的某些缺憾或不足是造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)薄弱的重要原因。

1.1 課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理阻礙新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的推進(jìn)

課程標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)驗(yàn)提升到了前所未有的高度，在高中化學(xué)教材中增加了《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》模塊。但是，據(jù)了解，各省只是建議部分有條件的學(xué)校開(kāi)設(shè)這門(mén)課程，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，各中學(xué)并沒(méi)有將《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》列入選修模塊。

1.2 學(xué)校及教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性在認(rèn)識(shí)和行動(dòng)上不一致

一方面教師認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)在新課程中占有很重要的地位。但是在實(shí)際的教學(xué)中仍多采用“演示實(shí)驗(yàn)”、“畫(huà)實(shí)驗(yàn)”甚至要學(xué)生來(lái)“背實(shí)驗(yàn)”。主要原因如下：

（1）課程標(biāo)準(zhǔn)淡化了“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”和“演示實(shí)驗(yàn)”的界定，但是缺少?gòu)?qiáng)制性，導(dǎo)致一些必要的可以由學(xué)生獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)被取消了，甚至對(duì)于不同年級(jí)應(yīng)包含的具體實(shí)驗(yàn)要求也沒(méi)有反映，造成教師在安排實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)所適從，更讓不愿意走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的教師找到理由。例如：原人教版必修一教材第2章第2節(jié)“研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序”中“觀察金屬鈉及金屬鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象”[3]實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是教師演示還是學(xué)生分組，教材中沒(méi)有明示，而是以“觀察與思考”欄目設(shè)置的，是不是要求教師演示實(shí)驗(yàn)?zāi)?？?duì)于有條件的學(xué)校完全可以進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，但是，由于教材沒(méi)有明示，可能會(huì)有部分教師為了省事，只是演示實(shí)驗(yàn)而已了。再如：魯科版必修一第三章“氨的性質(zhì)”[4]實(shí)驗(yàn)，同樣沒(méi)有說(shuō)明是演示實(shí)驗(yàn)還是分組實(shí)驗(yàn)？而在原人教版教材中“氨的性質(zhì)”是明確要求為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的。

（2）現(xiàn)行的教材中過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，教材實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)過(guò)于突出創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，卻忽視了學(xué)生對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)；在教學(xué)實(shí)踐中教師普遍認(rèn)為有的實(shí)驗(yàn)方案太開(kāi)放，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備太麻煩，也沒(méi)有強(qiáng)制要求，從而導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)可做可不做。例如魯科版必修一第三章第一節(jié)“碳的多樣性”中“碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)”[5]實(shí)驗(yàn)，無(wú)目的、無(wú)步驟、無(wú)試劑，完全讓學(xué)生自由發(fā)揮，任意創(chuàng)新，很顯然，這種設(shè)置必然導(dǎo)致教師按照自己的意愿教實(shí)驗(yàn)或不做實(shí)驗(yàn)，甚至背實(shí)驗(yàn)。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的不完善影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深層次發(fā)展

新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器和藥品、實(shí)驗(yàn)員都提出了更新更高的要求，但目前大部分學(xué)校教學(xué)資源和人員素質(zhì)有限，導(dǎo)致了高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弱化。例如，就化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的要求應(yīng)該是很高的，既要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)功底，還要具備較強(qiáng)的服務(wù)意識(shí)，而在中學(xué)化學(xué)教師的隊(duì)伍結(jié)構(gòu)中，實(shí)驗(yàn)員的專(zhuān)業(yè)功底往往是被忽視的。

1.4 學(xué)生實(shí)驗(yàn)缺乏規(guī)范合理的考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)的實(shí)際落實(shí)存在弊端?！度罩屏x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》在評(píng)價(jià)建議中強(qiáng)調(diào)：以培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的化學(xué)課程需要與之相適應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，這一體系既要評(píng)價(jià)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能的掌握情況，又要重視對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面的評(píng)價(jià)。但是在現(xiàn)行的教材中并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的科學(xué)評(píng)價(jià)。

基于以上分析，我們認(rèn)為：現(xiàn)行的魯科版教材中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)安排與新課程理念不完全相匹配，尤其高一高二淡化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀不太利于高中化學(xué)新課程推進(jìn)。研究、實(shí)施高中新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性合理性考核、評(píng)價(jià)已迫在眉睫，勢(shì)在必行。

2 新課程中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

2.1 原人教版必修教材（2003年第一版）和現(xiàn)行魯科版（2007年第三版）（以下內(nèi)容中簡(jiǎn)稱(chēng)為原人教版和魯科版）化學(xué)必修教材中的實(shí)驗(yàn)比較

通過(guò)對(duì)原人教版必修教材和現(xiàn)行魯科版必修教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，找到兩種版本的異同點(diǎn)，結(jié)合新課標(biāo)進(jìn)行有效融合，再系統(tǒng)設(shè)計(jì)。表1是我們對(duì)原人教版必修教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果[6]。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和形式分析，不難發(fā)現(xiàn)，原人教版教材實(shí)驗(yàn)是以隨堂實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)三種形式來(lái)設(shè)置的。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）實(shí)驗(yàn)的主體和分工很明確；（2）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)較多，有利于培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能和基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。不足之處是：（1）大部分實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)置比較少，僅僅是在選做實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了一些探究性實(shí)驗(yàn)，而在實(shí)際教學(xué)中，選做實(shí)驗(yàn)幾乎不開(kāi)展；（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)置缺乏對(duì)學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

如果將原人教版必修教材中隨堂實(shí)驗(yàn)劃分為演示實(shí)驗(yàn)，其他為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；將現(xiàn)行的魯科版必修教材中的“觀察與思考”實(shí)驗(yàn)劃分為演示實(shí)驗(yàn)，將“活動(dòng)與探究”部分劃分為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，則統(tǒng)計(jì)如表3：

通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知，原人教版教材中以演示實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生實(shí)驗(yàn)很少，而現(xiàn)行魯科版教材中演示實(shí)驗(yàn)數(shù)量則大幅下降，而學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)量則大幅上升，恰為原人教版教材中的3倍。由此可見(jiàn)，新教材更注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和探究能力，新教材的實(shí)驗(yàn)編排對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的發(fā)展起著重要的作用。

我們以魯科版教材必修一模塊中“不同價(jià)態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化”[7]實(shí)驗(yàn)為例予以說(shuō)明。

案例：不同價(jià)態(tài)的硫元素之間的轉(zhuǎn)化

你已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了硫黃和一些含硫化合物，例如二氧化硫和硫酸等。在硫黃、二氧化硫和硫酸這三種物質(zhì)中，硫元素的化合價(jià)分別為——0、+4、+6。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究這三種價(jià)態(tài)硫元素間的相互轉(zhuǎn)化，并實(shí)施部分實(shí)驗(yàn)。

一、實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)記錄

二、歸納整理

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)，用圖示的方法表示不同價(jià)態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)二氧化硫和濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)。

3.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，你遇到哪些問(wèn)題？是如何解決的？

4.你還能實(shí)現(xiàn)其他含有不同價(jià)態(tài)硫元素的物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化嗎？

本實(shí)驗(yàn)為探究實(shí)驗(yàn)，只提供了方案和記錄、歸納整理等環(huán)節(jié)，把整個(gè)探究活動(dòng)全部交給學(xué)生，要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)。不可否認(rèn)，這樣的編排利于培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，但是學(xué)生很難操作，尤其是對(duì)于剛進(jìn)入高一才一周的學(xué)生，自主創(chuàng)新的能力還較弱，甚至基本的實(shí)驗(yàn)操作技能還不具備，怎么可能自主創(chuàng)新或?qū)嶒?yàn)探究呢？那是不是要回到過(guò)去呢？當(dāng)然不是，整合和系統(tǒng)設(shè)計(jì)才是更好的選擇！

2.2 結(jié)合新老教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類(lèi)設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和難易程度劃分為基礎(chǔ)性、拓展性、探究性三種層次，有效的分層次教學(xué)，不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)適合不同層次的學(xué)校、班級(jí)，做到因校施教，因班施教，真正地做到因材施教。

2.3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)特征細(xì)分實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

在基礎(chǔ)性、拓展性、探究性三個(gè)層次的分類(lèi)基礎(chǔ)上，再細(xì)分為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、趣味實(shí)驗(yàn)以及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)等，然后再按照課標(biāo)要求，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，形成符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)和新課標(biāo)要求的一系列實(shí)驗(yàn)。

2.4 制定實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，完善實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系

針對(duì)不同層次的實(shí)驗(yàn)，制定有不同側(cè)重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以完善實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系。不同層次的學(xué)校，可以選擇適合自己學(xué)校水平的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。

3 新課程中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)踐探究

3.1 研讀教材，根據(jù)實(shí)驗(yàn)特征對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類(lèi)

通過(guò)研讀教材、組內(nèi)討論等方式，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類(lèi)，劃分層次，即明確哪些是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，哪些是拓展性實(shí)驗(yàn)，哪些是探究性實(shí)驗(yàn)。以選修四第三章第4節(jié)“酸堿中和滴定”內(nèi)容為例，對(duì)于酸堿中和滴定終點(diǎn)的判定實(shí)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)為：

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)：按照教材的要求設(shè)計(jì)為利用酸堿滴定管來(lái)進(jìn)行強(qiáng)酸和強(qiáng)堿之間的中和滴定實(shí)驗(yàn)；

拓展性實(shí)驗(yàn)：按照教材的要求設(shè)計(jì)為利用酸堿滴定管來(lái)進(jìn)行強(qiáng)酸和弱堿之間的中和滴定實(shí)驗(yàn)；

探究性實(shí)驗(yàn)：利用離子濃度、溫度及導(dǎo)電能力的變化來(lái)確定終點(diǎn)，即設(shè)計(jì)利用pH、溫度和電導(dǎo)率傳感器來(lái)確定滴定終點(diǎn)等。

對(duì)于基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)主要針對(duì)一些普通中學(xué)，而拓展性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)則適用于重點(diǎn)中學(xué)或?qū)W有余力且對(duì)化學(xué)有濃厚興趣的學(xué)生。

3.2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)特征細(xì)分實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

在第一階段三個(gè)層次的分類(lèi)基礎(chǔ)上，再針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)特征將每個(gè)案例細(xì)分為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、趣味實(shí)驗(yàn)以及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)等，然后再按照課標(biāo)要求，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，形成符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)和新課標(biāo)要求的一系列實(shí)驗(yàn)。

例如對(duì)于現(xiàn)行的魯科版教材必修一第1章第2節(jié)關(guān)于“氯氣的性質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)我們可以設(shè)計(jì)為：氯氣的物理性質(zhì)設(shè)計(jì)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；氯氣的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)為演示實(shí)驗(yàn)；氯水的漂白性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為拓展性實(shí)驗(yàn)；氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物探究設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)；而探究次氯酸在光照條件下分解產(chǎn)物又可以利用氧氣傳感器來(lái)測(cè)定，即可以設(shè)計(jì)為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。

又如對(duì)于選修四第三章第4節(jié)“酸堿中和滴定”內(nèi)容，我們進(jìn)行如下的細(xì)分：利用酸堿滴定管來(lái)進(jìn)行強(qiáng)酸和強(qiáng)堿之間的中和滴定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)；利用溫度和電導(dǎo)率傳感器來(lái)確定滴定終點(diǎn)設(shè)計(jì)為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。下面是我們撰寫(xiě)的利用電導(dǎo)率傳感器確定酸堿中和滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

案例：用電導(dǎo)率傳感器確定酸堿中和滴定的終點(diǎn)

一、實(shí)驗(yàn)原理

電導(dǎo)滴定法是通過(guò)測(cè)定溶液的電導(dǎo)率，求出反應(yīng)終點(diǎn)的方法。當(dāng)電極的大小和電極間距離一定時(shí)，電解質(zhì)的電導(dǎo)率決定于溶液中離子的濃度和種類(lèi)。如果溶液中離子濃度和種類(lèi)發(fā)生變化，則溶液的電導(dǎo)率也隨之發(fā)生變化。

當(dāng)溶液中發(fā)生酸堿中和反應(yīng)時(shí)，由于生成了弱電解質(zhì)水和溶液中離子種類(lèi)發(fā)生了變化，溶液中電導(dǎo)率將會(huì)發(fā)生變化，利用滴定過(guò)程中電導(dǎo)率變化曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可以確定反應(yīng)的終點(diǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

計(jì)算機(jī)、威尼爾全功能數(shù)據(jù)采集器、威尼爾電導(dǎo)率傳感器（型號(hào)CON-BTA）、燒杯、威尼爾滴數(shù)傳感器（型號(hào)VDC-BTA）、1.0 mol/L氫氧化鈉溶液和未知濃度的鹽酸

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.用25mL移液管量取25mL未知濃度HC1溶液注入150mL的燒杯中，并放入磁力攪拌子，用燒杯取1.0 mol/L NaOH溶液約50mL溶液于滴數(shù)傳感器的滴定管中，固定于鐵架臺(tái)上。

2.連接電源，打開(kāi)電腦軟件，用蒸餾水將電導(dǎo)率傳感器清洗干凈后插入燒杯中。

3.開(kāi)啟磁力攪拌器，緩慢攪拌。滴加已知濃度的氫氧化鈉溶液，點(diǎn)擊采集按鈕，采集隨氫氧化鈉溶液體積的變化過(guò)程中的電導(dǎo)率的變化。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

當(dāng)NaOH溶液滴入鹽酸時(shí)，電導(dǎo)率的變化說(shuō)明了什么？如何確定酸堿中和滴定終點(diǎn)？

五、反思與啟示

除了利用電導(dǎo)率傳感器確定酸堿中和滴定終點(diǎn)之外，還可以采用什么方式確定滴定終點(diǎn)？

3.3 以教材為載體，深化開(kāi)展拓展性實(shí)驗(yàn)

改進(jìn)以中學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的拓展性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)中神奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來(lái)展示化學(xué)學(xué)科的魅力，以達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高他們將來(lái)投身于化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的熱情。例如，以過(guò)氧化鈉的性質(zhì)為背景設(shè)計(jì)的“滴水生火實(shí)驗(yàn)”、“吹氣生火實(shí)驗(yàn)”；以氧化還原反應(yīng)為背景的“魔棒點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生感受到燃燒的引發(fā)可以有很多方法，同時(shí)也能讓學(xué)生體會(huì)到水不是滅火的唯一物質(zhì)，不了解引起火災(zāi)的物質(zhì)有可能會(huì)造成更大的災(zāi)情。下面是對(duì)魯科版選修4第三章第一節(jié)“弱電解質(zhì)鹽類(lèi)的水解”[8]中對(duì)鹽類(lèi)的水解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的拓展設(shè)計(jì)。

案例：碳酸鹽與硫酸鋁反應(yīng)泡沫滅火器

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.探究碳酸鹽與硫酸鋁的雙水解反應(yīng)原理

2.模擬滅火器滅火原理

二、實(shí)驗(yàn)原理

三、實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

具支試管、小試管、單孔塞

飽和的碳酸氫鈉溶液、1 moL/L的硫酸鋁溶液、洗潔精

四、實(shí)驗(yàn)操作

1.先在具支試管中裝好飽和的碳酸氫鈉和洗潔精的混合液，約占試管容積的二分之一；

2.把盛有1 moL/L的硫酸鋁溶液的小試管系住，小心地放進(jìn)具支試管里（為防止小試管管口倒轉(zhuǎn)時(shí)堵塞，可加入一支比小試管略長(zhǎng)的玻璃管），用膠塞塞緊（如圖1）。此裝置猶如備用的泡沫滅火器；

3.把具支試管倒轉(zhuǎn)，使兩種溶液混和，即可產(chǎn)生大量的泡沫，并從具支試管中的支管?chē)姵?，射程可達(dá)1～2米（如圖2）。

五、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

1.試劑用量少，適應(yīng)微型化要求，甚至能改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；

2.本實(shí)驗(yàn)裝置的外形和結(jié)構(gòu)更似實(shí)用泡沫滅火器；

3.現(xiàn)象明顯，尤其不會(huì)因二氧化碳的氣壓不足而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，成功率幾達(dá)100%。

3.4 以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)為抓手，推動(dòng)探究性實(shí)驗(yàn)的深入開(kāi)展

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)最早由華南師范大學(xué)錢(qián)揚(yáng)義教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)引入我國(guó)開(kāi)展研究的，其核心是傳感器技術(shù)的應(yīng)用[9]。通過(guò)傳感器技術(shù)在中學(xué)化學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，有效地把中學(xué)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代信息技術(shù)整合起來(lái)，這樣做不僅能增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，還有助于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)的使用使我們科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的手段和方法得以拓展，這對(duì)中學(xué)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究很有益處[10]。我校進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的兩種思路：一是就某一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用不同的傳感器技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐和探究，例如關(guān)于酸堿中和滴定的終點(diǎn)判定，我們可以用pH傳感器、溫度傳感器、電導(dǎo)率傳感器等方法，然后進(jìn)行討論、評(píng)價(jià)。二是利用一種傳感器對(duì)不同的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行實(shí)踐和探究，例如我們先對(duì)中學(xué)化學(xué)中能夠利用到溫度傳感器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行篩選，選出可行的實(shí)驗(yàn)做成案例，然后匯集成冊(cè)。其中課題組成員撰寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)案例“手持技術(shù)在酸堿滴定中的應(yīng)用研究”和“碳酸鈉水解的pH和溫度變化的關(guān)系”分別發(fā)表在2013年《化學(xué)教學(xué)》第6期和第12期，另外有4個(gè)案例獲得第三屆“威尼爾杯”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)，6個(gè)案例獲得二等獎(jiǎng)。

4 存在的主要問(wèn)題及解決辦法

4.1 缺乏創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

我們的主要工作側(cè)重于對(duì)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，即對(duì)選修和必修模塊基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的整合，對(duì)教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)做出了較為詳細(xì)的梳理。但是，對(duì)于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，有些實(shí)驗(yàn)從操作程序上來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，還沒(méi)有找到更簡(jiǎn)單易行，現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)方法。以后的工作中，我們要在探索中學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。

4.2 趣味性實(shí)驗(yàn)開(kāi)展還沒(méi)有常態(tài)化

趣味性實(shí)驗(yàn)將教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際問(wèn)題有機(jī)結(jié)合。激發(fā)學(xué)習(xí)者積極的情感體驗(yàn)，能有效提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“興趣是最好的老師”。對(duì)于正處于學(xué)習(xí)厭倦期的青少年來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)興趣對(duì)他們知識(shí)的掌握、能力的發(fā)展乃至形成都具有巨大的影響。目前，我們只對(duì)于《化學(xué)與生活》模塊中的趣味性實(shí)驗(yàn)有所涉及，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容大多較為“古板”，趣味性不足。因此，應(yīng)在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可觀賞性、有趣性。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋心琦.再談中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革——在《化學(xué)教學(xué)》“中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)高級(jí)研修班”上的講話[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（3）：3～7.

[2]肖常磊，錢(qián)揚(yáng)義.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：6.

[3][4][5][7]王磊主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)1（必修）[M]濟(jì)南：山東科技出版社，2007：9～10，76～71，64～65，88.

[6]人民教育出版社化學(xué)室編.全日制普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)第一冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2003.

[8]王明召，高盤(pán)良，王磊主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)反應(yīng)原理[M].濟(jì)南：山東科技出版社，2007：87.

[9]白濤等編著.化學(xué)：為什么是這樣[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：2.

[10]李新義，高建偉.手持技術(shù)在酸堿滴定的應(yīng)用研究[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（6）：45～46.