摘 要：化學(xué)實驗對于化學(xué)教學(xué)來說起著非常關(guān)鍵的作用，由于各種原因?qū)е赂咧谢瘜W(xué)教學(xué)中實驗開出率偏低，影響學(xué)生能力以及綜合素質(zhì)的提高。對化學(xué)實驗進(jìn)行必要的改進(jìn)和創(chuàng)新，能夠很好改善這種情況。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);實驗改進(jìn);實驗創(chuàng)新

一、 化學(xué)實驗的重要性

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗對于化學(xué)學(xué)習(xí)來說起著至關(guān)重要的作用：（1）實驗是深刻理解化學(xué)理論的基礎(chǔ)，化學(xué)學(xué)科中任何理論（假說）的提出、發(fā)展和完善都是以一定的實驗事實為依據(jù)的。如原電池原理的依據(jù)是銅-鋅原電池實驗;某些有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理是利用了同位素示蹤法進(jìn)行實驗。實驗是建立理論或提出假說的基礎(chǔ)，同時也只有通過實驗才能發(fā)展和完善理論。（2）實驗是檢驗?zāi)撤N物質(zhì)是否具有某些性質(zhì)的唯一手段。通過實驗我們可以驗證某物具有哪些性質(zhì)，也可以通過探究去發(fā)現(xiàn)一些新的性質(zhì)，另外物質(zhì)制備是以物質(zhì)性質(zhì)為基礎(chǔ)的，所以物質(zhì)制備也離不開化學(xué)實驗。（3）實驗是培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?、思維能力等科學(xué)素養(yǎng)的基本手段。古人云：“百聞不如一見，百見不如一試”，通過實驗?zāi)軌蛱岣邔W(xué)生的觀察、記錄實驗現(xiàn)象、動手實驗、測量分析和處理實驗數(shù)據(jù)以及對實驗方案進(jìn)行綜合評價等能力。通過實驗不僅基礎(chǔ)知識和基本技能得以鞏固，還可以培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性、敏捷性、整體性和創(chuàng)造性。

二、 令人堪憂的高中化學(xué)實驗現(xiàn)狀

由于實驗在化學(xué)教學(xué)中的重要地位，許多專家學(xué)者紛紛呼吁要重視實驗教學(xué)。2006年新課程改革以來，把實驗教學(xué)推到了前所未有的高度，以蘇教版為例：各模塊中出現(xiàn)了“觀察與思考”“活動與探究”等內(nèi)容豐富、形式多樣的實驗，另外還專門開辟了一個實驗化學(xué)模塊。浙江省理綜考試中每年都有一個關(guān)于實驗的大題目，分值保持15分左右，選擇題還會涉及一些實驗知識，2020年1月選考意見征詢樣題中實驗的分值更是達(dá)到20多分。

然而在現(xiàn)實的化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實驗的開設(shè)情況卻不盡如人意，甚至可以說是低得出奇。演示實驗開出率總體不到50%，學(xué)生實驗每學(xué)期能開出兩三個的算好了，部分學(xué)校學(xué)生甚至從來都沒有進(jìn)過實驗室?？偟膩碚f是有機(jī)實驗開出率低于無機(jī)實驗，學(xué)生實驗低于演示實驗，畢業(yè)班學(xué)生低于高一高二學(xué)生。既然每個老師都充分認(rèn)識到實驗的重要性，但實驗開出率為什么卻如此低呢？究其原因，既有客觀原因，又有主觀原因?？陀^原因：（1）前幾年我市的普通高中普遍擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)迅速增多，學(xué)校辦學(xué)條件有限，有的學(xué)校不得已把實驗室改成了教室。（2）實驗室儀器、藥品的征訂手續(xù)繁雜。一般實驗儀器、藥品征訂工作是每年一次，需要先上報學(xué)校審批然后上報儀器站集中采購。有時候某些儀器因所需數(shù)量不大而被忽略，有時候甚至采購來的儀器藥品根本不是學(xué)校實驗室所需的，有些藥品因保存不當(dāng)而變質(zhì)，藥品更新又不及時，儀器藥品的缺失導(dǎo)致部分實驗無法開出。（3）部分實驗步驟復(fù)雜、實驗現(xiàn)象不明顯：如海帶中提取碘，直接浸泡得不到I-，如果把海帶灼燒灰化再浸泡也很難得到I-，總而言之實驗現(xiàn)象不明顯，所以很多老師不愿意做這個實驗。（4）新課程設(shè)置時每個模塊的學(xué)分是2學(xué)分，即每周的標(biāo)準(zhǔn)課時為2課時，盡管各學(xué)校把化學(xué)課時相應(yīng)調(diào)整為4-6課時，很多教師還是感覺時間很緊。學(xué)生實驗由于準(zhǔn)備實驗耗時、費力、麻煩而被取消了。主觀原因：部分教師對自己的實驗技能不放心，擔(dān)心實驗時出錯，擔(dān)心實驗現(xiàn)象不明顯，擔(dān)心學(xué)生進(jìn)入實驗室后很難管理，讓學(xué)生做實驗還不如讓學(xué)生看視頻，省時、現(xiàn)象又明顯。這樣學(xué)生實驗變成了學(xué)生看實驗、聽實驗和背實驗，學(xué)生無法真正感受、體驗實驗的樂趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力更是無從談起。

三、 實驗改進(jìn)的必要性

教材中安排了很多演示實驗和學(xué)生實驗來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教材中的實驗設(shè)計從某個層面上來說都是合理的，有些實驗也是比較好的實驗，但是在實際教學(xué)中也存在較多的問題。（1）教材中有相當(dāng)部分實驗很難利用已有的實驗條件在課堂上完成，如焰色反應(yīng)需要用鉑絲，鉑絲成本較高，鉑絲灼燒之后，因玻璃溫度較高在清洗時易破裂，玻璃破碎之后鉑絲就報廢了，所以很難開展學(xué)生實驗。（2）教材中的實驗大多是驗證性實驗，對實驗現(xiàn)象分析要求也較低，缺乏探究性實驗，而高考中往往探究性、開放性實驗較多，綜合性較強(qiáng)，對實驗現(xiàn)象分析、方案設(shè)計、評價要求也較高，所以學(xué)生實驗題的得分率往往較低。（3）教材中部分實驗現(xiàn)象比明顯，說服力不夠強(qiáng)。如海帶中碘的提取、鉀的焰色反應(yīng)等。（4）教材中部分實驗設(shè)計不嚴(yán)密。如實驗室制氯氣時，只有發(fā)生裝置、收集裝置和尾氣吸收裝置，缺少進(jìn)化裝置，但是題目中經(jīng)常會出現(xiàn)氯氣除雜問題。（5）教材中部分實驗產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣會對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。如鐵絲在氯氣中燃燒;干燥、濕潤氯氣漂白性實驗;銅和濃、稀硝酸反應(yīng);含硫化合物之間相互轉(zhuǎn)化等這些實驗難免會產(chǎn)生一些污染物。（6）學(xué)生實驗用量多，浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。如酸堿中和實驗：中和25 mL：0.5 mol/L的氫氧化鈉溶液，實驗做三次，2人一組，一個班級分30組，一個年段按12個班級算，一次實驗需要用氫氧化鈉540 g，而且要求沒有其他損失。此外，學(xué)生實驗產(chǎn)生的廢氣、廢水處理也是一個頭痛的問題，所以我們很有必要對實驗進(jìn)行一些改進(jìn)。

四、 實驗改進(jìn)的形式和方向

教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，提高組織和實施實驗教學(xué)的能力。教師要做實驗改進(jìn)的倡導(dǎo)者和組織者，而不是實驗改進(jìn)的包攬者，要讓學(xué)生積極參與實驗改進(jìn)。教師要先對教材的實驗進(jìn)行分析篩選，如果實驗設(shè)計本身已經(jīng)比較合理的就不要改動了，如離子檢驗;對于存在設(shè)計方案不是很合理、實驗比較繁瑣、現(xiàn)象不是很明顯等實驗進(jìn)行改進(jìn)。一些簡單的實驗可以通過小組討論后在課堂上完成;一些比較復(fù)雜、綜合性較強(qiáng)、帶有一定探究性的實驗可以通過網(wǎng)上查資料，然后制訂實驗方案，到實驗室完成。

實驗改進(jìn)方向：（1）使實驗現(xiàn)象更明顯、操作更簡單、更安全。如傳統(tǒng)的焰色反應(yīng)，用鉑絲蘸取的溶液或粉末有限，實驗現(xiàn)象不是很明顯。我們可以用粉筆吸收酒精后蘸上鹽的粉末點燃，這樣現(xiàn)象非常明顯，而且持續(xù)時間較長。我們也可以把鹽配成飽和溶液，裝入小型噴霧器中，噴到點燃的酒精中，然后觀察焰色，效果也很好。（2）使實驗盡可能不產(chǎn)生或少產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，或能有效除去產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，樹立綠色化學(xué)概念。如鐵絲、銅絲在氯氣中燃燒，教材中采用的是把鐵絲或銅絲灼燒之后伸入集氣瓶，這樣難免會有氯氣泄漏，另外燃燒后的產(chǎn)物溫度很高，容易導(dǎo)致集氣瓶底破裂。為了防止氯氣泄漏，我們可以用軟木塞塞住集氣瓶，讓鐵絲或銅絲穿過集氣瓶，采用電加熱的方法去引燃鐵絲或銅絲;為了防止瓶底破裂，我們可以在集氣瓶底部放少量的沙子。在檢驗干燥、濕潤氯氣是否有漂白性時，教材用了兩瓶氯氣，實際上用一瓶就可以了，我們可以把一半潤濕的PH試紙放入盛氯氣的集氣瓶中，這樣對照現(xiàn)象也非常明顯。（3）整合實驗，盡可能做到“一物多用”。高中階段教學(xué)任務(wù)非常繁重，學(xué)習(xí)非常緊張，所以我們要合理設(shè)計實驗方案，盡可能整合部分實驗，一次完成多個實驗，提高實驗效率。如銅和濃硝酸反應(yīng)的實驗，教材中實驗裝置存在以下幾點不足之處：a. 反應(yīng)不能控制，反應(yīng)要等到銅片或硝酸反應(yīng)完才能結(jié)束。b. 要收集滿一瓶NO所需藥品較多。c. NO收集滿后把集氣瓶從水槽中移出來時難免要接觸稀硝酸。d. 尾氣處理麻煩。為了實驗?zāi)軌螂S關(guān)隨停，我們可以把銅片改成可以拉伸的銅絲;為了觀察銅和稀硝酸的反應(yīng)，我們可以把分液漏斗改成針筒，用針筒往試管中注入水就把濃硝酸變成稀硝酸;為了觀察NO2和水的反應(yīng)，可以用針筒抽取一定量的NO2，然后再抽取少量水，觀察顏色變化，還可以做壓強(qiáng)對平衡移動的影響，若要觀察NO和O2的反應(yīng)，可以用針筒往試管中注入空氣，觀察顏色變化;實驗結(jié)束后要除去NO2和NO，可以用針筒注入一定量的NaOH溶液。（4）提倡微型實驗，提高實驗效率，節(jié)省藥品用量。學(xué)生實驗由于人數(shù)眾多，藥品用量很大，所以我們有必要在高中階段引入微型化學(xué)實驗。所謂的微型實驗，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取化學(xué)信息的實驗方法與技術(shù)。雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全和防止環(huán)境污染等目的。早在1989年，我國高等學(xué)?；瘜W(xué)教育研究中心把微型化學(xué)實驗課題列入科研計劃，由華東師范大學(xué)和杭州師范學(xué)院牽頭成立微型化學(xué)實驗課題組。杭師院承擔(dān)了原國家教委下達(dá)的微型化學(xué)實驗玻璃儀器和塑料系列儀器等新產(chǎn)品的研制任務(wù)，華東師大與廠家合作研究初中微型化學(xué)實驗箱，這些產(chǎn)品早已投放市場，為微型化學(xué)實驗在中國的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。微型化學(xué)實驗和常規(guī)實驗相比，具有明顯的綠色環(huán)保、節(jié)約藥品和節(jié)省時間等特點。微型化學(xué)實驗的優(yōu)勢已經(jīng)在教學(xué)過程中呈現(xiàn)出來，受到廣大師生的歡迎。（5）利用先進(jìn)設(shè)備，使實驗數(shù)據(jù)化，更具有說服力。如借助氧傳感器來研究不同氧氣濃度的海水對鋼鐵的電化學(xué)腐蝕速率的影響;利用比色法對反應(yīng)進(jìn)程的測定等，把原來定性的實驗定量化，更具有說服力。

羅馬不是一天建成的，同樣化學(xué)實驗改進(jìn)是一項系統(tǒng)而又充滿挑戰(zhàn)的工程，也不可能做到一蹴而就，所以每位化學(xué)教育工作者都要有“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”思想，以實驗改進(jìn)、實驗創(chuàng)新為己任，讓有效實驗教學(xué)貫穿整個高中化學(xué)教學(xué)過程。

作者簡介：

周紀(jì)賢，浙江省諸暨市，浙江省諸暨市諸暨中學(xué)暨陽分校。