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中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計研究 熊 言 林 1 引言 2 化學(xué)實驗教學(xué)中的問題 3 化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的原則 4 實驗創(chuàng)新設(shè)計的策略和方法 5 實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)注意的問題 討論： 卓越中學(xué)化學(xué)教師的標(biāo)準(zhǔn) 1 引言 1.1空氣中氧氣體積測定實驗 （1）設(shè)計1 （2）設(shè)計2 （3）設(shè)計3 紅磷在密閉容器中燃燒時耗氧量的測定 1.2趣味化學(xué)實驗設(shè)計 （1）銅變銀銀變金實驗。 （2）化學(xué)振蕩實驗 例如，化學(xué)振蕩實驗 化學(xué)反應(yīng)原理： 在Mn2+的催化下， 5H2O2+2IO3¯+2H+→5O2↑+6H2O+I2 淀粉遇I2變藍(lán)； I2+CH2(COOH)2→ICH(COOH)2+I¯+H+ I2+ICH(COOH)2→I2C(COOH)2+I¯+H+ 丙二酸控制碘量，溶液呈亮黃色； I2+5H2O2→2HIO3+4H2O 溶液呈無色。 振蕩實驗溶液配制： （1）無色溶液A ：在燒杯中，加入41 mL 30 %的H2O2溶液，再加入59mL自來水，用玻璃棒攪拌均勻，裝試劑瓶，即為無色溶液A。 （2）無色溶液B ：稱取4.3 g碘酸鉀，放入到100mL燒杯中，加入約60mL的自來水，加熱溶解，冷卻后，再加入4 mL 2 mol/ LH2SO4溶液，用自來水稀釋到100mL的標(biāo)記處，用玻璃棒攪拌均勻，裝試劑瓶，即為無色溶液B。 （3） 無色溶液C ：稱取0.03g可溶性淀粉，放入到100mL燒杯中，加入少量的自來水，加熱、攪拌、煮沸2分鐘后，冷卻，再加入1.6g丙二酸、0.34g硫酸錳晶體，再用自來水稀釋到100mL的標(biāo)記處，攪拌均勻，裝試劑瓶，即為無色溶液C。 1.3化學(xué)實驗教育功能 (1) 感性認(rèn)識的源泉; (2) 理性認(rèn)識的支架; (3) 求證假設(shè)的手段; (4) 科學(xué)探究的方法; (5) 發(fā)展創(chuàng)新能力的途徑; (6) 激發(fā)興趣的武器以及培育情感的土壤。 2 化學(xué)實驗教學(xué)中的問題 跟中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)有關(guān)的問題主要來源于化學(xué)教育教學(xué)實踐。主要有以下三個大方面： (1)化學(xué)教學(xué)需要跟實驗現(xiàn)狀的矛盾； (2)化學(xué)實驗結(jié)果跟理論預(yù)期的矛盾； (3)不同化學(xué)實驗方案之間的差異。 具體教學(xué)中有八個方面： （1）有理念少行動； （2）有開發(fā)少實用； （3）有情境少建構(gòu)； （4）有教師少實驗員； （5）有實驗室少用品； （6）有活動少專題； （7）有內(nèi)容少課時； （8）有考核少監(jiān)督。 特別是化學(xué)教材中的實驗問題 (1)實驗原理的科學(xué)性 (2)實驗安全性 (3)實驗現(xiàn)象可見度 (4)實驗步驟 (5)實驗操作 (6)試劑用量 (7)實驗裝置 (8)實驗裝置圖 又如空氣中氧氣含量的測定 新的中學(xué)化學(xué)教材中有許多經(jīng)典實驗，實驗方法被長期傳承和運用。雖有改進(jìn)，但不排除有的實驗存在諸如（1）不便操作、（2）嚴(yán)密性差、（3）現(xiàn)象不穩(wěn)固、（4）實驗步驟不合理等瑕疵�；瘜W(xué)教師應(yīng)以科學(xué)創(chuàng)新的態(tài)度去審視每一個實驗，勤于反思、善于琢磨、精于研究，勇于創(chuàng)新。使教學(xué)行為將變得更加有效，教學(xué)行動將不斷有所創(chuàng)新。 3 化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的原則 要設(shè)計具有良好教學(xué)功能的化學(xué)實驗，需要用以下幾項基本原則作為實驗創(chuàng)新設(shè)計的指導(dǎo)思想。 3.1 目的性原則 目的性是實驗創(chuàng)新設(shè)計要達(dá)到預(yù)期的化學(xué)教學(xué)目標(biāo)。一般來說，其目的都是為了使化學(xué)實驗教學(xué)效果更理想。 在設(shè)計實驗前，首先要搞清楚實驗到底要達(dá)到什么目的? 其目的可歸納3個方面： ① 配合課堂講授內(nèi)容給學(xué)生提供感性認(rèn)識，幫助闡明科學(xué)概念和化學(xué)原理，同時向?qū)W生示范規(guī)范的實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述實驗現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。 ② 學(xué)習(xí)和鞏固相關(guān)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實驗習(xí)慣和科學(xué)探究能力。 ③ 拓寬學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，鞏固和提高學(xué)生的實驗技能，鍛煉學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。 例如二氧化碳性質(zhì)實驗設(shè)計 實驗設(shè)計優(yōu)點與效果： （1）實驗設(shè)計巧妙，操作簡便，現(xiàn)象明顯，成功率高，有效彌補了容易失敗的不足。 （2）幾個實驗整合在一起進(jìn)行，簡化了實驗操作，短時間內(nèi)即可完成，節(jié)省了二氧化碳，也提高了課堂效率。 （3）實驗設(shè)計過程中應(yīng)用了控制變量法，改變了原有的實驗思維定勢，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力。 本實驗折射出二氧化碳的四種性質(zhì)，實現(xiàn)了教學(xué)二氧化碳物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的無縫對接，有利于教學(xué)目標(biāo)落實。 3.2 科學(xué)性原則 科學(xué)性是化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的核心原則。科學(xué)性是指創(chuàng)新設(shè)計中的化學(xué)原理、裝置原理、操作原理和方法都必須與化學(xué)理論知識、實驗方法相符合。 一個優(yōu)秀的化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性。簡言之，就是合理性。 例如：二氧化碳的密度比空氣大實驗 有不少老師設(shè)計了用兩個氣球(或塑料保鮮袋)，分別充滿二氧化碳和空氣，置于同一高度在同一時刻下落，觀察氣球落地的先后(先落地的是二氧化碳，后落地的是空氣)。 實驗中存在許多不嚴(yán)密的地方——氣球自身的質(zhì)量不完全相等；充氣后氣球的體積和形狀不完全相同。這些因素都直接影響氣球落地的先后。 又如：氨的合成實驗創(chuàng)新設(shè)計 驗 證 重鉻酸銨熱分解產(chǎn)物： 重鉻酸銨熱分解產(chǎn)物主要是三氧化二鉻、氮氣和水 (NH4)2Cr2O7＝Cr2O3+ N2↑+4H2O 另外，還有氨氣、氧氣。 2(NH4)2Cr2O7＝2Cr2O3+4NH3↑+3O2↑+2H2O 3.3 安全性原則 安全性是指化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)盡量避免使用有毒藥品或反應(yīng)生成有毒氣體物質(zhì)以及具有一定危險性的實驗裝置和實驗操作。 如果必須使用，應(yīng)在所設(shè)計的實驗方案中詳細(xì)寫明注意事項和防護(hù)措施，以防造成環(huán)境污染和人身傷害。 例如：二氧化碳的滅火性實驗探究 教材中沿用了較為傳統(tǒng)而又經(jīng)典的二氧化碳滅燭實驗：即在燒杯內(nèi)點燃兩支呈階梯形的蠟燭，然后倒入一瓶二氧化碳，觀察蠟燭燃燒的變化。 其實驗本身存在以下的缺陷： ① 實驗的安全性差 在傾倒二氧化碳的過程中，操作者雙手被蠟燭火焰灼烤，苦痛難耐，背離了人性化的原則； ② 蠟燭正常燃燒的火焰較旺，在燒杯內(nèi)燃燒放熱使杯內(nèi)氣體熱膨脹，二氧化碳很難倒入杯底，導(dǎo)致滅燭實驗失敗； ③ 受燒杯自身口徑的制約，倒進(jìn)的二氧化碳往往會將高的火焰撲滅，從而造成實驗的負(fù)效應(yīng)。 又如，CO還原氧化鐵實驗 再如，德國一實驗室做實驗 一學(xué)生實驗需用氫氟酸，被告知需要培訓(xùn)講解，因為非常危險。1個教師用PPT給學(xué)生講解了大約1個小時，使用規(guī)則、以及急救措施等等，確實是非常具體到位，使學(xué)生學(xué)到不少東西。最后叮囑學(xué)生：我可以和你一起做一次，然后以后你做的時候隨時叫我，因為這種酸非常危險，必須要有2個人一起做，萬一出了問題，有其他人急救。 3.4 可行性原則 可行性是指設(shè)計的化學(xué)實驗方案中所運用的化學(xué)原理、裝置原理、操作原理和實驗方法在實施時切實可行，所選用的化學(xué)實驗藥品、儀器、設(shè)備和方法在現(xiàn)有的條件下能夠得到滿足，并在實驗中能得到正確的實驗現(xiàn)象和結(jié)論。 可行性是實驗創(chuàng)新設(shè)計的根本原則。 例如，火焰層溫度高低探究 蠟燭燃燒的實驗探究中，把火柴棒放入火焰中，看哪一層最先變黑。教師有沒有發(fā)現(xiàn)由于火柴棒表面很粗糙、易燃、易碳化，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不是很明顯。能不能改進(jìn)？改用表面相對光滑的竹質(zhì)牙簽代替火柴棒，或用潤濕的白紙，結(jié)果怎樣？ 3.5 簡約性原則 對于同一實驗，實驗越簡單越好，簡單就是美。 所謂簡約性是指要盡量采用簡單的實驗方法和實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗用品，在較短的時間內(nèi)可完成效果明顯的實驗。 例如，混有空氣的氫氣遇火可能會爆炸 恰當(dāng)?shù)膶嶒瀯?chuàng)新設(shè)計既突出重點，又沒有冗長的實驗步驟，充分體現(xiàn)出簡約性。 一位大家說：“一個科學(xué)家最大的本領(lǐng)就是在于化復(fù)雜為簡單，用簡單的方法去解決復(fù)雜的問題。” 3.6 創(chuàng)新性原則 創(chuàng)新程度的高低，是衡量一個創(chuàng)新實驗價值大小的重要標(biāo)準(zhǔn)。所謂創(chuàng)新性，是指實驗設(shè)計要敢于突破陳規(guī)，獨到于新穎、獨特、巧妙之處，能反映新事物、新觀點、新理論、新方法和新思路等。 一個優(yōu)秀的化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計必須反映出實驗設(shè)計者獨出心裁的構(gòu)思。 例如二氧化碳熄滅燭火的實驗 NO2制備與噴泉實驗設(shè)計 3.7 趣味性原則 化學(xué)實驗常令學(xué)生興趣盎然、終生不忘的原因，是化學(xué)實驗現(xiàn)象具有趣味性。 所謂趣味性是指設(shè)計的實驗所得出的現(xiàn)象和結(jié)果能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和動機(jī)。 例如氨的彩色噴泉實驗設(shè)計 又如，化學(xué)彩虹實驗 化學(xué)彩虹實驗是采用互不相溶的不同溶劑構(gòu)建異相、多層、不同顏色的化學(xué)彩虹，或者是采用濃度不同且具有密度差的相同溶劑構(gòu)建同相、多層、不同顏色的化學(xué)彩虹等等。 相同溶劑化學(xué)彩虹實驗：配制體積分?jǐn)?shù)為0%、30%、50%、65%、85%、100%的乙醇水溶液。 首先將實驗所需的藥品和儀器準(zhǔn)備好。 藥品：無水乙醇（或燈用酒精），自來水，水彩筆； 儀器：10mL量筒，試管，膠頭滴管，燒杯，試管塞。 3.8 啟發(fā)性原則 所謂啟發(fā)性是指實驗創(chuàng)新設(shè)計本身具有啟迪學(xué)生思維的作用以及教師對實驗作出一系列富有啟發(fā)性的指導(dǎo)，使學(xué)生在實驗或?qū)嶒炗^察中能自覺、深入地思考，并對實驗的結(jié)果進(jìn)行論斷和評價，從而培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新精神。 例如溶解度教學(xué)實驗設(shè)計 （1）把蔗糖逐步加入一杯冷水， 把食鹽加入一杯等量的熱水中， 直到二者不能再溶解為止。 （記下蔗糖、食鹽用量。下同） （2）常溫下， 將蔗糖逐步加入半杯水中， 把食鹽逐步加入一杯水中， 直到二者不能再溶解為止。 （3）常溫下， 在相同的兩杯水中， 分別加入1g蔗糖和1g食鹽， 都能完全溶解。 根據(jù)實驗結(jié)果學(xué)生去思考分析、判斷、歸納，獲得什么結(jié)論？ 例如，鐵與氧氣反應(yīng)實驗 學(xué)生也看到鐵絲在氧氣中燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色的物質(zhì)落在集氣瓶中的水面下。 但教師在實驗前后沒有引導(dǎo)學(xué)生思考“紅熱的鐵絲為什么在瓶外不燃燒而在瓶內(nèi)燃燒？瓶外也有氧氣嗎？”而教師又不解釋，這樣的實驗教學(xué)怎能激發(fā)學(xué)生求知探究的欲望呢？ 例如，鐵與硫粉反應(yīng)實驗新設(shè)計 4 實驗創(chuàng)新設(shè)計的策略和方法 由于中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的具體對象、內(nèi)容、目的和方法的不同，因此其創(chuàng)新設(shè)計沒有固定的模式和方法可循。但是，通過對眾多創(chuàng)新實驗案例的分析，可以發(fā)現(xiàn)已有不少行之有效、可借鑒的策略和方法。 4.1 組合策略 組合策略就是將一些相關(guān)的化學(xué)實驗按某種關(guān)聯(lián)因素或特征進(jìn)行新的組合，構(gòu)成新的實驗方案的實驗創(chuàng)新方式。 愛因斯坦曾說過：“為了滿足人類的需要而找出已知裝置的新的組合的人就是發(fā)明家。” 同樣，將已有的化學(xué)實驗按一些共同特征或功能進(jìn)行合理組合，使其具有某種新的教育功能也是對原有化學(xué)實驗的一種創(chuàng)新。 例如，CO2密度和化性組合實驗 取一只燒杯，注入少量澄清的石灰水，振蕩、觀察 (看到什么？ )；然后向燒杯內(nèi)傾倒一瓶二氧化碳(約6s)，蓋上毛玻片，振蕩 (又看到什么？) 。后者觀察到澄清的石灰水變渾濁。 此現(xiàn)象表明二氧化碳的密度比空氣大；接著順勢揭示二氧化碳能和氫氧化鈣起反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。 該實驗的最大創(chuàng)新之處在于，徹底排除了傳統(tǒng)實驗中的諸多不確定因素，穩(wěn)固性、可操作性以及可見性極強。 又如，二氧化硫的制取及性質(zhì)實驗 4.2 顛倒策略 顛倒策略是指沿著事物的相反方向，用反向探求的思維方式對現(xiàn)有的實驗程序、儀器和藥品的使用方法等顛倒過來，以產(chǎn)生新的用途，從而達(dá)到實驗創(chuàng)新設(shè)計的目的和要求。 例如，CO2的密度和滅火實驗設(shè)計 4.3 替代策略 替代策略是利用相同或相似功能的其他物品來替代現(xiàn)有實驗規(guī)定的物品，從而達(dá)到實驗教學(xué)效果更理想，實驗更安全，或者使實驗更加簡便等目的的一種實驗創(chuàng)新設(shè)計的方式。 例如，氧氣制取的實驗 H2O2分解制氧氣選用了MnO2做催化劑，但是MnO2催化分解H2O2存在很多缺陷： （1）所選的催化劑MnO2價格比較貴，使用起來不劃算。 （2）生成的氣體速度太快，不便于收集。 （3）采用滴液法，由于燒瓶內(nèi)壓強太大，液體難以滴入，必須采用液封法，滴液的速度也不易控制，操作的過程比較麻煩。 （4）H2O2分解時放出熱量，分解的自發(fā)傾向很強，有催化劑MnO2存在時分解反應(yīng)迅速進(jìn)行，當(dāng)加熱到426K以上便會猛烈分解，甚至爆炸。 經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，一些金屬氧化物：如CuO、Cr2O3、Fe2O3、Fe3O4和基本上無價值的土壤、香煙灰、稻草灰或麥桿灰(下面統(tǒng)稱草木灰)、細(xì)沙對該反應(yīng)均能起到很好的催化作用，不但節(jié)約藥品，而且克服了MnO2催化分解的一些缺點。 八種代用品與過氧化氫在制取氧氣時生成氣體的平均速率由大到小的順序是： 土壤＞Fe2O3＞CuO＞香煙灰＞Fe3O4＞草木灰＞Cr2O3＞細(xì)沙 土壤、香煙灰、草木灰，它們不僅具有良好的催化性能而且取之不盡、用之不竭，在大量制備氧氣和學(xué)生分組實驗或開展課外活動時，它們不失為價廉物美的代用品。 土壤中含有許多金屬（如Mg、Fe、Al 等）和非金屬的氧化物(如SiO2等) ，所以土壤也具有較好的催化作用，不過反應(yīng)過程中放出氣體的速率較快且不平衡，當(dāng)然，不同類型的土壤，由于所含礦物質(zhì)的成分不同，作為催化劑的效果也不一樣。 所選的部分催化劑代用品不用花錢，為廣大農(nóng)村中學(xué)帶來了方便，同時便于開展探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高實驗操作技能和培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。 又如，氫氣的燃燒與還原CuO組合實驗 再如CO2和H2制備裝置設(shè)計 儀器藥品： 粗玻璃注射器( 去掉活塞) 、雙孔橡皮塞、分液漏斗、多孔的圓形塑料片、膠皮管、止水夾、鐵架臺、塊狀石灰石( 或大理石) 、稀鹽酸，鋅粒、稀硫酸等。 4.4 缺點列舉策略 指通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有化學(xué)實驗的缺陷，把現(xiàn)有化學(xué)實驗的缺點一一列舉出來，然后提出改進(jìn)或革新方法的一種方式。 列舉缺點就是發(fā)現(xiàn)問題，而創(chuàng)新就是要解決問題，每發(fā)現(xiàn)一個缺點、提出一個問題，也就是找到了一個創(chuàng)新的課題。 利用缺點列舉策略創(chuàng)新化學(xué)實驗的一般步驟為： （1）選定化學(xué)實驗（可以是整體也可以是局部）； （2）確定與實驗有關(guān)的信息種類，如材料、功能、結(jié)構(gòu)等； （3）根據(jù)確定的信息一一列出缺點； （4）針對缺點（可以是全部也可以是其中的一個或幾個）研究改進(jìn)方案。 例如， 初中教材上“白磷的燃燒” 實驗，因燃燒產(chǎn)物P2O5(白煙)與冷水(空氣中水蒸氣)生成劇毒的HPO3(偏磷酸)會對環(huán)境造成污染； “白磷燃燒前后質(zhì)量測定” 實驗，很難保證沒有空氣進(jìn)入錐形瓶以及沒有P2O5(白煙)逸出，以致達(dá)不到質(zhì)量守恒的目的�？蓪�兩個實驗合二為一，設(shè)計如下圖： 4.5 拓展策略 是指化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計為促進(jìn)學(xué)生的知識拓展和實驗、思維、創(chuàng)新等能力的發(fā)展，但要符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)知識和能力水平。 教師在化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計中應(yīng)讓學(xué)生在富有啟迪作用的“難度適中的實驗問題”中由易到難、循序漸進(jìn)地進(jìn)行實驗設(shè)計。 例如，蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗及二氧化碳的非常規(guī)滅火原因?qū)嶒炋骄? “對蠟燭及其燃燒的探究”是人教版初中化學(xué)中的一個實驗，它是學(xué)生接觸到的第一個活動與探究實驗，是中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)實驗之一，對中學(xué)生整個初中化學(xué)學(xué)習(xí)乃至今后的化學(xué)學(xué)習(xí)都起到至關(guān)重要的作用。 對于該實驗進(jìn)行拓展研究——蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗和二氧化碳非常規(guī)滅火原因的實驗探究 二氧化碳常規(guī)滅火實驗的現(xiàn)象是： 低處蠟燭火焰比高處蠟燭火焰先熄滅。 其原理是：二氧化碳的密度大，沉降在容器底部，火焰周圍的二氧化碳濃度過高。 二氧化碳非常規(guī)滅火實驗的現(xiàn)象是： 高處蠟燭火焰比低處蠟燭火焰先熄滅。 其原理：是什么？怎樣用實驗驗證？ 另外，在一個相對封閉環(huán)境中，蠟燭燃燒產(chǎn)物二氧化碳的濃度大小怎樣直觀檢驗？ 檢驗產(chǎn)物的方法： 檢驗CO2濃度變化的方法 CO2濃度變化的原因 5 實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)注意的問題 中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計 ，無論使用何種策略和方法，都應(yīng)該遵循一定的原則和要求，除了以上提到的一些原則和要求外，在進(jìn)行實驗創(chuàng)新設(shè)計時還應(yīng)注意以下一些問題。 5.1創(chuàng)新設(shè)計不能為了“出新”而設(shè)計 實驗創(chuàng)新其目的是為使實驗效果更理想，實驗更安全，或者使實驗更加簡便等。 應(yīng)避免這種現(xiàn)象： 僅僅是為了“出新”而進(jìn)行實驗設(shè)計。 這類實驗設(shè)計的目的： 只是為了對原有的實驗進(jìn)行改造，并不考慮改造后實驗的效果，甚至改造后的實驗還不如原實驗。 例如國外氫氣還原氧化銅實驗設(shè)計 實驗現(xiàn)象鮮明、直觀，氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)可重復(fù)進(jìn)行，安全、可靠，有很強的啟發(fā)性。 我國義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的本次修訂，力求降低實驗探究活動的難度，使之更適合初中教學(xué)實際。刪去了“活動與探究建議”中一些操作難度較大的實驗（如“在加熱條件下氫氣與氧化銅反應(yīng)”等）。 5.2 實驗創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)以教學(xué)為中心 在進(jìn)行實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)緊緊圍繞“教與學(xué)”這個中心，一要涵蓋化學(xué)教學(xué)的知識點，二要充分考慮到學(xué)生的實際情況，使學(xué)生在實驗中達(dá)到相應(yīng)的知識和能力。 在設(shè)計時要找到調(diào)動學(xué)生興趣和完成教學(xué)任務(wù)兩者之間的平衡點。 要注意避免下面兩種情況： 一是為了調(diào)動學(xué)生的興趣而忽略了教學(xué)任務(wù)； 二是為了單純的完成教學(xué)任務(wù)而忽視了化學(xué)實驗的趣味性和教育功能。 5.3 創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)融入先進(jìn)的教育理念 實驗在化學(xué)教學(xué)中的作用是不可替代的，但要在教學(xué)中充分發(fā)揮它的作用還需要在實驗創(chuàng)新設(shè)計時融入先進(jìn)的教育理念。 改變傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)：（1）過分以演示實驗和驗證實驗為主；（2）強調(diào)演示和驗證；（3）注重探究結(jié)果，忽略探究過程等。 不改的結(jié)果：造成學(xué)生直接參與實驗的機(jī)會不多，缺少親身體驗和直觀感知，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力的狀況。 5.4 創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)利用身邊教學(xué)資源 化學(xué)實驗教學(xué)資源是指有利于實現(xiàn)化學(xué)教學(xué)目標(biāo)，在實驗教學(xué)設(shè)計、實施、評價過程中可以利用的各種資源的總和。 通過化學(xué)實驗教學(xué)資源的開發(fā)利用，可以有效地拓展和完善實驗教學(xué)內(nèi)容，彌補化學(xué)教科書的不足。 （1）利用課外的實驗資源 利用學(xué)生身邊的物品和器具，同樣是重要的化學(xué)實驗教學(xué)資源。學(xué)生可以在課外搜集，合理利用日常器具或廢棄物進(jìn)行化學(xué)實驗或進(jìn)行微型實驗，以實現(xiàn)每個學(xué)生都動手做實驗。 例如： 用廢棄的飲料瓶制取氣體及探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)；用注射器進(jìn)行呼出氣體中二氧化碳含量測定實驗；用鋁塑包裝的藥片凹槽代替試管（點滴板）進(jìn)行微型實驗，可節(jié)約大量藥品；用廢棄電池、電線制作常用的化學(xué)藥品，如碳棒、鋅片、銅粉等； 另外，利用雞蛋殼、貝殼甚至大理石、鐘乳石代替碳酸鈣；用食用堿代替碳酸鈉；用食醋代替酸；用一些花瓣、果皮、紫甘藍(lán)作酸堿指示劑等。 讓學(xué)生隨時可以完成自己感興趣的實驗，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手操作能力、觀察能力以及科學(xué)探究的能力。 又如，生活中常有酸堿鹽的身影——例如家用清潔劑使用（潔廁靈、84消毒液和廚房重油污凈等）： （1）潔廁靈是酸性洗滌劑，主要成分是鹽酸（HCl），呈藍(lán)色； （2）84消毒液是堿性洗滌劑，主要成分是次氯酸鈉（NaClO)； （3）廚房重油污凈中含有Na+，是堿性洗滌劑。 以問題為線索，進(jìn)行教學(xué)： （1）你認(rèn)為潔廁靈（廚房重油污凈、 84消毒液）的酸堿性如何？ （2）潔廁靈中的鹽酸能與哪些物質(zhì)反應(yīng)呢？ （3）主要成分是鹽酸的這種潔廁靈為什么呈藍(lán)色呢？從外表看可能有什么離子？ （4）如果有銅離子，那就不會有什么離子呢？ （5）廚房重油污凈中含有Na+，根據(jù)你的知識儲備，你認(rèn)為要發(fā)揮除油功效其中應(yīng)該有什么物質(zhì)？ （6）你認(rèn)為廚房重油污凈不能與哪些家用清潔劑共用？潔廁靈、 84消毒液呢？ （7）潔廁靈能與廚房重油污凈共用？ （8）潔廁靈能與84消毒液共用？ （2）關(guān)注身邊的化學(xué)物質(zhì) 新課標(biāo)注重化學(xué)與社會的聯(lián)系，在平時的教學(xué)中，把化學(xué)物質(zhì)與身邊物質(zhì)聯(lián)系起來，使學(xué)生學(xué)以致用。 如在學(xué)習(xí)硫在氧氣中燃燒時，聯(lián)系到有人用硫磺來薰饅頭、銀耳、草帽、中藥材等，蒸出的饅頭、銀耳、草帽等很白，但白饅頭、銀耳對人有害。學(xué)習(xí)碳酸鈉時啟發(fā)學(xué)生為什么蒸饅頭或燒稀飯時堿放多了，倒入適量的醋就可以了。 化學(xué)源于生活，服務(wù)于生活。 這就需要教師要在平時的教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)視角觀察生活，挖掘恰當(dāng)?shù)纳�活資源并應(yīng)用到實驗教學(xué)中，滲透從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會的理念。 例如，從植物中提取并自制的酸堿指示劑用來檢驗物質(zhì)的酸堿性的實驗中，美國教材采用的是食醋、家用氨類洗滌劑、檸檬汁、牛奶和肥皂水。 人教版教材同樣有自制酸堿指示劑的應(yīng)用的實驗，要求試驗指示劑在食醋、石灰水、鹽酸和氫氧化鈉溶液中的顏色變化。 從藥品選擇來看，美國教材更加突出化學(xué)在生活中的應(yīng)用。 5.5 教師應(yīng)有親自試做實驗的行動 “紙上得來終覺淺，曉知此事須實踐”。一切真知來源于實踐。在讓學(xué)生探究之前，化學(xué)教師對自己積累的化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計案例應(yīng)親自動手試做一下，這樣既能得到意想不到的收獲，又能完善其方案和掌握其操作關(guān)鍵，還能更有效地指導(dǎo)教學(xué)。教師只有做到心中有數(shù)，才能正確指導(dǎo)學(xué)生實驗。 例如，白磷的制取及其性質(zhì)實驗 又如紫甘藍(lán)指示劑制備及變色范圍 （1）紫甘藍(lán)指示劑制備 用200mL熱水浸泡100g切碎的紫甘藍(lán)10分鐘，然后過濾、冷卻、裝瓶，即為紫甘藍(lán)指示劑。 （2）紫甘藍(lán)指示劑變色范圍ESo紅軟基地

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