中学化学实验改进与创新设计的误区及应然路径-《化学教学》(2020年12期).docx

龙源版权所有 中学化学实验改进与创新设计的误区及应然路径作者：刘贝贝 严文法来源：《化学教学》2020年第12期 摘要： 化学实验是科学探究的重要途径之一，针对中学化学实验的改进与创新设计是帮助学生认识并体会科学探究的思路与方法，培养创新意识与问题解决能力的重要环节。结合近年来中学化学实验改进与创新设计的主要方向，分析现有实验设计中存在的常见误区，从问题发现与问题解决两方面探讨中学化学实验改进与创新设计的应然路径，并提出若干教学建议。 关键词： 化学实验改进; 实验创新设计; 实验误区; 应然路径 文章编号：2020 中图分类号： G6338 文献标识码： B 实验是化学学科的重要基础，承载着自然科学研究的基本方法与思路，凝练着颇具化学学科特质的科学思维与科学品质。化学实验是探究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径[1]。《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）强调结合真实情境素材、突出问题解决思路的外显化、融入STSE教育理念、重视实验探究能力的培养等，均是对化学实验育人价值的把握与体现。在重视“素养为本”的课改背景下，在发展学生“科学探究与创新意识”素养的新课标要求下，针对化学实验进行创新设计对发展化学学科核心素养、发挥化学实验育人功能起着重要作用。 早期的实验改进大多由于教学条件的限制，教师利用一些随手可得的材料开展低成本的实验改进，比如我国物理教育家朱正元先生就主张“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，倡导自制教具。随着教学条件的改善，教师进行实验改进的目的转向使实验现象更加明显，使学生科学探究能力与创新意识进一步发展，更好体现化学实验的育人功能等方面，出现了“实验创新热”。但在“改进热”“创新热”升温的背后，教师应明确认识到化学实验设计需抓住“育人功能”这一主题，发现真正有价值的研究问题，围绕化学学科核心素养精心设计，做出真正有质量的实验改进和创新，避免化学实验陷入“为改进而改进，为创新而创新”的误区。 1化学实验改进与创新设计的常见误区 化学实验改进与创新设计的目的是在不损害实验教学功能与育人价值的基础上，为教材实验的优化探索新思路与新方法。但在实际操作中，往往会出现因为一味追求实验的改进与创新而损害实验本身的教学功能与育人价值，或者出现执其一端不及其余甚至有损其余的问题。 1.1追求实验生活化，却削弱了学科特质 部分生活化实验改进过分追求材料要贴近生活，忽视了学生规范、严谨的实验操作及化学学科核心素养的培养。例如，某探究二氧化碳性质的实验改进（如图1所示）提倡将“厨房”搬进实验室，将教材原实验仪器全部由生活品替代[2]。初中化学正是引导学生认识并熟练使用化学仪器、培养学生实验操作规范的关键时期，该实验作为初中教材内容的重要组成部分，是《义务教育化学课程标准（2011年版）》规定的8个基础学生实验之一[3]，承担着发展学生化学实验技能、学习科学探究的基本方法和形成科学探究能力的作用。而该实验的改进将实验仪器生活化仅停留在现象的观察上，外在地追求贴近学生生活，忽视了原实验固有的教育价值。化学实验蕴含的学科特质对培养并发展学生的科学思维、科学品质具有不可替代的作用。新课标在实施建议中也指出，条件有限的学校“可以利用替代品进行实验”[4]，教师不应在课堂实验中片面强调生活化物品的替代，在实验条件允许的情况下，还应使用标准仪器。 1.2追求实验微型化，却干扰了现象观察 微型化实验装置由于便捷、绿色、学生参与度高等优点而广受关注，但此类改进也存在着一定的局限性。微型实验设计中的材料常使用生活化物品，同样存在着削弱化学学科特质的缺陷;同时，实验设计还需考虑教学或实验设备能否满足观察到明显的实验现象。例如，注射器是近年来微型实验常用到的仪器，有研究利用它进行二氧化硫气体制备与性质检验实验的微型化改进设计（如图2所示）。其具体改进操作是使用注射器吸取浓硫酸与内装亚硫酸钠的胶囊在注射器内反应生成二氧化硫，胶囊的上方放置四槽药片板（盛装检验试剂以检验二氧化硫的化学性质[5]）。该实验制造了一个密闭实验环境，能够体现环保意识，而且将二氧化硫气体的制备与性质检验进行了一体化设计，但是在实验过程中，无论是药片板的挪放还是试剂的添加均需十分小心，不适合学生独立操作;如將此实验过程改为教师演示，制备和性质检验的过程又集中于注射器内的有限空间，不利于现象观察，反而削弱了该实验的教学功能。类似的改进与创新设计为追求微型化、绿色化，却干扰了学生对实验现象的观察，损害了原实验固有的教学功能。观察实验现象是实验教学的关键环节，微型化设计并不是将常规实验“缩小”的生搬硬套，实验改进与创新不应干扰对现象的观察。 1.3追求实验一体化，却忽视了实验的教学