摘 要：化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学的一项重要内容和手段，通过实验教学，能激发学生的学习兴趣，加深记忆和理解，同时还能开发学生的创造性思维。借助苏教版教材《化学1》中的实验案例，对高中化学实验教学设计与应用以及实验改进方面做出了相应分析。
关键词：高中化学；实验教学；化学实验设计；实验改进
实验是化学教学中的一项重要内容，通过开发设计实验，有利于激发学生的学习兴趣，并使学生感受到化学世界的奇妙与和谐，使其养成积极实践、勇于创新的科学精神，求真务实、细致严谨的科学态度和树立唯物辩证主义的世界观。
一、苏教版化学教材实验的内容和特点
苏教版化学教材与原教材相比，有很大的变化，根据实验内容和方式，可分为四大主题，分别是：“化学家眼中的物质世界”“从海水中获取的化学物质”“从矿物质到基础材料”与“硫、氮和可持续发展”。新版化学教材中的实验不仅更好地体现了新课程实验教学观，还注重学生的生活经验，贴近生活、贴近社会，同时它的呈现形式和实验手段也更加灵活新颖，大多是由学生预测实验结果、设计实验方法并亲身验证实验的探究性设计，不同于原教材中运用的是大量的验证性实验，这种将理论和实验相结合的自主探究性设计，不仅加深了学生对化学概念理论知识的记忆和理解，还培养了学生良好的观察操作表述能力和创造性思维，提高了学生分析问题和解决问题的能力。
二、苏教版化学教材中实验设计的类型及特点分析
根据化学实验的内容和实验场所的不同，实验设计也有不同的类型，一般有教师演示型的实验设计、边讲边做的实验设计和学生探究型的实验设计等等。尽管实验设计的类型不尽相同，但实质和目的都是一样的，都是根据实验题目明确地提出问题，构思出实验假设，运用所学习的化学知识和实验技能，设计出解决问题的
方案。
1.演示型实验设计
演示型实验就是指教师在课堂上操作，向学生示范实验流程和结果，使学生通过直观的现象获得感性认识的一种方式。例如，教材第49页钠的性质实验就是属于教师演示型的实验设计，通过燃烧金属钠，让学生观察反应过程中产生的黄色火焰和反应后生成的淡黄色固体，通过对直观现象的感知来理解它的性质，因为演示型实验是由教师演示，学生观看，因此，就要求教师在教学设计上具有一定的灵活性，不仅要认真研读教材，参透实验细节，必要时还可进行一些改动和补充，融入教学课堂设计中，使实验更有实效性和启发性。
2.边讲边做型实验设计
边讲边做型实验是由教师带领和指导，并讲解分析，由教师和学生共同进行实验的一种方式，它能促进课堂中教师与学生之间的沟通互动，调动学生学习的积极性，提高学生实际操作实验的能力。例如，教材第51页碳酸钠的性质和应用实验就是属于这一类型，通过将碳酸钠溶液加热至接近沸腾，再放入沾有油污的铜片，静置两分钟后用水冲洗干净进行观察，发现铜片上的油污消失，
来证明热的碳酸钠溶液能去油污。这种实验设计方便简单、易操作，现象明显且安全可靠，因为它是由教师和学生共同进行的实验，因此在实验设计中就要考虑到学生的实际，对实验教学中可能出现的问题和难点做好充分估计和准备。
3.学生探究型实验设计
学生探究型实验是指学生在教师的指导和启发下，自己动手设计并完成实验的一种模式，这种探究型的实验设计需要学生具有独立思考能力和判断能力，并有勇于面对失败的勇气。以往教材中的实验，其内容、过程和结果都是学生见过或学过的，使学生在开始实验前就产生消极心理，对实验的积极性不高，而这种新型的学生探究式实验设计，就避免了内容和形式上的单一老套和重复，让学生亲自研究设计并动手完成，大大提高了学生对化学学习的积极性和主动性。它对教师的教学设计也有一定的要求，教师在学生设计实验之前，可给予一些说明和建议，但不能为了追求实验的成功而限制了学生的思维方向，在遇到思维障碍时，可进行必要的提示和暗示，引导正确的思维轨道。例如，教材第52页中区别碳酸钠与碳酸氢钠固体的实验，就是属于学生探究型实验，要求学生根据性质来设计实验。让学生经历实验过程，学会溶液pH的测定，试管、胶头滴管的正确使用以及加热操作等。通过这种学生自主设计实验的方式，极大地开发了学生创造性思维和注重细节善于发现的能力。
三、苏教版化学实验的设计与应用分析
以苏教版化学教材第92页中Cu与浓H2SO4反应的实验为例，它是通过Cu与浓H2SO4反应来说明浓H2SO4具有强氧化性。按照教材中实验步骤进行操作，很容易出现异常现象，在反应后的蓝色溶液中总会有大量黑色物质和白色固体生成。这是因为铜与浓硫酸反应时，除了生成CuSO4和H2O，还会生成Cu2S，Cu2S再与H2SO4反应产生CuS，CuS即为实验中出现的黑色物质。虽然CuS会进一步与H2SO4反应，但CuS在H2SO4中的溶解度很小，该反应进行得很缓慢，就有了黑色物质CuS的析出。实验中浓H2SO4的质量分数很高，浓度一般是98%，水分比较少，当铜与其反应时间过长时，就会生成较多的CuSO4，而且CuSO4的量大于生成的H2O的量，当溶液呈饱和状态时，CuSO4就以固体的形式析出，即为白色固体。通过分析后得知，铜片的大小和反应时间的长短是影响实验结果的因素，因此，在实验中将铜片换成铜丝或者少量的铜粉能使实验结果更清晰。使用铜丝时，将其插入橡皮塞中，与浓H2SO4一起在试管中加热，当溶液呈蓝色时将其抽出，终止反应，而使用少量的铜粉，本身就是减少Cu的量，缩短与浓H2SO4的反应时间。经过这样的改进，就能看到Cu与浓H2SO4反应后，溶液呈蓝色，且没有杂质的生成。
再以教材第49页中钠燃烧的实验为例，教材中表述的是将
钠置于石棉网上，用酒精灯加热来观察实现过程中产生的黄色火焰和实验后留下的淡黄色固体。虽然实验操作简单，但效果并不理想。表现在两个方面：一是实验的过程很快，钠在开始燃烧后，会产生一道白烟，并且反应很快就结束，学生在观察的过程中很难发现黄色火焰；二是在反应结束后，它的产物少，并且石棉网上会遗留黑色斑点状的物质，淡黄色固体不明显。造成这种现象的原因是原料和载体的问题，由于金属钠在空气中极易被氧化而在表面生成氧化钠，而且实验室中的金属钠一般是保存在煤油中，虽然在实验开始之前用滤纸吸附过，但还会有煤油的残留。另外，实验要求的是金属钠和氧气反应生成过氧化钠，而实际操作中钠是在空气中燃烧，并非纯氧环境。用石棉网做载体，钠燃烧产生的二氧化碳会再与钠反应生成单质碳，从而在石棉网上形成黑色斑点，掩盖淡黄色固体。针对这样的问题，在进行实验设计与应用时，可用小刀将金属钠表面的氧化物去除，并用滤纸吸附掉残余的煤油，原料金属钠的成分会更加纯净，并将载体石棉网更换成陶瓷类的器皿，避免二氧化碳与钠的接触，这样，在实验的过程中，既能观察到黄色火焰，又能在实验后明显观察到淡黄色反应物。
本文总结了苏教版化学教材实验的内容和特点，对其实验设计的类型与应用进行了分析，并从教学设计和实验改进方面提出
了相应的建议。
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（作者单位 浙江省宁波余姚市第八中学）
