新型中学化学实验室改革与创建

许文皓　罗明标

摘要 2016年是第十三个五年教育规划的开局之年，教育改革已在全力推进，中学化学实验也是教育改革的一部分，但在化学实验改革的过程中，化学实验室的改革却没有得到相应的重视。本文依据中学化学实验的教育改革，提出了一些中学化学实验室改革的建议，以促进中学化学“十三五”教育规划的有效实施。

关键词 中学化学实验室 中学化学 化学实验 实验室改革

化学是以实验为基础的学科，化学实验是化学教学的基础，在化学教学中有着不可替代的作用，而化学实验的主要场所是化学实验室，因此改革中学化学实验室是保证中学化学教育改革顺利实施的基础条件，实验室条件的好坏也对实验教学的效果有直接影响。

在“十三五”教育规划开局之年，深化中学化学教育改革，也要深化中学化学实验室改革。随着中学化学教育改革的大力推进，中学化学实验部分也有很大的改革，而中学化学实验室与教育改革前相比却没有明显改善，这就抑制了新课程的实施进程。为了使化学实验室更好地服务于中学化学课程改革，我们应根据中学化学实验部分的改革内容，相应地对中学化学实验室做出改革。

一、改革中学化学实验室软件和硬件的配置

1.中学化学实验室的硬件配置

中学化学实验室的硬件配置是中学化学实验的基础条件，只有中学化学实验室的硬件配置达到了新课改的标准，中学化学实验改革才能顺利实施，中学化学教育改革才能水到渠成。所以中学化学教育改革应先改革完善中学化学实验室的硬件设施，根据中学化学实验内容的变动，在原有基础上完善中学化学实验室的硬件配置。根据新课程标准，需要改革完善的中学化学实验室的硬件配置主要有实验药品、实验仪器及实验设备。

中学化学新课程标准对化学实验提高了要求，同时也增多了学生的课外探究实验。传统的化学实验室不能满足新课改下的实验要求，因此，各中学应加大对化学实验室的投入，改革完善化学实验室的硬件配置，供电到室、供水到桌、完善的排气设备等要一应俱全，尤其是通风橱设备务必要保障足够的通风排气量，同时要保证中学化学实验室所要用到的化学药品和化学仪等满足新形势下的标准。

在改革完善实验仪器的过程中，应注意选用适当的仪器，不应追求高、精、尖。例如新教材中的探究实验要用到红外光谱仪和核磁共振仪等大型仪器，但也不必在中学就配备这类仪器。这类仪器不仅价格昂贵，而且利用率低，对工作环境的条件要求较高。在学生进行探究性学习时，可以联系就近的高校或者相关研究单位进行测试。在改革完善中学化学实验室的过程中应坚持“够用、好用、实用”的原则，这是对实验室的改革方向的最合理的诠释。

2.中学化学实验室的软件配置

中学化学实验室的软件配置主要包括实验室管理的规章制度和实验员队伍。完善中学化学实验室管理的规章制度，是保障实验室完善管理的基础。化学实验员有效实施实验室的规章制度，是保障化学实验室安全以及化学实验教学顺利进行的必备条件。

（1）改革完善中学化学实验室管理的规章制度

在新课程标准下，中学化学实验中的化学药品及器材种类更加繁多，在化学实验教学过程中也会出现更多的化学药品和器材的损耗，所以改革完善化学实验室教学管理工作和化学设备规章制度尤为重要。新生进入实验室前，学校应对新生进行安全教育，做好“实验室安全教育”课程，让学生明确实验室的规章制度，熟悉化学药品的使用知识以及危险的应对办法。在学生进入实验室之前，教师应做好规章制度宣传工作，在学生实验过程中，教师要对学生进行明确的指导，规范学生的实验行为，保障实验安全有序地进行。

（2）改革完善中学化学实验室的实验员队伍

中学化学实验员通常会认为自己只是一个实验室管理人员，自己的作用只是管理实验室器材和药品的。在新形势下，学校应当改革完善中学化学实验室的实验员队伍，配足专业的实验教师并对实验员进行安全和专业知识培训，把实验员的管理职责改为服务、指导、管理。保证实验员能针对相应的化学实验，做好药品配置、试剂摆放和药品回收等试验工作。同时实验员要对化学仪器设备以及药品试剂使用做全面、及时的记录，以保证仪器和药品的使用效率，从而真正形成以实验教学促进化学学科科学素养提高的局面。

二、创建新型中学化学实验室

新课程标准要求学生在实验过程中学会探究创新，这是对传统实验室的一种挑战和考验。要培养学生的科学探究能力和创新思维方式，教师应将传统的实验教学模式转化为开放式的，根据不同的实验内容，采用不同的教学手段，改革学生的实验设计以及实验室布局，从而满足新课程对化学实验教学的改革要求，推进教育规划的大力实施。

1.创建探究创新型中学化学实验室

新课程改革标准要求培养学生的科学素养，以加强学生的创新精神，促进学生全面发展。我国中学化学实验一直都是以验证性实验为主，在新形势下，化学课程改革提出中学化学实验要更加注重探究性创新实验。改革传统的中学化学实验室，开设探究型创新实验室为学生科学探究提供必要条件，让学生依据已有的化学知识根据自己的想法设计实验内容，选择实验仪器和药品，自行进行探究实验。不仅使中学生熟悉掌握各种实验仪器和设备的使用方法，而且响应了新课改培养学生的实验技能、探究思维和创新能力的精神。

2.创建“绿色”中学化学实验室

化学已经给人类的生存环境造成了许多负面影响，绿色化学理念是国内外化学课程改革的指导思想，绿色化学实验就成了化学实验的新趋势，因此改革中学化学实验室时应始终坚持绿色化学的理念。构造绿色化学实验室可以通过推广微型化学实验来减少化学试剂的使用量、通过改进反应物来降低生成物的危害、通过对生成的“污染物”做有效处理来降低化学实验对环境的污染。

（1）改革化学实验，推广微型中学化学实验

改革化学实验，发展微型化学实验非常符合我国的国情。早在上世纪90年代，国际化学教学大会已经把微型实验列为讨论主题之一，美国的经典中学化学教材《现代化学》、《麦瑞尔化学》都编入了大量的微型化学实验。我国也很早就开始关注微型化学实验的引入和开发，微型化学实驗是实现化学实验绿色化的有效途径。在强调安全、环保和绿色化学意识的化学课程改革的大背景下，将微型化学实验引入中学化学实验课程中势在必行。

（2）改革构造无污染中学化学实验室

①探寻“绿色”原料替代有污染、有毒的试剂

无污染化学实验室的最高标准是把污染从源头上消除，所以在化学实验中有毒以及存在污染或者会生成污染物的化学试剂，应选择相应的“绿色”原料作为替代品来进行实验，同时还要保证所用的“绿色”原料不会影响实验效果。例如中学化学实验室中，用鸡蛋壳代替碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳；过氧化氢的分解实验中，用生物活性酶——过氧化氢酶来代替二氧化锰，这样就避免了二氧化锰这种固体强氧化剂对环境的较大污染，而且过氧化氢酶还能提高实验的催化效率。

②合理处理“三废”

构造“绿色”中学化学实验室，要保障化学实验室里有相应的环保措施，在化学实验室里的环保问题主要是“三废”的处理问题。“绿色化学”一直都是人们关注的问题，虽然中学化学实验中产生的“三废”看似很微量，但是对于环境的污染也是不可忽视的。

第一，中学化学实验室“废气”处理。中学化学实验虽然很多是在通风橱中进行，但并没有对实验过程中所产生的“废气”进行有效处理就直接排放，这样会对实验室周围的大气造成污染。要防治中学化学实验对环境造成的污染，中学化学实验也要采取适当的方法对“废气”进行处理，如“燃烧法”“吸附法”“吸收法”等，所以在中学生进行化学实验时，教师要让学生熟悉“废气”处理的方法，保障“废气”排出前加以净化，确保良好的實验环境。

第二，中学化学实验室“废液”处理。中学化学实验的“废液”主要有两类：一类是液态失效的化学试剂；另一类主要来源于学生分组实验、学生探究实验以及教师演示实验。所以在中学化学实验中，教师在实验过程中要严格要求学生按量操作，尽量减少“废液”产生。所产生的“废液”要采取适当的方法加以分离回收，进行有效处理。实验室处理“废液”的方法有物理法和化学法。物理法主要是吸附、过滤、离子交换法等。如中学化学实验室的有机废液通常采用吸附处理，含有悬浮物的废液通常用过滤法处理，含有重金属离子、磷酸及有机酸、碱、盐的废液通常采用离子交换法处理。化学法主要利用沉淀、中和、氧化还原等方法将有毒物质进行转化，在中学化学实验中应根据污染物的不同性质选择相应的方法。例如“酸性废液”可以用“废碱”中和后排放，含有“重金属元素离子”的“废液”可以用相应的能使其重金属离子沉淀的“废液”处理后再排放，含有“有机物”的“废液”则可以用燃烧法处理。

第三，中学化学实验室“废渣”的处理。中学化学实验中的“废渣”主要是“金属”“金属氧化物”以及“沉淀物”，其中有一部分可以回收处理重复使用，不可重复使用的“无毒废渣”应回收后对其采用定点深埋法处理，或交至相关处理部门。

3.创建数字化中学化学实验室

数字化中学化学实验室也可称为虚拟中学化学实验室。在中学化学实验教学中，传统的演示实验只是对实验现象的描述，但实验现象是宏观的而实验原理是微观的，在宏观的实验现象中提炼出微观的实验原理是传统的演示实验教学的重点和难点。数字化实验教学能够利用计算机将抽象的实验原理直接展示给学生，让学生在感性认识的基础上结合具体实验现象抽象出微观实验原理，可以有效提高教学效果。

改革构造数字化中学化学实验室可以为开放、灵活的虚拟实验提供平台，还可以有效地解决传统实验室设备不足、实验危险以及实验受时间地点限制的问题。在保障学生安全的基础上，还可以减少实验室的环境污染。数字化中学化学实验室是新课改下实验室基本设备的补充。

化学实验是中学生学习化学学科知识的重要载体，中学化学实验可以帮助学生在了解实验器械和设备的基础上，更深一层地获得正确的科学态度和科学方法。在提倡培养学生的实践能力、创新意识和创新精神的新课改下，中学化学实验有利于学生的知识、素质、能力协调发展。所以，在新课标下，中学化学教学要重视实验，将实验室作为中学化学教学的前沿阵地，中学化学实验室的改革应始终与中学化学实验教学改革一致。中学化学实验室的改革能否有效地实施，关系着中学化学课程改革的成败，同时也决定着中学生化学素养能否良好的形成。因此，在中学化学教学的课程改革之前，要全面遵循新课标的理念，科学严谨地改革中学化学实验室，将中学化学实验室变成学生实践能力和创新能力培养的孵化园。

[责任编辑 郭振玲]