高中化学实验替代仪器对实验教学的作用

易传伟

摘要：新课标新概念的推广下，探究性学习日益重要，高中化学实验也是重要的探究内容，通过对高中化学实验仪器“替代品”的探究，学生将更能积极主动获取化学知识，认识、解决化学问题和开拓思维及提高科学素养。

关键词：高中化学实验   替代仪器   实验教学

一、化学教材探究性实验教学中仪器的局限性

化学学科的性质表明，实验是化学学习的基点。实验对于完成高中化学课程的任务具有不可替代的作用，无论是传授知识、训练技能、发展能力，培养科学态度和科学方法，还是进行政治思想教育和品德教育，都离不开化学实验。传统的化学实验课堂教学，大多是为验证概念、原理和元素化合物性质提供“证明”或“依据”的实验，常常易被异化为“照方抓药” ，异化为一种形式，沦为知识的附庸或点缀，基本能达到实验教学的目的，但这种实验教学仅重在培养学生的实验能力即动手操作能力、观察实验现象和根据现象分析问题巩固所学知识的能力，从而使很多教师产生了“实验仅仅是一种手段”的错觉，进而形成了“实验是为教学服务”的误区，“实验失去探究功能”的盲点。

当然，在一个实验仪器的充足的学校里，能很好的普及化学实验。可是，在实际的条件下，某些学校实验仪器的管理或配备方面也存在如下的问题：第一，教材所建议的实验，如果用相应的仪器，有时现象可能不明显或不便于观察;第二，部分实验仪器不能随意拿出实验室使用;第三，作为山区教学的学校来讲，在限制性的条件下（如经济等），导致开展实验的仪器不足甚至没有。这将导致学生的好奇心和求知欲受到抑制，使学生的主动性、实验探究能力有所下降等。面对这一实际情况，为了能让学生都有实验做，必须制得相应实验仪器的“替代品”。

二、替代仪器对实验教学的作用

化学实验仪器“替代品”可以由生活中的物品提供。下面我将从几个方面谈谈实验仪器“替代品”在探究性实验的作用：

（1）便于观察实验现象，培养兴趣。正确的实验现象对学生在探究的角度上有著引导作用，获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。在化学必修1里，研究钠在空气中燃烧时所用的实验仪器有坩埚、坩埚钳、泥三角、三角架、酒精灯等。在做演示实验过程中，由于钠在坩埚里燃烧时，不利于学生观看现象。在此，教师需要利用仪器“替代品”改进实验，让学生都看到明显的现象。如：教师可以坩埚改成石棉网，但得注意那金属钠要绿豆大小等安全细节。用石棉网代替坩埚，能让学生都参与实验中，看到化学实验的五彩缤纷，感受到实验的神奇和乐趣。

（2）提高学生的动脑动手能力，培养科学探究实验精神。在实验教学中，教师应给学生多设疑，适当的给学生布置家庭小实验，这不但可以帮助学生形成化学概念，理解和巩固化学知识，还可以使学生获得比较熟练的化学实验技能及增强自主探究能力。如：①在过滤实验中，学生可以利用饮料瓶（剪掉一半部）替代漏斗，用纱布替代滤纸，木棒代替玻璃棒，玻璃杯代替烧杯等仪器，这样学生自己也可以在家里做个简易的过滤实验。②证明醋酸的酸性比碳酸强的家庭小实验。可以把蛋壳放在玻璃杯里，然后注入适量的醋酸使之反应，观察现象。

（3）降低实验开展难度，让探究实验切实可行。在条件限制的情况下，分组实验的开展存在一定的难度，这将不利于师生之间和生生之间的交流合作，探究实验也无从谈起。若能把仪器替代，将能降低实验开展的难度，使学生自主探究，增强学习兴趣，提高科学素养。例如：测定锌粒与稀硫酸反应的化学反应速率（如右图），如果实验室的锥形瓶、分液漏斗、针筒仪器没有或是不足，教师为了给学生分组实验进行研究，应当和学生一起寻找实验仪器的替代品。

从操作简单、安全出发，气体发生装置可用试管和带胶塞的导管代替，用铁架台固定[图1];因为测定化学反应速率的实验中，需要收集一定时间内的气体体积，所以，选取的仪器其中一样必须得有刻度值，这时可以想到用量筒替代，故收集装置可用排水法（量筒中装满水）[图2]或是将水排入量筒中[图3]。

（4）对实验教学有着促进作用.替代仪器的实验教学，对教师与学生都有着促进作用。实验中涉及到提出问题、猜想与假设、制定方案、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。通过对实验仪器“替代品”的探究，教师开拓视野，发散思维，与学生一起制取仪器替代品，从中获取教学经验，提高教学能力，自我增值;学生则通过探究实验掌握实验原理，写出实验方案，体会和深化实验仪器的作用，提高科学探究能力和学习兴趣并积极主动获取化学知识、解决化学问题以及拓展思维。

综上所述，实验仪器“替代品”对实验教学的作用主要归纳为：第一，满足学生实验要求，激发求知欲;第二，培养兴趣，提高探究性实验能力;第三，增强动手和思维能力的培养;第四，使学生掌握科学方法，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度，提高学生综合素养。

因此，鉴于化学实验仪器“替代品”在实验教学的重要性，特别是在条件不足的学校里，显得十分突出。在一定程度上，给予了学生做实验，享受实验的奇妙以及切身了解当时科学家是如何进行实验探究的机会。从其衍生出来的效果也是非常显著的，比如说增强学生的自主性、积极性、探究思维能力等，经过学生积极主动探究实验，努力分析，可将从感性认识阶段逐步上升到理性认识阶段。教师加以引导学生整理实验数据和实验现象或发现的新问题等各种信息，然后师生之间和同学之间进行分析与讨论，将能得到良好的探究实验结果。