化学实验研究的方向
发布时间：2014-11-01 编辑：化学学法小组 来源：网络&投稿
下一页 1 2 3 4 5 6 在化学学科发展的不同时期，化学实验的作用是不相同的，化学实验研究的方向也有所不同。但无论在何时何地，化学实验的研究都必须为化学教学服务，必须关注化学教学与社会热点。为教学服务就是为培养学生观察能力、实践能力及创新能力，推进素质教育，所谓关注社会热点就是研究如何能够让更多的学校创造条件开齐化学实验课程，开足实验课时，让学生关注环境问题从学习化学开始，从实验室开始。现代化学进入到高速发展及普遍应用阶段，作为为基础化学服务的化学实验研究，有以下研究方向：⑴中学化学实验的简约化，所谓简约化实验指由专门的工厂经过精心设计、组合、加工的实验仪器，其中盛有相应的药品，是围绕某个特定的目的所设计的单元实验。目前大学实验室及专门的实验室正在向着简约化方向发展，但作为中学化学实验至今仍是一片空白。⑵实验的改进与创新，中学化学教材所安排的实验是否完全合理，是否需要补充一些有益于开拓学生思维、培养创新能力实验，现有课本中的实验哪些需要改进，如何改进，改进的原则是什么？这是一种极其普通的实验研究，又是极容易取得实验成果的研究。⑶微型实验研究，微型实验，顾名思义，就是实验的小型化，但又不是完全意义上的小型化。微型实验在江浙一带研究相当盛行，而且有很多的成果，特别是对我们来说，可以说是一片空白，如何开展微型实验，避免走弯路，尽快服务于教学，应用于教学，不仅很有必要研究，也很值得研究。⑷绿色化学与实验的研究，绿色化学在国外或发达地区，如美国、中国的香港、台湾等地研究相当深入，有很多研究成果。绿色化学，顾名思义主要就是无污染，如何做到无污染？外国外地的实验成果如何有选择地加以应用等很值得进行研究。⑸要开齐中学化学实验课程，很重要的一点就是实验仪器及实验药品的保证，如何利用现有条件，自制一些实验代用品为老少边贫地区学生能够进行化学实验也很值得研究。
一、中学化学实验的简约化方向研究
什么叫简约化实验？先看一个例子。如在进行氢气还原氧化铜实验时，有许多与本实验原理无关的操作要求都必须进行，如要有一个氢气发生装置来临时制取所需要的氢气，实验时要对氢气验纯，实验中所使用的酒精灯还要"迟到早退"等。这里能否制一个一次性封闭的安瓿瓶，事先装入黑色的氧化铜和充入氢气，实验时直接拿来用。这就是一个实验简约化的例子。大家不妨分析分析它到底有多少优点：⑴围绕实验主题，有利于学生掌握实验原理；⑵实验现象清晰，学生观察结果方便；⑶可以减轻学生的思想负担及学习负担；⑷减少药品损耗，对一些有污染物排放的实验可以减少污染；⑸实验器具、实验药品可以回收利用，重新加工。看来，中学化学实验简约化的确有许多好处。那么，中学化学实验的简约化方向何在？如何把握中学化学实验的简约化方向的度，在进行中学化学实验简约化研究中注意一些什么问题呢？
1．中学化学实验简约化的方向研究
中学化学实验的作用不外乎有三个：⑴获得或验证一些物质的属性，获得或验证一些规律的内涵，为化学学习和科学实验的一般方法提供直接的经验，从而培养学生实事求是的作风和唯物主义的观点。⑵培养学生从事科学实验的一般方法和基本技能。⑶培养学生科学的探索精神。显然，对第一方面，简约化实验的作用是很积极的，而且十分有必要。研究的关键是第二方面和第三方面，我们不能不看到简约化实验带来的问题多多：如至少在现在，简约化实验还不是一般的实验方法，实验简约化也不方便于科学实验，也难以体现对中学生基本技能的培养，对学生来说，由于是工厂化生产的实验器具，学生的探索受到限制，对学生探索精神的培养也受到影响。这时不难看出，我们的研究空间就出来了，如何实现简约化实验与中学化学实验的有机融合，充分发挥简约化实验的作用，推动简约化实验的普及与运用？
这里我想谈谈我的几个观点，供大家研究时参考：⑴我们现在进行的中学化学实验模式仍停留在100多年前的水平上，用手工作坊式的管理，来管理具有现代水平的化学实验室，这本身就不正常。现在我们的实验室按规定都要配有相当数量的化学实验员，在实验前要进行大量的实验准备，实验后还要进行繁重的劳动对实验室清理，大家可以算一笔帐，全国有多少所中学，多少个实验室，配有多少个实验管理员，初高中课本中有多少个规定的要进行的学生实验。很简单一笔帐就可以让大家大吃一惊，化学教师，我们的同学确实有必要从实验准备与实验后处理繁重的劳动中解放出来，进行集约化工业大生产。作为社会分工，让一些人专门从事实验研究，简约化实验成品开发，让学生很方便地使用是一种必要。⑵科学实验与中学化学教学实验不是一个概念。我们对中学生进行知识传授的过程，需要进行一些实验来巩固教学成果，提高学生学习兴趣，因此，教学实验并不是科学实验。简约化实验并不是进行也不适合进行科学研究，它的作用只是展示物质的性质，增强学生的学习兴趣，这与教学实验不谋而合。⑶学习就要有兴趣，任何一个科学家都是从兴趣开始走上科学研究道路的，从兴趣到情趣，最后到志趣，学生每次都要冒着危险，提心掉胆地进行着一些操作繁琐、成功率低下的化学实验，兴趣何有？兴趣是科学探索的萌芽，摧毁了萌芽，哪来春天的青翠？⑷中学化学实验开出率为什么那么低？重要的原因有两个：一是现在的某些中学化学实验既难又繁，二是按所谓"规范"操作的常规实验，其药品及器具缺乏。稍有怠惰的教师面对繁难就会放弃实验，条件差的学校又因药品及器具的缺乏而开不出一些要求特别高的实验。简约化实验却很好地解决了这些问题，既满足了有些教师热衷的实验改进，又可以保证实验的开出率。
2．中学化学实验简约化的关键研究
实验简约化的关键在哪里？这是很值得研究的一个问题。简约化实验的实施是个系统工程，它涉及观念、管理和社会生产力水平诸方面。简约化实验不仅仅是对个别实验的改革，它是对大部分传统实验模式的根本改变，它是中学化学实验在世纪之交的新发展，它使中学化学教学的水平和硬件达到一个新的层次。简约化实验研究的关键在：⑴实验物质基础的改变，必然会引起实验观念的改变。人们必须改变哪些观念；⑵中学化学实验不可能都推行简约化，哪些实验可以进行简约化？⑶实验简约化必然涉及工业大生产问题，如何进行工厂化生产，如何开发功能确切、安全可靠、价格低廉、可以回收、没有公害的产品？⑷简约化实验在进行物质性质验证方面其意义是显然已见的，如何充分发挥在探索性实验方面的作用。我在这里简要说明我对此据有的观点：⑴实验简约化是生产社会化的大趋势，学校是一个消费终端，这就像我们做菜一样，过去我们去菜市场买来菜，在自家里进行洗、切、烧，不仅需要大量的净水，还要清扫垃圾，处理废物，现在好了，现在有专门的净菜、免淘米，甚至有成品熟菜，干净方便。实验简约化，何不也应该如此呢？⑵以高中化学实验为例，可以进行简约化的实验有：氨气的催化氧化、二氧化硫转化为三氧化硫、甲烷的光照氯代、苯的溴代、硝化，氯气、氨气、硫化氢气体的制备等，初中化学实验中的氢气、一氧化碳还原氧化铜实验等。⑶简约化实验可以是书本实验，可以是家庭实验，可以是验证性实验，也可以是探索性实验，简约化实验产品可以面向学校，也可以面向社会，还可以面向家庭。⑷简约化是不是可以理解为成品化，实验简约化工厂是不是可以像一些工厂一样，只生产某些专门的零部件，不同需求的人，如学生本人、学校或教师，可以根据需要购买不同的"零件"去进行探索性实验。⑸中学化学实验的落脚点是培养化学学科的基本素养，不仅要有科学的态度，科学的精神，更为重要的是学会一些学科方法，掌握一些将来进行科学研究必备的基本功。显然，简约化实验是难以达到目的的。因此，无论实验是如何简约化，都不可能代替中学化学常规实验，不仅我们在化学研究时注意用这个思想武装我们的头脑，在化学实验教学实际中也要始终贯彻这条要求，且不可舍本逐末。
二、中学化学实验的改进与创新研究
所谓中学化学实验的改进研究，是指为了提高现行中学化学课本中所规定的学生实验、演示实验、家庭小实验可操作性，可观察性，使其在化学教育教学中的服务功能更强，作用更大，效果更好，对其中的有些实验进行改进。改进形式有多种，主要有：①对实验器具选择及使用进行改进，使得实验操作更方便，方法更简单；②对实验所用药品及用量进行改进，使得实验效果更明显，实验的安全性更好，实验可视性更明晰；③对实验的操作程序及步骤进行改进，使实验过程更加简捷，实验步骤更加合理；④对实验进行综合改进，包括对实验原理、实验器具、实验药品、实验过程等进行全面的改进；⑤补充实验，为了更好地辅助化学教育教学，突出实验的功能，有时需要结合化学教学实际，需要补充一些小实验，用于验证一些物质的性质，建立一些概念或结论，巩固现行课本中实验的效果。中学化学课本中的三类实验都是经过千锤百炼、教育教学专家反复论证后选择入编化学课本的，很具有权威性，因此，要进行中学化学实验改进的难度是很大的，非要付出很多的时间与精力不可，但只要在化学教育教学中全身心的投入进去，多思多想，一定能取得巨大的成功。为了帮助大家进行实验改进的研究时避免走弯路，早出成果，快出成果，这里提几点建议：⑴实验改进必须不能脱离中学化学教学实际，无论是实验原理、实验器具、实验药品及实验程序的改进，还是补充新的验证性实验或概念形成性实验、探索性实验，都不能离开中学生知识接受力、中学化学课本这个实际，都要围绕原实验的作用与意图，围绕增强服务于化学教学这个宗旨，否则，实验改进很容易步入误区，甚至会对教学产生副作用；⑵实验改进要遵循以下原则：①增强实验的安全性，这是一项容易有所突破的实验研究，中学化学实验中不乏少数有安全隐患，这些实验对服务于教学必不可少，但对学生来说有恐惧感，容易损害学生学习化学的兴趣，这一类实验必须加以改进；②增强实验的可视性，有些实验的效果不明显，特别是某些演示实验，由于观察角度、教室或实验室光线、距离讲台的不同，实验效果有显著不同，同样这些实验也必不可少，这就存在一个增强实验的可视性问题，如将演示实验改成边讲边实验，或将通过现代教学技术放大实验效果或模拟动画等；③减少药品用量或污染，从节约实验用品或减少实验产生的废物污染，在不影响实验效果的前提下进行改进，如进行有明显颜色变化的实验时，可以在投影仪上将实验过程与结果放大；④提高实验的趣味性，目前，学生对中学化学课本中的实验兴趣是学生的好奇引起的，并不是因为其趣味性，提高实验的趣味性是当前实验改进的一大主流，我们现在的初中化学课本及高一化学试验修订本课本都引入了趣味性实验，效果很好，但趣味性应该更强的初中化学实验却趣味性还不够，大量的实验需要改进，大家可以在这方面做一些文章；⑤强化服务性，针对中学化学课本中的一些实验对物质的性质验证、概念的形成教学服务不强，作用不大，功能不全，特别是对学生创新能力、思维能力培养力度不够，也可以进行实验改进，甚至重新设计安排、补充实验，这种情况不多见，长期工作在教学第一线的大家最有发言权。⑶实验改进的成果不仅要运用于教学，为教学服务，早见效益，还要及早发表，实现自身的研究价值，目前中学化学教育界几大刊物都开辟有专门的空间，供广大研究者发表自己的见解与成果，如《化学教育》、《化学教学》、《中学化学教学参考》、《中学化学》，另外，还有一种专门的实验杂志《化学教育与实验研究》也可以发表大家的实验改进研究成果，地址是：武汉市武昌珞瑜路1048号，邮编：430074。下面介绍几个常见实验的改进供大家参考。 下一页 1 2 3 4 5 6
一、中学化学实验的简约化方向研究
什么叫简约化实验？先看一个例子。如在进行氢气还原氧化铜实验时，有许多与本实验原理无关的操作要求都必须进行，如要有一个氢气发生装置来临时制取所需要的氢气，实验时要对氢气验纯，实验中所使用的酒精灯还要"迟到早退"等。这里能否制一个一次性封闭的安瓿瓶，事先装入黑色的氧化铜和充入氢气，实验时直接拿来用。这就是一个实验简约化的例子。大家不妨分析分析它到底有多少优点：⑴围绕实验主题，有利于学生掌握实验原理；⑵实验现象清晰，学生观察结果方便；⑶可以减轻学生的思想负担及学习负担；⑷减少药品损耗，对一些有污染物排放的实验可以减少污染；⑸实验器具、实验药品可以回收利用，重新加工。看来，中学化学实验简约化的确有许多好处。那么，中学化学实验的简约化方向何在？如何把握中学化学实验的简约化方向的度，在进行中学化学实验简约化研究中注意一些什么问题呢？
1．中学化学实验简约化的方向研究
中学化学实验的作用不外乎有三个：⑴获得或验证一些物质的属性，获得或验证一些规律的内涵，为化学学习和科学实验的一般方法提供直接的经验，从而培养学生实事求是的作风和唯物主义的观点。⑵培养学生从事科学实验的一般方法和基本技能。⑶培养学生科学的探索精神。显然，对第一方面，简约化实验的作用是很积极的，而且十分有必要。研究的关键是第二方面和第三方面，我们不能不看到简约化实验带来的问题多多：如至少在现在，简约化实验还不是一般的实验方法，实验简约化也不方便于科学实验，也难以体现对中学生基本技能的培养，对学生来说，由于是工厂化生产的实验器具，学生的探索受到限制，对学生探索精神的培养也受到影响。这时不难看出，我们的研究空间就出来了，如何实现简约化实验与中学化学实验的有机融合，充分发挥简约化实验的作用，推动简约化实验的普及与运用？
这里我想谈谈我的几个观点，供大家研究时参考：⑴我们现在进行的中学化学实验模式仍停留在100多年前的水平上，用手工作坊式的管理，来管理具有现代水平的化学实验室，这本身就不正常。现在我们的实验室按规定都要配有相当数量的化学实验员，在实验前要进行大量的实验准备，实验后还要进行繁重的劳动对实验室清理，大家可以算一笔帐，全国有多少所中学，多少个实验室，配有多少个实验管理员，初高中课本中有多少个规定的要进行的学生实验。很简单一笔帐就可以让大家大吃一惊，化学教师，我们的同学确实有必要从实验准备与实验后处理繁重的劳动中解放出来，进行集约化工业大生产。作为社会分工，让一些人专门从事实验研究，简约化实验成品开发，让学生很方便地使用是一种必要。⑵科学实验与中学化学教学实验不是一个概念。我们对中学生进行知识传授的过程，需要进行一些实验来巩固教学成果，提高学生学习兴趣，因此，教学实验并不是科学实验。简约化实验并不是进行也不适合进行科学研究，它的作用只是展示物质的性质，增强学生的学习兴趣，这与教学实验不谋而合。⑶学习就要有兴趣，任何一个科学家都是从兴趣开始走上科学研究道路的，从兴趣到情趣，最后到志趣，学生每次都要冒着危险，提心掉胆地进行着一些操作繁琐、成功率低下的化学实验，兴趣何有？兴趣是科学探索的萌芽，摧毁了萌芽，哪来春天的青翠？⑷中学化学实验开出率为什么那么低？重要的原因有两个：一是现在的某些中学化学实验既难又繁，二是按所谓"规范"操作的常规实验，其药品及器具缺乏。稍有怠惰的教师面对繁难就会放弃实验，条件差的学校又因药品及器具的缺乏而开不出一些要求特别高的实验。简约化实验却很好地解决了这些问题，既满足了有些教师热衷的实验改进，又可以保证实验的开出率。
2．中学化学实验简约化的关键研究
实验简约化的关键在哪里？这是很值得研究的一个问题。简约化实验的实施是个系统工程，它涉及观念、管理和社会生产力水平诸方面。简约化实验不仅仅是对个别实验的改革，它是对大部分传统实验模式的根本改变，它是中学化学实验在世纪之交的新发展，它使中学化学教学的水平和硬件达到一个新的层次。简约化实验研究的关键在：⑴实验物质基础的改变，必然会引起实验观念的改变。人们必须改变哪些观念；⑵中学化学实验不可能都推行简约化，哪些实验可以进行简约化？⑶实验简约化必然涉及工业大生产问题，如何进行工厂化生产，如何开发功能确切、安全可靠、价格低廉、可以回收、没有公害的产品？⑷简约化实验在进行物质性质验证方面其意义是显然已见的，如何充分发挥在探索性实验方面的作用。我在这里简要说明我对此据有的观点：⑴实验简约化是生产社会化的大趋势，学校是一个消费终端，这就像我们做菜一样，过去我们去菜市场买来菜，在自家里进行洗、切、烧，不仅需要大量的净水，还要清扫垃圾，处理废物，现在好了，现在有专门的净菜、免淘米，甚至有成品熟菜，干净方便。实验简约化，何不也应该如此呢？⑵以高中化学实验为例，可以进行简约化的实验有：氨气的催化氧化、二氧化硫转化为三氧化硫、甲烷的光照氯代、苯的溴代、硝化，氯气、氨气、硫化氢气体的制备等，初中化学实验中的氢气、一氧化碳还原氧化铜实验等。⑶简约化实验可以是书本实验，可以是家庭实验，可以是验证性实验，也可以是探索性实验，简约化实验产品可以面向学校，也可以面向社会，还可以面向家庭。⑷简约化是不是可以理解为成品化，实验简约化工厂是不是可以像一些工厂一样，只生产某些专门的零部件，不同需求的人，如学生本人、学校或教师，可以根据需要购买不同的"零件"去进行探索性实验。⑸中学化学实验的落脚点是培养化学学科的基本素养，不仅要有科学的态度，科学的精神，更为重要的是学会一些学科方法，掌握一些将来进行科学研究必备的基本功。显然，简约化实验是难以达到目的的。因此，无论实验是如何简约化，都不可能代替中学化学常规实验，不仅我们在化学研究时注意用这个思想武装我们的头脑，在化学实验教学实际中也要始终贯彻这条要求，且不可舍本逐末。
二、中学化学实验的改进与创新研究
所谓中学化学实验的改进研究，是指为了提高现行中学化学课本中所规定的学生实验、演示实验、家庭小实验可操作性，可观察性，使其在化学教育教学中的服务功能更强，作用更大，效果更好，对其中的有些实验进行改进。改进形式有多种，主要有：①对实验器具选择及使用进行改进，使得实验操作更方便，方法更简单；②对实验所用药品及用量进行改进，使得实验效果更明显，实验的安全性更好，实验可视性更明晰；③对实验的操作程序及步骤进行改进，使实验过程更加简捷，实验步骤更加合理；④对实验进行综合改进，包括对实验原理、实验器具、实验药品、实验过程等进行全面的改进；⑤补充实验，为了更好地辅助化学教育教学，突出实验的功能，有时需要结合化学教学实际，需要补充一些小实验，用于验证一些物质的性质，建立一些概念或结论，巩固现行课本中实验的效果。中学化学课本中的三类实验都是经过千锤百炼、教育教学专家反复论证后选择入编化学课本的，很具有权威性，因此，要进行中学化学实验改进的难度是很大的，非要付出很多的时间与精力不可，但只要在化学教育教学中全身心的投入进去，多思多想，一定能取得巨大的成功。为了帮助大家进行实验改进的研究时避免走弯路，早出成果，快出成果，这里提几点建议：⑴实验改进必须不能脱离中学化学教学实际，无论是实验原理、实验器具、实验药品及实验程序的改进，还是补充新的验证性实验或概念形成性实验、探索性实验，都不能离开中学生知识接受力、中学化学课本这个实际，都要围绕原实验的作用与意图，围绕增强服务于化学教学这个宗旨，否则，实验改进很容易步入误区，甚至会对教学产生副作用；⑵实验改进要遵循以下原则：①增强实验的安全性，这是一项容易有所突破的实验研究，中学化学实验中不乏少数有安全隐患，这些实验对服务于教学必不可少，但对学生来说有恐惧感，容易损害学生学习化学的兴趣，这一类实验必须加以改进；②增强实验的可视性，有些实验的效果不明显，特别是某些演示实验，由于观察角度、教室或实验室光线、距离讲台的不同，实验效果有显著不同，同样这些实验也必不可少，这就存在一个增强实验的可视性问题，如将演示实验改成边讲边实验，或将通过现代教学技术放大实验效果或模拟动画等；③减少药品用量或污染，从节约实验用品或减少实验产生的废物污染，在不影响实验效果的前提下进行改进，如进行有明显颜色变化的实验时，可以在投影仪上将实验过程与结果放大；④提高实验的趣味性，目前，学生对中学化学课本中的实验兴趣是学生的好奇引起的，并不是因为其趣味性，提高实验的趣味性是当前实验改进的一大主流，我们现在的初中化学课本及高一化学试验修订本课本都引入了趣味性实验，效果很好，但趣味性应该更强的初中化学实验却趣味性还不够，大量的实验需要改进，大家可以在这方面做一些文章；⑤强化服务性，针对中学化学课本中的一些实验对物质的性质验证、概念的形成教学服务不强，作用不大，功能不全，特别是对学生创新能力、思维能力培养力度不够，也可以进行实验改进，甚至重新设计安排、补充实验，这种情况不多见，长期工作在教学第一线的大家最有发言权。⑶实验改进的成果不仅要运用于教学，为教学服务，早见效益，还要及早发表，实现自身的研究价值，目前中学化学教育界几大刊物都开辟有专门的空间，供广大研究者发表自己的见解与成果，如《化学教育》、《化学教学》、《中学化学教学参考》、《中学化学》，另外，还有一种专门的实验杂志《化学教育与实验研究》也可以发表大家的实验改进研究成果，地址是：武汉市武昌珞瑜路1048号，邮编：430074。下面介绍几个常见实验的改进供大家参考。 下一页 1 2 3 4 5 6