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摘要：在高中化学课堂上开展趣味性实验，能够激发学生学习化学的兴趣，提高其学习化学的动力，进而达到培养并落实化学学科“实验探究与创新意识”这一核心素养的目标。针对人教版高中化学必修1中的“一定物质的量浓度溶液的配制”实验存在趣味性不足的缺陷，可利用酸碱溶液和酸碱指示剂酚酞设计一个趣味性实验———“魔术左右手”，并由此归纳出高中化学趣味性实验应遵循对应性、个性化等原则。
关键词：趣味性；物质的量浓度；配制溶液；高中化学；实验设计
1引言
实验是学习化学的一种非常重要的手段和方法，实验探究亦是化学学科的核心素养之一［1］。现行教材实验的一个主要优点是，它与课本内容紧密相关，与知识点一一对应，同步性特别好，因此学生易于通过这些实验对所学物质的性质产生一个感性且直观的认识。但教材实验并非完美，也会存在一定的不足。例如，部分实验存在趣味性不强等缺点，导致学生对实验的兴趣并不是特别高。美国教育家、心理学家布鲁纳认为，“学习的最好刺激乃是对学习材料的兴趣”。兴趣能让学生主动去探索、去实践，并在此过程中获得知识。因此，在高中化学课堂中开展趣味性的化学实验是非常必要的，因为它能够激发学生学习化学学科的兴趣，并让学生真正成为课堂的主体［2］。下面，笔者以人教版高中化学必修1中的“一定物质的量浓度溶液的配制”实验为例，具体探讨高中化学趣味性实验的设计规律。
2“魔术左右手”实验的设计目的
“一定物质的量浓度溶液的配制”是人教版高中化学必修1中的重要定量实验。教材设计的实验方法是配制100mL1.00mol/L的NaCl溶液，旨在让学生通过实验学会容量瓶的使用以及熟悉配制一定物质的量浓度溶液的实验步骤。教材提供了实验器材和实验步骤，学生所需要做的就是照方抓药，并无挑战性和趣味性，所以学生对这个实验兴趣不大。为了激发学生对该实验的兴趣，笔者利用常规器材设计了一个“魔术左右手”实验，以增加实验的趣味性。该实验既能让学生自主探究，又能培养学生的创新意识，促其真正成为课堂的主体，因而深受学生的喜欢。顾名思义，“魔术左右手”是一个小魔术。具体而言，就是利用酸碱溶液和酸碱指示剂酚酞来实现溶液在无色和红色之间的多次变色。表现为：每次用左手倾倒时溶液总是变成无色，而用右手倾倒时溶液则变成红色，达到一种魔术的效果，“魔术左右手”的名称遂由此而来。整个实验可以看作两部分：第一部分是配制100mL1.00mol/L的NaOH溶液；第二部分则是利用稀硫酸、氢氧化钠溶液和酚酞来完成化学小魔术。
3“魔术左右手”实验的内容
在实验前，教师可向学生提供实验信息（表1），以便学生根据信息设计实验。值得一提的是，给出的实验药品规定了试剂的最大用量，如1mol/L稀硫酸只提供25mL，氢氧化钠固体不超过10g。原因有二：一是环保、节约；二是适当增加难度，以增加挑战性。此外，选择让学生配制1mol/LNaOH溶液而不是稀硫酸溶液，也是由于配制氢氧化钠溶液的难度相对较大，即学生在称量氢氧化钠固体时不能使用称量纸，且在转移溶液之前需要将氢氧化钠溶液冷却至室温等。这些细节往往是学生特别容易忽略的问题，而通过该实验可以规范学生的实验操作技能。该实验任务之一是在配制1mol/LNaOH溶液后，提交一张pH试纸的测试结果。设计这个环节，主要是让学生复习pH试纸的使用方法，同时也给整个实验设置一个节点，便于让教师充分了解学生的具体进度，并适时帮助那些速度较慢的学生加快实验速度，或解决实验中出现的问题。为了提高学生的实验积极性，该实验设立了两个加分项：最早完成实验和利用所提供的试剂实现更多次数的变色反应。最早完成实验的学生一定是实验前的充分预习者，包括达到实验设计完善、实验操作熟练等要求。因此，这一加分项的设立可以鼓励学生在实验之前充分预习。第二个加分项是针对化学实验兴趣较为浓厚的学生而设的，因整个实验难度不大，故希望学有余力的学生可以深入思考，自己设计更为复杂的“魔术”，实现更多次数的变色反应，从而培养他们的“创新意识”。整个加分项的设计具有因材施教的特点，能让不同程度的学生在同一个实验中尽可能地收获更多。
4“魔术左右手”实验的方法
4.1标准变色反应的实验方法
该实验是一个半开放性的实验，只要依次完成实验设置的两个标志即可。对于标志1，需要先计算，再按照教材配制一定物质量浓度溶液的实验步骤来操作；对于标志2，学生可以自主设计，即不同小组可以用不同量的溶液来实现这个化学魔术。例如，可以采用表2中的实验步骤完成标志1的变色。
4.2多次变色反应的实验方法
在最初设计时，为学有余力的学生设计了一个加分项，即利用所提供的试剂来实现更多层次的变色，以适当增加实验的挑战性，并培养学生的“创新意识”。这一多次变色反应有很多方案，现提供一种方案供参考，具体实验步骤见表3。
5化学趣味性实验设计需遵循的原则
5.1对应性原则
对应性原则，是指根据教材相关知识点，设计与之对应的学生实验，即不能舍本逐末，盲目追求趣味性而忽略课本知识。开展趣味性实验，目的是激发学生学习化学的兴趣，为学生提供一种学习化学知识的方法，并在实验过程中培养核心素养［3］。学生在完成“魔术左右手”实验的过程中，需要使用容量瓶来配制1mol/L的氢氧化钠溶液。于是，该“魔术左右手”实验完成了教材设计实验的目的———学会使用容量瓶来配制一定物质的量浓度的溶液。另外，为了确保魔术成功，学生需要计算，而这同样是对课本知识点“物质的量相关计算”的复习。最终，实验结果能够帮助教师判断学生对“物质的量的计算”的掌握程度，从而便于教师调整授课进度。
5.2个性化原则
个性化原则，是指学生之间存在个体差异，由此决定教师需要针对不同程度的学生设计不同的实验任务，以便尽可能地让所有学生在课堂上有所收获。在“魔术左右手”实验中，笔者给一般学生设计了基本的实验任务———完成两次变色的化学魔术；而给学有余力的学生设立了一个加分项，即实现更多次的变色魔术。这样就让所有学生在同一实验探究中能够根据自身的学习情况来安排具体实验，真正实现因材施教，满足了个性化教学的要求。
5.3开放性原则
开放性原则，是指在实验任务固定的前提下开放实验步骤，目的是引导学生对所学知识进行综合运用，让学生自主设计步骤，从而给学生提供一个灵活应用所学知识的空间。“魔术左右手”实验仅提供给学生实验药品和器材、实验时间和实验任务等信息，而对实验步骤却未做要求，只要求学生利用提供的药品和器材，在规定的时间内完成任务，即算实验成功。趣味实验的开放性能够培养学生的“创新意识”，能让学生通过不同的实验方案得到相同的实验结果。这就给学生提供了很好的讨论素材，能让学生互相借鉴各自的实验方案，从而相互学习，共同进步，有利于开发学生的思维和锻炼学生的综合能力。
5.4主体性原则
主体性原则，就是要以学生为主体。以学生为主体，就是让学生真正参与到实验之中，主动寻求知识，并让学习过程趣味化。在这一过程中，需要教师充分发挥主导作用，给学生提供一个有趣的实验平台，让学生经历实验前的设计、实验过程的操作到实验后的讨论总结这一完整的过程，真正体现学生的主体地位，从而激发学生学习化学的求知欲。
参考文献
［1］杨莎.浅谈趣味实验在初、高中化学衔接课程中的作用[J].化学教学，2012(9)：34～36.
［2］樊敏，彭蜀晋，万莉.高中化学新课程背景下的实验趣味化研究[J].化学教育，2011(1)：60～61.
［3］钟文丽.趣味实验促进高中化学探究学习的实践与案例[J].中学教学参考，2014(11)：96～97.
作者:曾瑶 单位:北京大学附属中学