探討高中化學實驗教學中怎樣應用低成本實驗教具
周平均
數學學是一門實驗科學,尤其是現今使用的新的中學數學課本,多數數學概念、定律等理智數學知識要通過老師引導中學生自主實驗，觀察剖析，綜合思索，就能實現理解把握，能夠使中學生從生活邁向化學，從數學邁向社會。化學教學時要以化學實驗作為出發點,要以實驗器材為精簡易取、經濟便宜、貼近生活，實現低成本實驗教具的活制活用，作為幫助中學生探究化學知識的橋梁。
一、自制低成本實驗教具，開創實驗教學新特色
高中化學實驗常常跟我們的生活聯系非常密切,所需的材料比較簡單易找。因而,作為一名小學數學班主任應當具備自制教具舉辦低成本實驗的能力。學會借助日常生活中的現有物品及中學生身邊的物品來做實驗。諸如，用水和玻璃做光的色散實驗，在玻璃上滴上一滴水做凸透鏡等。這種器材中學生都十分的熟悉,隨手可得,更有利于使中學生明白數學就在身邊,化學與生活聯系十分緊密。另外,還可以組建課外活動小組舉辦各類課外科技活動,讓中學生自己找身邊的材料動手做一做,如自制小孔成像演示儀低成本物理實驗的研究與開發，并讓中學生演示現象，體會化學知識的精妙,提升學習的興趣。
低成本實驗取材簡單,經常使用耗費極少的日常用具甚至廢棄物品代替實驗室專用器材,因而要擅于發覺身邊的“低成本實驗”。諸如，用紙杯做個簡易的電話,還可以做個小孔單反、用鐵釘和木板做的壓力小桌等。并且,更值得欣賞和倡導的不是實驗器材的簡單取代，而應當是實驗裝置的簡化。由于“實驗的教育價值與實驗裝置的復雜程度成正比”。而實驗裝置的簡化,非常要對一個先前已不太復雜的實驗裝置做進一步的簡化,實際上不是一件簡單的工作。諸如,我們曉得,直流電動機中有一個被稱為其構造特點的重要部件——換向器,它的作用就是在定子線圈轉動時相應周期性地改變輸入電壓的方向,使線圈得以持續地轉動。假如想把這個本不非常復雜的換向器也省掉,即要設計一個簡化的、不用換向器的電動機:用漆包線繞一個三匝左右的方型線圈,兩抽頭坐落其中兩對邊的正中間且在同一條直線上,把線圈放在兩個前后并排固定在泡沫板上的M型導電金屬架上,當線圈平衡時,以漆包線抽頭和導電支架接觸點為半圓頂點,其上將兩個抽頭端的漆刮去半邊，注意兩端刮去的漆應在同側；將線圈置于金屬架上,在線圈下放揚聲器，紙盆向上（廢揚聲器上有吸鐵石）。再給兩金屬架分別通上正負電源,線圈將會轉動上去,倘若不動推一下，或檢測一下，確保刮去半邊漆后漏出的鋁線接觸到了導電支架。這就是一個簡易的電動機模型了。如圖：
應用低成本實驗可以不斷改進演示實驗,提高演示實驗的趣味性、直觀性,啟發中學生思維,加深對化學概念的理解。
比如，在“壓強”的教學中,為使中學生弄清壓力、受力面積和浮力這兩者的關系,向中學生舉了雜技演出的人壓釘板一例。提問中學生“人體為何沒有被釘戳破皮膚?”許多中學生覺得是練下來的“硬工夫”。可以用如下的演示實驗來找尋答案,出示兩塊木板,一塊木板上裝有三到四顆鐵釘,另一板上裝上密密媽媽的許多同樣的鐵釘,把盛滿紅水的同尺寸的兩個薄塑膠封口袋,分別輕輕放到兩板的鐵釘上,讓中學生觀察實驗現象,結果放到三到四顆鐵釘上的薄塑膠封口袋被戳破,紅水流出,另一袋沒被戳破,為何會出現這樣的現象呢?要求中學生從課本中找出答案,得出實驗推論:在壓力一定的情況下,降低受力面積可以減少浮力,所以雜技藝人可以躺在密密的鐵釘板上,安然無恙。這樣既可以活躍課堂氛圍調動中學生的興趣,又能使中學生弄清壓力、受力面積和浮力這兩者之間的關系。
應用低成本實驗還可以創造性地設計小實驗,讓中學生真正理解數學概念,突破教學難點。諸如，巧用兵乓球化解壓強教學中的難點實驗:壓強方向總是豎直向下的。壓強的方向在小學數學教材中,沒有專門的實驗直觀顯示,中學生雖能理解壓強的方向是向下的,但理解“總是豎直向下的”就有一定的困難。為了突破這一難點,可以設計如下一個實驗,讓中學生眼見為實。將軟線的一端用透明膠固定在兵乓球上,線的另一端固定在一個去了底的可樂瓶口(口用木塞塞好),往可樂瓶中灌水,兵乓球浮在水底,此時系著兵乓球的線是豎直的,說明兵乓球遭到水的壓強是豎直向下的。將可樂瓶傾斜,系兵乓球的線一直是豎直的,說明兵乓球遭到的壓強仍是豎直向下的。向不同方向傾斜可樂瓶,會聽到線總是豎直,所以壓強方向“總是豎直向下”的。課后還可以布置中學生回去找器材自制,并進行賽事看誰材料選定得巧,實驗演示療效好。
在應用低成本實驗借助日常用具進行小制做時,要手腦并用,重在創新。諸如,做阿基米德原理實驗,缺乏溢杯子,可以組織中學生用一次性紙杯,在杯底插入一根吸管,吸管口高于杯口便可制成一個簡易的溢杯子。
再如,用搜集到廢鋁鋸床可以做許多實驗。諸如，震動發聲；聲調跟頻度的關系；音調跟振幅的關系；力使物體形成形變；磁化、磁極間的互相作用等。
還有,通過搓手發熱的活動來體會磨擦生熱；用手打椅子,手倍感痛,說明力的作用是互相的。用手將空瓶子(或皮球)漸漸壓入盛水的盆中,讓中學生體會手指受力的變化。因而初步體驗物體排水多少與壓強大小的關系。還可以用盛水的玻璃杯和球狀燒杯取代凸透鏡來研究成像規律；用盛水玻璃杯取代三棱鏡觀察太陽光的色散；透過小水滴觀察電視螢光屏上的三原色等。
其實,中學數學教材的演示實驗、學生實驗及課外小實驗已產生一個完整的體系,做好這種實驗,使中學生在知識、智能、技能等方面的綜合素養得到較好地發展,因而能夠真正實現由應試教育向素養教育轉軌的效能。而低成本實驗在中學的舉辦除了適應了新教材的課改理念,也填補了一些中學儀器的不足,更將使中學生學因而用,將所學的知識與實踐相結合,應用到實踐中,既鞏固了知識,又使所學的知識得到升華。讓中學生恣意感受“從生活邁向化學”的樂趣。
二、寓美育教育于化學課堂，彰顯低成本實驗教育新特性
在理科教育變革中,有一種令人深思的趨于,這就是無論是在發展中國家還是在工業發達國家,都主動運用低成本的器材,如日常生活的用具、玩具、廢料、邊角料來制做小制做,即開發低成本小制做、小實驗,這其實與現代科技現代化的發展不相稱,這些求樸返真,是由自制教具等小實驗的教育特性所決定的。
低成本實驗教具有如下特征
1.價廉經濟。因為它隨手取材,班主任和中學生自己制做,成本價廉,有利于普及,非常對偏遠山區和貧苦農村,自制低成本教具是解決資金匱乏的得力舉措。
2.易視親切。因為取材于中學生身邊熟悉的東西并且制做又比較簡單,因而有利于清除中學生實踐研究的神秘感,迸發中學生參與活動和學習的興趣,這是迸發中學生學習動機的鎖匙,這正是許多中學生喜歡自制教具的直接誘因。
3.簡單明了,便于闡明事物的本質特點。因為這種教具主要是班主任或中學生在班主任的指導下完成的,班主任對教學的須要感受沉痛,力圖使設計符合中學生的認識規律。因而應用它的教學療效通常都比較好。
4.蘊涵創造教育誘因。因為教具自己制做,常常在構思.在取材或在局部結構方面可以有自己的特性和個別改進,或則在制做過程中遇見這樣那樣的問題,須要自己解決,會給中學生以創造的啟示,有效地開發中學生的智力和發展良好的、非智力誘因。同時，中學生在做的過程中得到了動手的鍛練,而當作功時將具有極大的成就感,這除了迸發了中學生的興趣,在學習動機方面也將起到極大的作用。因而,低成本實驗教具有現代教育思想的本質特點,彰顯了精神的現代化(其實也不排除采用現代化的物質和技術),具有強悍的生命力,才能得以廣泛的舉辦。
通過前面的事例,我們還可以覺得:低成本實驗教具,是低成本而智慧不低,成本低而價值不低，簡單操作可引起創新思維。使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各類化學實驗,可以拉近數學學與生活的距離,讓中學生沉痛地感遭到科學的真實性,感遭到科學和社會、科學和日常生活的關系。另一方面,要大力開發和借助日常生活用具作為教學用品,因為那些物品原本的用途并不是進行化學實驗,所以這些做法本身就是一種創新。其實借助日常生活用具做實驗,對我們班主任的業務素養要求較高。除了自己要動手參與設計和制做,還須要指導和幫助中學生進行小制做、小發明。除了須要專業知識,還須要一定的動手能力。所以強化班主任知識培訓和專業素養培訓也是十分重要的。只有我們老師有較強的知識能力和專業素養低成本物理實驗的研究與開發，能夠掌握教材，施行低成本器材教學，培養創新型中學生。
（作者系松煙學校班主任）
