STSE化學實驗創(chuàng)新的設(shè)計和應(yīng)用案例分析1.1方案人教版化學九年級上冊第六單元課題3《二氧化碳一氧化碳》一章中，針對二氧化碳的性質(zhì)，教材中設(shè)置了三個實驗，分別是驗證二氧化碳的密度、二氧化碳是否溶于水以及二氧化碳是否可與水反應(yīng)，這三個實驗是獨立進行的，存在耗時的缺點，不符合STSE理念中的“科學”理念，且二氧化碳是提前制備的，存儲以及搬運都不是很方便。每個實驗都存在缺點，在驗證二氧化碳密度大小的梯度蠟燭實驗中，成功率并不高，且實驗裝置的搭建也存在一定的技巧性，并不符合STSE中的“技術(shù)”要求；而在二氧化碳是否能與水反應(yīng)的驗證實驗中，課本采取的方法是用四朵小紙花進行對比實驗，該實驗的實驗現(xiàn)象不是很明顯，在課堂上的操作復(fù)雜，通常對比度較低，學生并不能很好明白二氧化碳與水反應(yīng)；再看二氧化碳是否溶于水的驗證實驗，教材中采取的方法是將約1/3體積的水加入裝滿二氧化碳的塑料瓶，通過變癟的塑料瓶來判定二氧化碳溶于水，該方法的缺陷在于不能準確地說明二氧化碳能溶于水。通過對這三個獨立實驗的分析，融合STSE理念加上上述總結(jié)的創(chuàng)新改進框架和原則，聯(lián)合課題2《二氧化碳的制取》中的實驗，本文對此課題的實驗進行創(chuàng)新改進，如圖1.1所示。圖1.1創(chuàng)新改進實驗設(shè)計圖針對耗時長、操作復(fù)雜的特點，筆者將這幾個獨立實驗設(shè)計成一體化實驗[27]，用分液漏斗裝取稀鹽酸溶液控制反應(yīng)速率，此設(shè)計的目的在于節(jié)約試劑和減少多余的二氧化碳對環(huán)境造成的污染，達到STSE理念中的“環(huán)境”和“社會”這兩個要求。首先進行右邊的實驗，在驗證二氧化碳是否與水反應(yīng)的性質(zhì)上，筆者將一團浸濕了紫色石蕊溶液的棉花、一團浸滿水的棉花和一團干棉花放于燒杯中，先在裝置外用碳酸滴在一團浸有紫色石蕊溶液的棉花作為對比，簡化實驗操作，提高一定的成功率，達到STSE理念中的“技術(shù)”要求；在二氧化碳是否溶于水的實驗中，根據(jù)文獻研究法以及對噴泉實驗原理的剖析，筆者采取了噴泉實驗，利用壓強差的物理知識，既增加了趣味性，同時可以更為明確的說明二氧化碳溶于水，可以提高學生的學習興趣，同時為學生學習后面“氨氣的性質(zhì)”奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識[28]。然后關(guān)閉右邊的止水夾，打開左邊的止水夾，在驗證二氧化碳是否與水反應(yīng)實驗的基礎(chǔ)上，利用“T型管”和浸有紫色石蕊溶液的棉花進行驗證二氧化碳密度的實驗，該改進實驗大大提高了實驗的成功率，同時節(jié)約了實驗的試劑，符合綠色化學的理念。通過實驗一體化，簡化了實驗步驟的同時節(jié)約了原本實驗所需要的時間，克服了原來耗時的缺點，符合STSE理念的“科學”要求。1.2教學設(shè)計圖1.2教學設(shè)計圖1.3教學設(shè)計圖1.4教學設(shè)計圖1.5教學設(shè)計圖1.6教學設(shè)計圖1.7教學設(shè)計圖1.8教學設(shè)計圖1.9教學設(shè)計圖1.10教學設(shè)計圖1.11教學設(shè)計圖1.12教學設(shè)計圖1.1