高中化学实验教学的创新性研究

高中化学实验教学的创新性研究

艾红

辽宁省沈阳矿务局中学艾红

化学是一门以实验为基础的学科，实验是化学教学的生命线。高中化学教材中设置了很多演示实验，笔者通过多年的实践教学，总结了一些有效方式、方法，为更好地提高教学效果起到了一定的促进作用。

1.现有实验的改进

高中化学有很多实验虽然在教材中已经进行了全方位展示，但还是有一定的改进空间。现举例如下：

（1）原电池的演示实验

金属锌和铜作电极，用导线连接后直接插入盛有稀硫酸的烧杯中，如此进行试验，效果很不好，并且电流表中的电流也很微弱。

为了增强电流，可做如下改进：用两个烧杯分别盛电解液，锌棒放于盛有硫酸锌的烧杯中，铜棒放于盛有稀硫酸的烧杯中，两个烧杯用盐桥连接，其余不变。改进后电流增强了，而且原电池装置工作时具有了较高的能量转换率；同时也可以看出：在化学实验中，氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。

（2）关于氨气的性质教学中设计的喷泉实验

事先集满一圆底烧瓶的氨气，瓶口塞上双孔塞，一孔插入一个长玻璃管，另一孔插入一个胶头滴管（事先吸入水），将圆底烧瓶固定在铁架台上，长玻璃管的一端插入烧杯中（烧杯中事先加入水和酚酞）；操作时，挤压胶头滴管中的水使之进入烧瓶中，并同时打开止水夹，即可形成红色喷泉。

改进如下：此装置中胶头滴管略去，其他不动。操作时，用手或热毛巾捂热烧瓶底部同时打开止水夹，也可形成喷泉。此设计与原教材原理相同，均是采用减小烧瓶内气体压强的方法形成压强差，进而形成喷泉，但却可以省去一部分仪器设备，简化了实验操作。

（3）焰色反应实验

该反应用铂金丝做实验，效果固然理想，但缺点也很明显：一是铂金丝价格昂贵，许多中学不具备条件；二是由于所蘸取的金属盐溶液有限，灼烧时，火焰呈现的时间较短，并且火焰也小，演示时后排学生难以观察清楚。

改进如下：在三脚架上放一个干燥洁净的蒸发皿，加入10mL无水乙醇，点燃乙醇，用药匙取少量金属盐粉末撒入火焰中，立即可看到金属离子的特征焰色。用玻璃棒不断搅拌燃烧的乙醇，焰色可持续到乙醇燃烧完毕。此法优点是：仪器简单，材料经济，而且操作简便。乙醇在蒸发皿中燃烧，火焰很旺，加入金属盐后，产生的焰色光强，玻璃棒的搅拌使金属盐与火焰充分接触，延长了观察时间，焰色反应更明显。

（4）碱金属及其化合物的性质实验

验证如下反应：

2Na＋O2===Na2O2，2Na2O2+2H2O===4NaOH＋O2↑

按教材的方法去做，第一个反应生成的过氧化钠较少，而且贴在玻璃管上，很难转移到小试管中；第二个实验也就没法做了。

改进如下：将玻璃管改为直滴管，将金属钠放在直滴管的粗口处加热（若滴管太细，可将滴管用细条纸包好，再用试管夹夹住），生成过氧化钠后，待滴管冷却，将它插入水中，用余烬的木条在滴管的尖嘴处检验氧气。用此法做实验，现象明显，安全且效果好。

2.探究性实验

为了提高课堂教学效果，在化学教学中除了对现有实验进行改进外，还可以进行一些探究性实验。

例如，在“氯气与乙炔反应的探究实验”中，乙炔能使溴水褪色，有的学生提出：乙炔和氯气发生什么样的反应呢？为了更好的解决学生提出的问题可设计如下实验：用两个针筒分别抽取一定量的乙炔和氯气，针头用胶管连接分别深入到水下，慢慢推动两针管，当两气体在水面下相遇时，立即发生爆炸，有明亮的火球和大量的浓黑烟絮上升，反应原理为：

C2H2＋Cl2===2HCl＋2C＋Q

再如，在讲述“过氧化钠与二氧化碳的反应”实验时，有的学提出：过氧化钠与二氧化碳能迅速反应吗？为了形象地解决学生提出的问题，可设计如下实验：用一小团脱脂棉包上少量过氧化钠粉末，迅速投到事先准备好的瓶底铺满一层细砂的二氧化碳集气瓶中，再迅速盖好玻璃片，在投入的同时即可看到棉花迅速燃烧起来。这种设计操作简单，现象明显，安全环保，在提升教学效果的同时也强化了学生的接受能力。

3.自制实验

在化学教学中，除对现有实验进行改进和探究外，还可以根据教学需要让学生在教师指导下自制实验。

例如，在“氯气的制取及性质试验”中，可按照教材中的实验装置来制取实验，但在集气瓶中放置一张干燥的红纸（目的是放大实验现象，引发学生发现问题并思考如何解决），结果干燥的红纸褪色。由此可提出问题让学生思考：①为什么红纸会褪色？②得到的氯气是否纯净？③里面会有哪些杂质？④如何得到纯净的氯气？引导学生自制实验加以验证：氯气里可能有水和氯化氢等杂质，可以采用增加洗气装置的办法来除去这两种杂质，以得到纯净的氯气。

再如，涉及NH3的物理性质时提到其极易溶于水，所以在吸收时要注意防倒吸，而氯气的尾气吸收却不用考虑防倒吸。这个“极易溶”的概念是什么意思？为了解决这一问题，可引导学生自制如下实验：分别收集一试管的NH3和Cl2，然后分别倒插入水和浓NaOH溶液中，比较溶液上升的速率。让学生操作，进行实验，并记录结果。可以看出：装有NH3试管的溶液上升的速率要比Cl2快得多，但都上升到相当高度。由此得出的结论是：“极易溶”主要是指溶的多，而在考虑是否需加防倒吸装置要考虑其溶解速率。

由教学效果可以看出，指导学生自制实验是化学实验教学中的创新。首先，通过自制化学实验，可优化教材实验。现行新教材中采用的某些简易装置，表面看来设计的很好，但就其可行性方面仍有不少值得推敲之处，只有完善、优化它们，才能更加适合高中的化学教学。其次，通过自制化学实验，可以激发学生的学习兴趣。根据学生现有的知识和学校条件，适当开发一些激发学生兴趣的实验，以化学的趣味性引导学生亲手做实验和进一步探索、思考的能力，激发学生的求知欲。再次，通过自制化学实验，可以有效解决化学问题。在化学教学过程中，会遇到很多化学问题，有的是来自认知层面的，有的是已有实验完成后产生的新问题，有的是来自生活实践等，这些问题的出现，足以引起我们的注意。由此，应从理论和实验两方面入手去解决，从而获取新知识。最后，通过自制化学实验，可以培养学生的实践能力和创新精神。

总之，作为一名优秀的化学教师，除了知识讲授上有所创新外，还应该在实验中加以创新并将其始终贯穿于教学中，才能更有效地提高课堂教学效率，促进学生的学习兴趣和动手能力，进而培养学生发现问题和解决问题的能力。