注重化學實驗創新 培養學生創造性思維

近年高考，實驗題、能力題所占的比例較大。因此，我們教學時，要注重實驗，加強能力題的訓練，既適應高考，也增強學生學習化學的興趣，更好培養學生創造性思維。本人在化學實驗教學中，通過如下的一些做法，培養學生的創新能力。

一、 設計簡便的實驗裝置

傳統的實驗方法雖然可行，但不一定是最好的。例如，在銅與稀硝酸反應的實驗中：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，從理論上說應該生成無色的NO氣體。但是傳統的實驗在試管中進行，無色的NO氣體在試管口處生成紅棕色的NO2氣體，影響了NO本來面目的觀察，并且產生的NO2氣體有毒、有強烈的刺激性氣味，嚴重影響了師生的身體健康。因此，在教學該實驗內容時，我避開傳統的實驗做法。

具體操作過程如下：

1. 讓學生說出做該實驗所使用的實驗裝置。

2. 讓學生分析傳統的實驗方法有什么優點和不足之處。

3. 根據自己提供的實驗器材，讓學生進行創新實驗設計。

學生設計的實驗裝置多種多樣，其中下面兩種設計方法最能體現學生的創新能力。

方法一：

（1）按下圖連接好儀器。

（2）取下U形管左側膠塞，將繞成螺絲狀的銅絲一端插入膠塞內。

（3）從帶有膠塞的漏斗處加入稀硝酸，直到接觸到左側膠塞的下沿，且液面上無氣泡，保證反應開始時沒有空氣。

（4）銅絲與稀硝酸反應生成的氣體把稀硝酸壓進右側漏斗內，銅絲與稀硝酸脫離接觸，反應停止。

（5）用醫用注射器吸取少量左側無色氣體，再吸入一定量的空氣，可以觀察到：注射器內氣體變為紅棕色，最后將注射器里的NO2氣體注入足量NaOH溶液中吸收，防止污染環境。

方法二：（如下圖）

取少許碎銅片置于注射器內，壓盡推管后吸入約5毫升稀硝酸，豎立注射器，小心推進推管，排盡注射器內的空氣，再塞上膠帽，觀察反應現象。注射器內有無色氣體緩慢產生，溶液變為藍色。反應終止后，稍用力拉一下推管，讓注射器內壓減小，再打開膠帽放少量空氣進入注射器內，可觀察到氣體由無色變成了紅棕色，證明原無色氣體為NO，最后將注射器里的NO2氣體注入NaOH溶液中吸收。

這兩個實驗裝置的改進，不僅操作方便、現象明顯、節省試劑，最大程度地考慮了環保問題和安全性能，更能培養學生勇于探索，不斷創新的精神。

二、使用經濟型的實驗試劑

中學化學教材中，實驗室都是用NH4Cl與Ca（OH）2混合加熱制取NH3，實驗雖然能完成，但試管破損率很高。怎樣解決這個問題呢？我的探究過程如下：

1. 提供資料：

①CaCl2有較好的吸水性，當CaCl2吸收水份后溫度一般在28℃左右；

②在溫度28℃以下，試管容易破損，溫度越低，破損率越高，在溫度低于25℃以下，試管破損率可達90﹪以上；

③溫度在28℃以上，試管則不易破損。

2. 逐步提出問題讓學生探究：

①實驗中試管破損與什么因素有關？

②實驗中反應物能不能改變？

③可以用什么試劑來代替NH4Cl？

3. 實驗比較：取兩支相同的硬質試管，一支裝NH4Cl與Ca（OH）2的固體混合物，另一支裝（NH4）2SO4與Ca（OH）2的固體混合物，體積比都約為1︰2，分別給這兩支試管加熱，先均勻受熱，后集中加熱2～3分鐘，停止加熱，待試管冷卻。用NH4Cl與Ca（OH）2來制備NH3的試管停止加熱時試管并未破裂，冷卻后破裂，且在加熱的部位出現一條直形裂紋，而用（NH4）2SO4與Ca（OH）2加熱制備的試管冷卻后仍完好無損。用（NH4）2SO4來代替NH4Cl制取NH3可以避免試管破損，減少儀器損耗，而（NH4）2SO4與NH4Cl相比，試劑的成本相當，制氣時產生的速率相當，所以實驗室用（NH4）2SO4代替NH4Cl制取NH3是最好的選擇。

4. 試劑改進的意義：在該實驗的探究中，理論結合實踐解決了傳統實驗中用氯化銨與氫氧化鈣加熱制取氨氣易發生試管破裂的難題，減少了儀器破損。按實驗研究的結果，如果我們學校一年28個班學生單純制備氨氣這一實驗，就可減少試管損失700多支，節約資金二千多元。這個“小小”的實驗創新，既符合當前倡導的“低碳經濟”的理念，又是培養學生創造性思維的良好契機。

三、推廣“家庭小實驗”

高中化學新教材中增設的“家庭小實驗”是學生綜合運用基礎知識和實驗技能的一種多邊活動。它要求學生利用身邊的物品，根據所學知識，結合生活實踐，自備簡單藥品、器材，獨立完成小型實驗。下面是我引導學生經過查閱資料所設計的一個“家庭小實驗”案例。

【小實驗】驗證SO2的漂白原理

實驗目的：驗證SO2的漂白作用及漂白的不穩定性

實驗用品：發黃的舊報紙，塑料飲料瓶一個，火柴若干

實驗步驟：

（1）將塑料瓶自瓶口向下約20cm處用剪刀剪斷，瓶口剪成鋸齒形（為通氣用）；

（2）將一塊約10cm2的發黃舊報紙用水潤濕，貼于瓶口上；

（3）劃著火柴，迅速置于塑料瓶下端開口內約10cm處；

（4）待火柴頭燃燒完時，更換火柴，重復步驟（3）操作，約用10-15根火柴；

（5）晾干氣熏過的報紙與原報紙進行比較；

（6）放置幾天后，再與原報紙比較。

實驗現象：在實驗過程中，發黃的舊報紙逐漸變為白色，過幾天后，白色又變為黃色。

實驗結論：SO2具有漂白作用，但漂白后的物質不夠穩定。

這個小實驗的優點是原料都是家里用的，容易找到，并且方法簡便，易于操作。通過這樣的實驗，學生的實驗觀察能力、實驗設計能力、分析、歸納等綜合能力都能得到很大程度的提高，可以有效地培養學生的創造性思維和創新能力，而且學生從中體會到了實驗的樂趣、成功的喜悅，從而激勵自己更加積極、主動參與到“家庭小實驗”中來，使自己的實驗能力、創新能力得到不斷提高。

責任編輯 潘孟良