高中化學實驗改進與創(chuàng)新研究

【摘要】化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗是高中化學的重要組成部分，但實際教學中仍按部就班教材中傳統(tǒng)的實驗方法，難免顯得有些陳舊老套，明顯已跟不上現(xiàn)代化學實驗教學的要求，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。因此，在本校實驗條件允許的情況下對高中化學實驗進行適當?shù)馗倪M與創(chuàng)新是必要舉措。如何進行有效的改進與創(chuàng)新，提高課堂教學的實效性，成為一線化學教師思考的問題。基于此，本文圍繞著高中化學實驗的改進與創(chuàng)新這一論點，對實驗內(nèi)容、裝置、方法、手段等方面進行適當?shù)馗倪M與創(chuàng)新，以期增強化學教學的有效性，培養(yǎng)學生動手、實踐、創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】高中 化學實驗 內(nèi)容 裝置 方法 手段 改進 創(chuàng)新

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）23-0177-02

化學宗師戴安邦先生說過：“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式。”因此搞好實驗教學，能幫助學生理解概念、鞏固知識，還可以培養(yǎng)學生觀察、思維、解題和創(chuàng)新能力。[1]高中化學教材（蘇教版）中設置了大量的實驗，但隨著我們一線教師教學的不斷深入，逐步感覺到教材中的部分實驗只有結(jié)合教學實際進行適當?shù)馗倪M與創(chuàng)新，才能最大限度地發(fā)揮實驗在教學中的作用。本文從四個方面入手，探索如何適當?shù)馗倪M高中化學實驗，增強教學的實效性。

一、改驗證實驗為探究實驗，培養(yǎng)學生的探究精神

為了更好的激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的實驗能動性，變被動學為主動學，在化學教學過程中，我注重將一些典型的驗證性實驗改為探究性實驗。探究實驗不僅能幫助學生有效獲取基礎知識和基本技能，更能有效激發(fā)學生求知欲望和興趣，發(fā)揮學生的積極性、主動性，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

例如：蘇教版教材P48中金屬鈉的性質(zhì)與應用【實驗4】鈉與水的反應：向一只盛有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞溶液，然后將一小塊（約綠豆粒般大小）金屬鈉投入小燒杯中，觀察實驗現(xiàn)象。[2]由此得出2Na+2H2O？襒2NaOH+H2↑，但在實際的課堂教學過程中，很多學生就對此提出了質(zhì)疑“從組成元素上看，為什么不可能是氧氣呢？”。個人認為要解決此問題，方法有二：

（一）利用前面剛學過的氧化還原反應原理來解釋：

在反應中鈉元素的化合價升高，同時要有其他元素的化合價降低，那只能是H元素了，所以產(chǎn)物是氫氣而不是氧氣。

缺點：純理論，不夠形象直觀。

（二）用實驗證明：

氫氣有可燃性，但氧氣沒有。但傳統(tǒng)的做法都是利用小試管收集，然后用爆鳴法驗證。

缺點：現(xiàn)象不明顯，稍不留神就難以觀察到，難以給學生感官上的刺激。

就此本人對此實驗稍加改進，具體如下：

儀器：鐵架臺（帶鐵夾）、大燒杯、普通漏斗、膠頭滴管（去膠頭）、乳膠管

藥品：金屬鈉、水 、酚酞

實驗改進：

1.將漏斗和膠頭滴管（去膠頭）用乳膠管連接。

2.讓漏斗中事先充滿水（滴有幾滴酚酞），并用止水夾夾住，按右圖固定好裝置。

3.用鋁箔將金屬鈉包好，并扎上幾個小洞，然后用鑷子夾住，移到漏斗下端（如右圖所示）。

4.待反應結(jié)束后，將止水夾打開，并點燃。

優(yōu)點：

1.具備了原實驗所有的功能與特點。

2.簡易方便，裝置可重復操作使用。

3.可操控性強，通過控制漏斗的下壓力量，可自由控制出氣量，從而控制火焰的高度。

4.實驗現(xiàn)象明顯且維持時間長，給學生帶來了視覺上的沖擊。

5.學生安全有保障，不用擔心爆鳴法給學生帶來心理上的恐懼。

創(chuàng)新實驗達到的效果：經(jīng)過多次改進，不斷實踐，課堂氣氛活躍，能夠很好地幫助學生理解金屬鈉與水的反應原理，收效顯著。

二、優(yōu)化實驗內(nèi)容、裝置，培養(yǎng)學生綜合分析能力

現(xiàn)行的高中化學新教材（蘇教版）中，有一些課堂演示實驗的設計不太合理，有的裝置過于繁瑣、有的現(xiàn)象不明顯，有的耗時太長，有的耗材（藥品）太多。因此，教師在實驗教學中，可以根據(jù)實際教學的需要，將一些實驗進行改進，啟發(fā)學生進行思考，激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

例如：氯氣的制取與性質(zhì)實驗的改進，若按教材上所給的方法來做，所需的藥品、儀器較多，反應時間過長，步驟繁瑣，可作如下改進：

實驗改進：

1.Cl2的制取，將分液漏斗改為恒壓式分液漏斗。

2.將制取、除雜、性質(zhì)、收集、尾氣處理多合一。

3.將干燥的紅色布條、濕潤的紅色布條塞入導管內(nèi)。

優(yōu)點：

1.具備了原多個實驗所有的功能與特點。

2.多合一，省去了重復裝配，一定程度上緩解了內(nèi)容多、課時緊的矛盾。

3.恒壓式分液漏斗能使?jié)釮Cl順利滴下，確保反應能順利進行。

4.將干燥的紅色布條、濕潤的紅色布條塞入導管內(nèi)，由于單位時間內(nèi)接觸Cl2更多，實驗現(xiàn)象更快更明顯。

創(chuàng)新實驗達到的效果：改進后，通過實驗器材的組合使得實驗步驟簡單化并且實驗結(jié)果同樣科學，省時、一舉多得，有利于培養(yǎng)學生綜合分析能力

三、改進實驗方法，提高創(chuàng)新能力

在高中化學實際教學過程中，常常遇到一些難以解釋的問題，此時就要利用實驗來解決問題。

例如：活潑金屬可以置換出不活潑性金屬這是學生耳熟能詳?shù)幕疽?guī)律。但在平時的教學和學習中，卻經(jīng)常見到金屬鈉無法將銅從硫酸銅溶液中置換出來，為什么呢？金屬鈉怎樣才能置換出銅？如何驗證？這諸多問題困擾著不少一線化學教師，如果單純地叫學生記住結(jié)論，難免少了說服力。個人認為要解決此問題，方法有二：

第一種方法：鈉與銅鹽在熔融狀態(tài)下反應，但本法操作起來比較繁瑣，需要有保護氣，防止鈉與空氣接觸被氧化，經(jīng)多次實踐，成功率并不高。

第二種方法：經(jīng)查閱大量相關(guān)的資料、文獻和實踐，找到一種安全且易操作的實驗方法，即用鈉與氯化銅的乙酸乙酯溶液反應（氯化銅可溶于乙酸乙酯）。

實驗操步驟：

1.取適量乙酸乙酯于試管中，加入氯化銅固體攪拌至不再溶解為止，即配成飽和溶液。

2.將金屬鈉切成鈉片（增大接觸面），并置于表面皿上。

3.用膠頭滴管吸取已配好的飽和氯化銅的乙酸乙酯溶液滴在鈉表面上。

優(yōu)點：

1.反應快，鈉表面很快有（紫）紅色銅出現(xiàn)，現(xiàn)象明顯。

2.操作簡單、相對安全。

四、運用多媒體教學，優(yōu)化實驗手段

常言說，工欲善其事，必先利其器。運用多媒體教學是高中化學教學改革的必然措施，多媒體模擬演示形象生動，可以把靜物轉(zhuǎn)變成動態(tài)，把微觀問題宏觀化，把抽象問題現(xiàn)象化，增強學生對事物的理性認識，使“教”與“學”變得易于開展。高中化學實驗涉及到的內(nèi)容和領(lǐng)域較廣，一些實驗受場地、設施器材、條件、操作水平等限制，無法開展。針對此類實驗，教師就可以借助數(shù)字化多媒體教學設備將實驗錄像或模擬視頻投射到大屏幕上，并且可以利用多媒體實現(xiàn)現(xiàn)象慢動作回放，讓學生觀察更清楚，不但提高了實驗的安全性，也增強了學習效果。

總之，實驗教學是中學化學教學的重要組成部分，是提高教學質(zhì)量的重要途徑。實驗改進與創(chuàng)新要在高中化學新課程標準的指導下，結(jié)合學校的教學實際，對教材中所涉及的部分實驗進行適當?shù)馗倪M、優(yōu)化與創(chuàng)新。化學實驗的改進與創(chuàng)新角度遠不止這些，探索永無止境，各種現(xiàn)代化媒體與化學實驗的結(jié)合也為實驗改進與創(chuàng)新提供了更廣闊的領(lǐng)域。讓我們勤于探索、勇于開拓，使高中化學實驗教學更加完美。

參考文獻：

[1]孫奇文.高中化學實驗的改進與創(chuàng)新研究[J].化學教育，2016，05，67-72

[2]王祖浩.《化學1（必修）》，江蘇教育出版社，2015版

作者簡介：

林希強（1980.5-），男，中學化學一級教師，學士學位，研究方向：化學教育。