中學化學實驗改進的研究進展

高長禹

（重慶市涪陵第五中學校，重慶涪陵 408000）

化學是一門以實驗為基礎的學科.化學學說和理論的確立往往是從實驗得到啟發，又通過實驗予以驗證和完善.[1]化學實驗是中學化學教學的一個重要組成部分，在中學階段培養學生的化學實驗技能是整個教學環節中的最重要一環.然而，在短短的課堂教學過程中，既要做到將演示實驗成功展示給學生，更重要的是要讓“演示實驗”發揮其在教學過程中的積極作用，這無疑對演示實驗有很高的要求.但是現行的教材大都使用比較經典的實驗作為演示實驗，許多都比較陳舊.隨著社會的高速發展，許多先進的實驗儀器也不斷產生，所以對比較陳舊的演示實驗進行改進是有必要的.

1 裝置改進

現行的中學課本中的某些實驗，由于裝置材料的搭配欠佳等原因而導致實驗現象不明顯或成功率不高，影響了實驗的效果，對課堂教學起負作用.因此，實驗裝置的改進能使得實驗效果更加明顯，這是認識深化的必然，也是表現教學創造能力的過程.

褚人希對銅與稀硝酸反應實驗裝置進行了改進，[2]通過通入與NO不反應的氣體（如CO2）趕盡裝置中的空氣，使得可以清楚的看到無色NO氣體變成紅棕色的NO2氣體.唐美春對二氧化碳比空氣密度大的試驗裝置進行了改進，[3]將集氣瓶中的二氧化碳沿著紙卷喇叭筒大口倒入置有著火蠟燭的集氣瓶中，不是將二氧化碳直接倒入燒杯中；二支蠟燭不是放在呈梯形狀曲折的鐵片上，而是一支長一支短.宋濟凡對氫氣性質（比空氣輕）的演示實驗改進，[4]使演示實驗做起來輕松，現象明顯、效果好.張月梅等對 SO2催化氧化實驗、H2SO4電離實驗、電解食鹽水、膠體的電泳、H2S和SO2反應的實驗、Fe（OH）2制備新方法以及硅酸膠體制備和性質實驗的裝置進行了改進.[5]王鵬飛對鈉與水的反應試驗裝置進行了改進.[6]吳慧對電解水實驗進行了改進，[7]利用廢棄的飲料瓶做電解池，用鐵釘做電極，用10%的磷酸二氫鉀溶液代替稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液，這樣所用裝置極易得到，又不需用稀硫酸或稀氫氧化鈉.楊玉萍對二氧化硫氣體的性質演示實驗裝置進行改進，[8]增強了實驗的鮮明性和趣味性.羅宿星等對銅與濃硫酸反應的實驗裝置進行改進，[9]他們認為現行中學化學教材中該實驗設計不完善，原實驗裝置反應易產生 SO2等有毒氣體，對環境造成污染，他們就此提出改進意見，使反應過程密閉，減少了有毒氣體對環境的污染.

2 藥品改進

隨著社會的高速發展，生活越來越追求綠色化，所以我們的實驗藥品除了操作更安全、快捷、方便，更要求污染小.這樣在實驗過程中，不僅僅讓學生學到了課本知識，也能培養學生的環保意識，但現在的課本中有些實驗的設計有不足之處，如實驗現象不明顯，產生有毒氣體，或者產生的氣體會污染環境等，這樣的實驗就需要改進.

龍漢斌等在電解水的實驗中對藥品做了一些改進，[10]把H2SO4溶液和NaOH溶液的濃度降低了，這樣既環保，又能得到較好的效果.龍漢斌等還對木炭還原氧化銅實驗和氫氣還原氧化銅的藥品做了改進，黑色氧化銅粉末改為氧化銅片.增大氧化銅與氫氣的反應接觸面，使實驗現象明顯，反應迅速，溫度要求不高.褚人希對實驗室制取乙炔用電石與水反應進行了改進，[2]改為用酒精代替水，嘗試用75%的醫用酒精來代替水與電石反應，反應速率顯著減小，得到的乙炔氣流比較平穩，做其它相關實驗時效果較好.徐春秀探究了不同催化劑對甲烷制備實驗的催化效果，[11]氧化鈣或二氧化錳為催化劑的方案較佳.以氧化鈣為催化劑時雖然產氣較慢，但在一定范圍產氣較穩定，且實驗對試管的腐蝕程度最小.而以二氧化錳為催化劑時產氣“穩”和“快”，催化效果較好.制備甲烷時，醋酸鈉、氫氧化鈉和催化劑（氧化鈣或二氧化錳）的最佳質量比為6﹕3﹕2.

3 反應條件的改進

現行中學課本中的某些實驗由于反應條件的原因，使得實驗現象不明顯，實驗條件也需要在教學過程中不斷改進.

雷功乾認為，教科書上在較高氣溫下檢查裝置的氣密性效果不好，他們對條件進行了改進，把導管的一端浸在盛有兩滴紅墨水的清水燒杯中，然后再把試管浸入冰水中冷卻，觀察現象，如果裝置不漏氣，導管在水中的一端會上升一段紅色的水柱.如果裝置漏氣，則沒有這種現象發生.[12]他們還對氫氣還原氧化銅的實驗進行了改進，將盛CuSO4白色粉末的支管與之反應生成藍色 CuSO4.5H2O，證明生成物的液體是水而不是其它物質.[12]蔣紹旺對紅磷—白磷轉化演示實驗進行了改進，[13]通入二氧化碳隔絕氧氣使得效果明顯.

4 其他改進

在近幾年的實驗改進中，除了實驗裝置、實驗藥品、實驗條件的改進之外，還有其他一些改進.

李振華對分子擴散實驗進行了改進.[14]宋濟凡對證明金屬活動順序實驗進行改進，他采用磁鐵不能吸引鋅片而能吸引鐵片的原理，將薄鋅片浸入硫酸亞鐵溶液中，一會兒取出后干燥，再用磁鐵吸引，則能看到鋅片被磁鐵吸住，可證明鋅片上附有鐵物質，即鋅可以置換鐵；同樣的原理證明鐵可以置換銅，所以鋅比鐵活潑，鐵比銅活潑，進一步可推斷出金屬活動順序.[15]王鵬飛對氧氣的實驗室制法實驗進行了原理上創新，[16]通常使用硫酸鉀與二氧化錳作催化劑或者是直接加熱高錳酸鉀固體.過氧化鈉（Na2O2）與水反應也可得到氧氣，在有氨氣的實驗室制法中，可以使用銨鹽（氯化銨）與堿（堿石灰）按照一定的比例（質量比5﹕8）來制.吳慧對混合氣體產生爆鳴實驗進行改進，[7]用電解水（10%NaOH）溶液的方法得到氫氧混合氣體，點燃浮在發沫劑中的混合氣體產生爆鳴.孫旭等[17]以11個實驗為例進行了改進，分別是H2、CO2、O2等氣體的制取；炭粉吸附色素實驗；炭還原氧化銅實驗；自制和改造儀器，他們用牛皮紙信封做成漏斗，再經過處理使其實用且不易摔碎，他們還用膠卷暗盒制作的酒精燈增溫護焰罩，能使酒精充分燃燒等等.[18]電解水實驗、配制較濃的石灰水、培植銅樹、注射器實驗、濾紙實驗、證明分子間有間隔、檢驗中和反應生成的水.趙立國采用三種改進方法對中學化學教材中鐵與硫反應實驗的改進.[19]

綜上所述，是對近幾年中學實驗改進的總結.當然，隨著新課程改革的不斷推進，課堂教學中演示實驗也還需要更多的與時俱進，在教學過程中利用實驗培養學生對科學和科學方法的興趣，培養學生的綜合素質，是中學教師義不容辭的責任.參考文獻：

[1]劉正賢，施其康，華長慶.中學化學實驗大全[M].上海：上海教育出版社，1994，2.

[2]褚人希.關于中學化學實驗改進的探索與思考[J].科技文匯，2008（6）.

[3]唐美春.一則中學化學演示實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2001（4）.

[4]宋濟凡.化學實驗教學中的兩例小改進[J].實驗教學與儀器，2001（4）.

[5]張月梅，何曉燕，歐陽艷.一組中學化學實驗的改進[J].伊犁師范學院學報，2002（3）.

[6]王鵬飛.中學化學常見實驗的改進方法[J].教學與管理，2008（6）.

[7]吳慧.中學化學實驗的三個改進方案[J].呼倫貝爾學院學報，2001（2）.

[8]楊玉萍.高中化學教學部分實驗的改進方法初探[J].中國現代教育裝備，2011（12）.

[9]羅宿星，勾華，伍遠輝.銅與濃硫酸反應實驗裝置的改進[J].遵義師范學院學報，2011（2）.

[10]龍漢斌，蔡凌云.幾個中學化學實驗的改進[J].黔東南民族師范高等專科學校學報，2004（3）.

[11]徐春秀.高師中學化學教學論中甲烷制備實驗的教學改進研究[J].江西化工，2011（2）.

[12]雷功乾，馮臘英.三個中學化學實驗的改進[J].遵義師范學院學報，2005（1）.

[13]蔣紹旺.中學化學實驗的改進與創新[J].大學時代，2006（6）.

[14]李振華.幾個中學化學實驗的改進設計[J].內蒙古師范大學學報自然科學：漢文版，2003（4）.

[15]宋濟凡.化學實驗教學中的兩例小改進[J].實驗教學與儀器，2001（4）.

[16]王鵬飛.中學化學常見實驗的改進方法[J].教學與管理，2008（6）.

[17]孫旭，黃新階.中學化學實驗設計與改進的研究[J].化學教育，2007（12）.

[18]漆勇.“物理化學實驗”實驗方法改進[J].重慶三峽學院學報，2000（1）.

[19]趙立國.中學化學教材中鐵與硫反應實驗的改進[J].教學與管理，2010（9）.