合理改進實驗 提高學生探究素養

雷翠云

【摘 要】實驗是化學的基礎，傳統的實驗教學束搏了教師的教和學生的學。加強和提高實驗教學成了新課改的一個重要內容。在實驗教學中通過對實驗裝置、實驗方式、實驗管理方法等幾方面的改進，以促進實驗教學的發展，提高學生的實驗探究能力。

【關鍵詞】裝置改進；實驗轉化；實驗室開放；實驗探究

化學是以實驗為基礎的自然科學，化學實驗能給學生提供豐富的感性材料，它不僅可以使課堂教學生動活潑，極大的調動學生的積極性，更可以使學生在實驗中激發創新的欲望。為了更好的發揮化學實驗在啟迪學生思維、培養觀察能力和探究能力等方面的作用，實驗改進是十分有效的舉措。該如何進行改進呢？我主要有以下幾條思路。

一、改進演示實驗裝置 激發學生探究激情

演示實驗不僅是為了驗證教材中某一性質或相關知識點，更是教師向學生展示、傳授基本操作技能、儀器和藥品的選擇技能的重要方式。同時，實驗設計也要體現科學性、直觀性、簡約性、安全性、環保性和創新性等特點。現行教材中的一些實驗裝置影響了實驗效果，改進是必然。通過對實驗裝置的改進，可培養學生積極思考的習慣，激發學生探究的激情，也使實驗教學更生動，更具體，更形象。例：“鋁熱反應”實驗的改進 ，在教材中用點燃木條——鎂條——氯酸鉀引燃，反應啟動較慢，實驗效果較不理想，成功率低，改進后的效果很好。改進裝置及操作過程：如圖1，三腳架放在裝有1/3沙的玻璃水槽上，把易拉罐剪去2/3，留下的1/3易拉罐底中央挖（0.7×0.7）cm的洞，在洞上放醫藥膠囊的鋁箔板。把5g氧化鐵粉沫和2g鋁粉均混放此板上，再把1-1.5g的KMnO4壓在鋁熱劑面上中間，滴入2滴12mol.l-1濃硫酸，再滴1滴無水酒精引燃。改良分析：（1）用易拉罐代替漏斗裝置，用三角架代替鐵架臺，簡化了裝置。用水槽代替蒸發皿，減少了儀器損壞（2）操作簡單，引燃劑中強氧化劑高錳酸鉀、濃硫酸混和時易氧化生成氧化能力更強的七氧化二錳2KMnO4+H2SO4（濃）=K2SO4+Mn2O7+H2O，當Mn2O7接觸酒精后，立刻放出大量的熱使酒精達到著火點而自然，產生高溫引起鋁熱劑劇烈反應，反應溫度高至3000C。實驗反應啟動快，成功率可達100%。（3）改良后的實驗效果非常激烈，光芒四射，生成鐵擊穿鋁箔板落入沙中且可用磁鐵驗證。

二、綠色實驗設計 提升環保意識

綠色化學的口號最早產生于化學工業非常發達的美國。隨著科學的發展，環保意識的增強，綠色化學成了化學教學的追求之一。近二十年來教材也不斷更新，毒害品、危險品在中學化學實驗中越來越少使用，危險、有毒實驗大部分進行了改換。盡管如此，教材還存在少許實驗會污染環境、傷害健康，我們有必要對它進行改進，改進后的實驗安全、簡單，實驗效果更好。如“硝酸與銅的反應”實驗改進如圖2：改進操作過程：（1）具支試管橡膠塞上通一下端彎成螺旋的銅線代替銅片，銅線上端涂凡士林，便于拉動；125cm三角燒瓶塞上配有裝有NaOH溶液的分液漏斗和彎導氣管，用帶止水夾的膠管連接具支試管和三角燒瓶，（2）停止反應時只需提起銅絲。改良分析：（1）裝置科學，現象明顯，保密性能好，環保。（2）銅片變螺旋銅線，增加了幾倍反應面積，反應速度加快。且可隨時控制實驗是否繼續進行。（3）銅與稀硝酸反應生成的是非成鹽氧化物，不能直接被NaOH溶液吸收，無色NO通入三角瓶，與瓶里空氣的氧氣生成紅棕色氣體NO2，顏色從上向下蔓延，現象明顯。（4）銅與稀、濃硝酸反應結束，打開分液漏斗，通入NaOH，防止了NO2氣體污染環境。

三、優化學生實驗方案 提高學生實驗探究能力

《普通高校化學科統一考試大綱》中提到：要培養具有能設計解決簡單化學問題的探究方案，能對探究方案、探究過程、探究結論等進行分析和評價，能準確的表述探究結果，并解決相關問題的能力的學生。實驗探究教學就是培養這種能力的搖籃。在實驗中，因受許多因素影響，如藥品純度、滴加順序、用量、濃度等，實驗很可能有許多“生成”，正是結果的這種多樣性，為實驗教學提供了更多的探究機會。以有機化學中醛的鑒別實驗“銀鏡反應”為例，“銀鏡反應”是檢驗醛基的重要反應，但教材中只粗略的描述了實驗條件，在演示和分組實驗中，常遇到一些問題，如鏡面成斑點、發暗或只生成黑色沉淀等，因此，經授課教師同意我把本實驗設計成“影響反應的因素”進行探究的實驗。將驗證性實驗轉化為探究性實驗，以實驗“意外”培養學生的探究思維，提高他們的探究能力。

（1）探究目的：探索制作銀鏡成功的最佳條件和關鍵，鍛煉學生的探究能力。

（2）探究方案：a為什么是恰好沉淀溶解？如堿過量？b溫度對實驗的影響？

（3）探究準備：實驗原理CH3CHO+2[Ag（NH3）2]OH=== CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O

實驗儀器藥品、試管、燒杯、膠頭滴管、乙醛、2%氨水、2%AgNO3、

（4）探究過程；探究記錄：

（5）探究分析：a因乙醛溶液出廠時帶酸性，滴加到上述銀氨溶液后，反應液顯酸性，而銀離子和硝酸根離子均有較強的氧化性，在酸性溶液中的硝酸根離子比銀離子的氧化能力強，此時起氧化作用的主要是硝酸根離子；在堿性銀氨溶液中，起氧化作用的主要是銀氨配離子。所以銀鏡反應必須在堿性溶液里進行，增加NH3.H2O溶液的濃度或增加滴加2%NH3.H2O溶液的量，適當提高溶液的堿性，可提高【Ag（NH3）2】OH的濃度，也可加速醛的氧化。但也不是堿性越強越好，氨水太過量，Ag+會被過度的絡合而降低了銀氨溶液的氧化能力，液體失去了靈敏性。且加入醛后還容易產生雷酸銀（AgOCN），此溶液受熱或受撞擊易引起爆炸。b水浴溫度升高，反應速度變大，反應過快，還原出來的銀呈疏松顆粒狀折出，較難附在試管壁上，易產生黑色沉淀；水浴溫度過低，成鏡慢，形成的銀鏡質量差。

（6）實驗結論：實驗證明，水浴溫度60°C-70°C，銀氨溶液的PH值在PH8-9之間時才能快速形成均勻、薄亮的銀鏡。

四、增強實驗趣味性、生活性 開拓學生探究視野

生活中的化學是五彩繽紛的，化學教材中的實驗知識性強但趣味性不夠，如果將生活中的化學知識以實驗的形式引入課堂，將會引起學生極大關注和學習熱情。如從如何檢驗酒后駕車到食品中的干燥劑，從鐵的生銹到溶洞的形成，從易拉罐到漂白粉等等，我們都可以從中找到相應的實驗課題進行探究。

五、改變實驗管理模式 建立實驗探究基地

封閉式管理一直是中學實驗室的管理風格。近幾年中考、高考實驗試題源于教材中的實驗或由典型實驗改裝和創新而來，為了提高學生探究能力及配合畢業班的實驗復習，將實驗室封閉式管理改革為開放式管理。在實驗教室按分類準備了成套的典型實驗裝置、零散的基礎實驗儀器、氣體制取類、離子鑒定類、轉化實驗類等，并把中學化學實驗制成實驗課件也放入其中，對畢業班等學生實行課后開放、指導，為學生的實驗操作考試和實驗復習探究提供了方便，更為化學興趣者提供了很好的探究場所。

總之，隨著新課改的不斷深入，實驗要以實驗教學為視點，要善于挖掘實驗中的訣竅，重視實驗教學與探究能力培養之間的關系，配合授課教師靈活的應用實驗教學方法，創造必要的實驗條件和情景，時時注意激發和培養學生的探究興趣和激情，使學生探究能力的培養貫穿于整個實驗教學活動之中。

（作者單位：福建省三明市寧化縣第六中學）