改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實驗的幾種方法

德慶措吉+李少坤

【摘 要】化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，實驗成功與否會直接影響課堂教學(xué)質(zhì)量。文章提出了改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實驗的措施，期待給中學(xué)化學(xué)教師起到一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】實驗改進(jìn)；現(xiàn)狀；原則；途徑與方法

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2017）30-0066-02

化學(xué)實驗?zāi)芤饘W(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。它能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實踐情境、提供直觀的感知素材，還具有獲知、激趣、求真、循理、育德等功能。因此，化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。

在實際教學(xué)過程中，受各種因素的影響，有些實驗難以取得理想的教學(xué)效果。例如，有些教師在平時的教學(xué)中或參加實驗創(chuàng)新比賽時一味求新、求變，忽視了實驗的教學(xué)功能、實驗設(shè)計的基本原則和方法，常常出現(xiàn)將簡單實驗集成復(fù)雜化、實驗原理晦澀難懂的現(xiàn)象；還有一些教師為了體現(xiàn)環(huán)保、節(jié)約資源的原則，常常用注射器代替分液漏斗，用藥瓶代替反應(yīng)容器等，忽視或弱化了學(xué)生必須掌握的常規(guī)儀器的使用方法的教學(xué)。這些不當(dāng)?shù)淖龇ū仨氁饚熒闹匾?，并予以改進(jìn)。

為了提高中學(xué)化學(xué)實驗的有效性和針對性，筆者結(jié)合近幾年多次參加或觀摩省、市相關(guān)實驗創(chuàng)新比賽經(jīng)歷，總結(jié)出以下幾種改進(jìn)方法：

一、增加趣味實驗

趣味實驗可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促使學(xué)生積極、主動地學(xué)習(xí)化學(xué)知識，教師要善做增補教材實驗的有心人。例如，在緒言部分增補“變色龍”實驗：先將氫氧化鈉溶液與水混合，溶液呈無色，然后滴入酚酞試液，溶液變成紅色，再向變紅的溶液的中滴入稀鹽酸，溶液先呈紅色，后來突然變成無色，最后向變成無色的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，溶液又變成紅色。引起這一系列現(xiàn)象的原因是什么？誰能解釋這些問題？這一增補實驗無疑會極大地吸引學(xué)生的興趣，并激發(fā)學(xué)生主動猜想與思考。

二、改變反應(yīng)條件

對化學(xué)反應(yīng)條件的研究與控制是實驗成功的關(guān)鍵因素之一，常見的客觀條件有反應(yīng)物的濃度、用量的配比、純度、溫度，反應(yīng)物間的接觸面積，反應(yīng)體系的壓強、溫度、光照及溶劑，反應(yīng)介質(zhì)的酸堿度等。例如，教學(xué)初中九年級化學(xué)教材第六單元課題1“研究木炭的吸附性”時，課本上使用的是塊狀木炭，木炭疏松多孔的結(jié)構(gòu)中含有一定量的空氣，導(dǎo)致木炭浮在水面，實驗效果很差。筆者將木炭磨成粉末后放入紅墨水中，木炭粉均勻地分散在紅墨水中，增大了兩者的接觸面，過濾后，水由紅色變成無色，實驗非常成功。

三、改進(jìn)實驗裝置

1. 自制實驗裝置

因地制宜地利用日常生活中的物品，或根據(jù)實驗需要將某些用品進(jìn)行加工、改進(jìn)，自制教具，既能解決學(xué)校設(shè)備、儀器不足的短板，也可以讓學(xué)生開展課外興趣實驗研究，提高學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣和實驗動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和保護環(huán)境的意識。例如，將注射器、礦泉水瓶、青霉素瓶、輸液導(dǎo)管等改造后，都可以運用到化學(xué)實驗中。但是，對于課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定學(xué)生必須掌握的基本實驗技能中涉及的常規(guī)儀器，則不宜用替代用品，建議教師按課本規(guī)定的儀器進(jìn)行教學(xué)，以此培養(yǎng)學(xué)生的實驗基本技能。

2. 改進(jìn)現(xiàn)有實驗裝置

改進(jìn)實驗裝置是為了更好地發(fā)揮教具和學(xué)具在“教”與“學(xué)”中的作用，改進(jìn)實驗裝置可從以下方面入手：在不影響實驗效果的前提下簡化實驗裝置，針對現(xiàn)象不明顯的實驗改進(jìn)實驗裝置，針對存在環(huán)境污染或安全性問題的實驗改進(jìn)實驗裝置，等等。例如，在氫氣與空氣混合的爆炸實驗中，按課本上用火柴點燃?xì)錃獾姆椒ㄟM(jìn)行實驗存在一定的危險，甚至讓學(xué)生與教師心有余悸。筆者將收集氫氣的容器換成了醫(yī)用塑料軟瓶，用生活中點火鍋用的電子打火槍代替火柴點燃?xì)錃?，實驗的趣味性和安全性都很好?/p>

四、革新實驗方法

從實驗方法或反應(yīng)原理上對化學(xué)實驗進(jìn)行改進(jìn)，能充分體現(xiàn)探究和開放的精神。例如，在演示氫氣燃燒的實驗時，由于尖嘴管是用玻璃做成的，玻璃中的鈉離子對氫氣燃燒的火焰顏色產(chǎn)生了影響，筆者利用圓珠筆上的金屬尖頭代替玻璃尖嘴管進(jìn)行實驗，較好地解決了火焰顏色的問題。由于火焰比較微弱，不便于學(xué)生觀察現(xiàn)象，筆者在金屬尖頭處放置一張紙片，不一會兒紙張逐漸發(fā)黑并燃燒起來，學(xué)生很容易感受到尖頭處火焰的存在。

五、巧用實驗藥品

教材提供的藥品與儀器只是常規(guī)、易得的用品，使用這些常規(guī)藥品有時難以獲得理想的實驗效果。例如，在初中化學(xué)九年級第六單元“木炭還原氧化銅”的實驗中，兩者發(fā)生反應(yīng)后難以觀察到紅色的銅。在2011年湖北省創(chuàng)新實驗大賽上，很多教師對此實驗進(jìn)行改進(jìn)，如將浸有CuSO4溶液的濾紙晾干后灼燒，在燃燒后的灰燼上可清晰地觀察到紅色的銅；將NaOH溶液與CuSO4溶液混合并加入木炭粉，充分?jǐn)嚢韬髲闹蟹蛛x出固體并進(jìn)行干燥，利用反應(yīng)所得的Cu（OH）2和木炭粉的混合物加熱至高溫制取銅；還有一些教師利用廢棄激光打印機中的碳粉與氧化銅充分混合后來完成該實驗等，都取得了較好的實驗效果。

六、調(diào)整實驗步驟

有些實驗因為操作不嚴(yán)謹(jǐn)，容易讓學(xué)生誤解。如果對操作程序及實驗步驟進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，就能避免這種問題，使實驗過程更加簡潔、合理。例如，在研究CO2能否與NaOH反應(yīng)的探究實驗中，向通入CO2后的NaOH溶液中滴入澄清的石灰水時有沉淀產(chǎn)生，即可說明溶液中有碳酸鹽存在，表明CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。但是，有學(xué)生對此方案的嚴(yán)密性提出了質(zhì)疑：因為CO2能溶于水，溶解在水中的CO2與澄清的石灰水反應(yīng)也能產(chǎn)生沉淀，因而不能判斷CO2與NaOH能否反應(yīng)。怎么消除CO2溶于水的影響？若將此實驗過程稍做改進(jìn)，即先將通入CO2后的溶液加熱，使溶解的CO2逸出，再滴加澄清的石灰水即可。

七、開發(fā)微型化實驗

微型實驗就是利用小型儀器、裝置和極少量試劑進(jìn)行的一類化學(xué)實驗。同常規(guī)化學(xué)實驗相比，微型化實驗具有儀器簡單、藥品用量少、節(jié)能、污染小、操作安全、現(xiàn)象明顯等優(yōu)點。例如，在做酸堿鹽的性質(zhì)實驗時，利用微型試管或小藥瓶作為反應(yīng)容器都是不錯的選擇。值得注意的是，由于微型化實驗儀器較小，藥品的用量較少，不便于全班學(xué)生同時清晰地觀察實驗現(xiàn)象，因而微型化實驗不適宜在課堂上作演示實驗，主要適用于學(xué)生分組實驗或開展化學(xué)第二課堂教學(xué)活動和家庭小實驗。

八、借助現(xiàn)代化實驗儀器

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟的發(fā)展，各類教學(xué)設(shè)備也不斷更新?lián)Q代，曾經(jīng)夢想的數(shù)字化實驗設(shè)備逐步用于實驗室?，F(xiàn)代化實驗儀器的使用，使實驗操作省時省力、實驗數(shù)據(jù)及時處理、實驗結(jié)果形象直觀、實驗信息充分共享，使實驗教學(xué)活動更具有研究性、更聯(lián)系實際，可以拓寬學(xué)生的能力與視野。例如，做酸堿中和滴定實驗時，可利用pH計傳感器采集數(shù)據(jù)，邊滴定邊采集數(shù)據(jù)，在電腦上獲得實時滴定曲線，讓學(xué)生直觀地感受實驗過程中溶液pH值的變化。

不同的學(xué)校有不同的校情，學(xué)生的學(xué)情也不盡相同，教師應(yīng)根據(jù)實際情況來改進(jìn)化學(xué)實驗。有效的改進(jìn)方案需要教師不斷研究實驗教學(xué)中的問題，時時刻刻做一個有心人，不斷收集各類信息，借鑒別人的成功經(jīng)驗，并將其科學(xué)、合理地遷移到教學(xué)中，如此才能高效地完成化學(xué)實驗教學(xué)。

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（編輯：易繼斌）