新課標下中學化學實驗教學淺析

摘 要：化學實驗為學生提供了問題情境，學生在自我思考、相互討論、教師引導下逐步解決一系列問題，從而獲得“真知”并由此激發研究的興趣。所以在中學化學教學中，重視化學實驗的教學功能，已逐漸成為廣大化學教師的共識，但在化學實驗教學的實際操作中，還存在著一些不盡人意的地方，因此，有必要對實驗方案設計進行探究。

關鍵詞：新課標；實驗；自主探究

眾所周知，實驗是開展化學教學的“法寶”。特別是在中學階段，學生們學習化學仍舊以感性內容為主，而實驗則可以給學生提供近距離觀察的機會。實驗教學更是學生探究知識、驗證原理、提高實踐能力的重要途徑。筆者從事化學教學工作多年，再就化學實驗設計的要求、基本思路、解題方法、方案評價等方面談談自己的一些看法。

一、 化學實驗設計的基本要求

（一） 科學性

所謂科學性是指實驗原理、實驗操作程序和方法必須正確。

（二） 安全性

實驗設計時應盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。

（三） 可行性

實驗設計應切實可行，所選用的化學藥品、儀器、設備和方法等在中學現有的實驗條件下能夠得到滿足。

（四） 簡約性

實驗設計應盡可能簡單易行，應采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內完成實驗。

（五） 經濟性

在能達到實驗目的的前提下盡量選用常見、容易得到的、低價格的儀器和藥品。

二、 化學實驗方案設計的基本思路

（一） 明確目的原理

首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。

（二） 選擇儀器藥品

根據實驗的目的和原理以及反應物和生成物的性質、反應條件，如反應物和生成物的狀態、能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。

（三） 設計裝置步驟

根據上述實驗目的和原理，以及所選用的實驗儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟，學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力，實驗步驟應完整而又簡明。

（四） 記錄現象數據

認真觀察實驗現象，全面準確地記錄實驗過程中的現象和數據。

（五） 分析得出結論

根據實驗中觀察到的現象和記錄的數據，通過分析、計算、圖表、推理，得出正確的結論。

三、 實驗方案設計的解題方法

（一） 中學化學常見氣體制備的三種基本裝置

1. 固—固加熱制氣裝置：制O2、NH3、CH4等。2. 固—液常溫制氣裝置：制H2、CO2、H2S、C2H2等。3. 固—液加熱制氣裝置：制Cl2、HCl、SO2、NO等。

根據反應物的狀態以及反應條件是否需要加熱來選擇制氣裝置，把氣體制備的化學反應與氣體制備的裝置相聯系，有利于提高實驗設計能力。

（二） 藥品選擇的知識

1. 檢驗水蒸氣的有無用無水硫酸銅粉末，除去氣體中的水蒸氣常用濃硫酸，也可用硫酸銅粉末，有時也用堿石灰或氯化鈣。2. 檢驗二氧化碳氣體用澄清石灰水，除去二氧化碳氣體常用氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳中的氯化氫常用飽和碳酸氫鈉溶液。3. 檢驗氯化氫氣體用硝酸銀溶液，除氯化氫氣體可用硝酸銀溶液，也可用堿溶液或水。4. 檢驗一氧化碳和氫氣的混合物，因為它們的性質非常類似，需要灼熱的氧化銅把它們轉化為水和二氧化碳，通過生成物加以驗證。

（三） 儀器連接的順序

1. 所用儀器是否恰當，所給儀器是全用還是選用。2. 儀器是否齊全。例如，制有毒氣體及涉及有毒氣體的實驗是否有尾氣吸收裝置。3. 安裝順序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，從左到右”；氣體凈化裝置中應先經過水溶液洗氣，后干燥。4. 儀器連接順序是否正確。例如：洗氣時“進氣管長，出氣管短”；干燥管除雜質時“大進小出”等。

四、 化學實驗方案設計

注意事項：

1. 藥品和裝置是部分給出或剛好還是有多余。若藥品和裝置只部分給出，則應需要作必要的補充，若有多余，則應進行篩選和淘汰。

2. 題設條件有無特殊要求。

3. 實驗過程中的隱蔽性操作。如某些必要的干燥除雜、冷凝等，這些都是實驗中必不可少的，但容易被忽略。

4. 藥品的規格。有些題目要求指出藥品的名稱，這類問題學生最難答準確，如一些藥品的準確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸等。

5. 會畫簡單的實驗裝置。

6. 設計實驗時還要考慮因素：

（1）凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸；（2）進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸（如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃先驗純等）；（3）防氧化（如H2還原CuO后要“先滅燈后斷氫”，白磷切割宜在水中進行等）；（4）防吸水（如實驗、取用、制取易吸水、潮解的物質，須采取必要措施，以保證達到實驗目的）。

五、 化學實驗設計方案的評價

分析這類題目首先要明確所設計的題目目的是什么，從實驗目的角度評價實驗設計的可行性，也就是判斷這個實驗設計“行”，還是“不行”。例如設計實驗室制備二氧化碳的反應：用大理石與稀鹽酸反應就可行，而用碳單質燃燒的反應就不可行（這是因為無法選擇在某裝置中反應一定產生二氧化碳一種氣體，且能分離出來）。一般能達到同一實驗目的的設計方案有多種，每種方案均可行。這類題目要求我們判斷哪個實驗設計得“好”或“最好”。判斷實驗設計優劣的原則有哪些呢？

選擇較好的實驗方案要考慮的原則有：

1. 選擇的實驗裝置、步驟應盡量簡單。

2. 選擇的實驗與反應過程一定盡量安全。

3. 選擇的反應有利于節約藥品。

4. 選擇的反應有利于環境保護。

5. 選擇的反應過程節約能源。

6. 最好選擇容易控制速率的反應。

7. 選擇的反應現象要明顯。

總之，實驗是中學階段培養學生化學思維能力的實踐能力的重要途徑。作為一名高中化學教師，我們要以新課標為指導，指導學生在掌握化學實驗知識的前提下通過實驗幫助構建化學知識體系，讓實驗教學真正成為學生了解化學奧秘、了解化學原理的樂園。

參考文獻：

[1]饒琴，吳鑫德.中學化學探究性實驗教學的有效性初探[J].教育教學論壇，2012（43）.

作者簡介：

王雷，河北省廊坊市，永清縣第一中學。