化學課堂教學中實驗教學的創新

河北省唐山市樂亭縣第二中學 張若瑩

演示實驗是化學教學中的重要組成部分，對“化學實驗改進創新”的研究學習，我深深地體會到實驗的改進創新可以很好地使教師自身的化學素養得到提升，充分掌握不同類型化學實驗的基本原理，能提高教師自身的實驗操作能力。教師若能深入地理解教材中演示實驗設計的意圖，再大膽地創設有趣的教學情境，就能很好地激發學生去主動學習，開拓學生的化學思維，培養學生科學地學習化學。

教材上實驗的改進與創新到底應該從哪些方面進行呢？結合多年的教學實踐，我認為可以從以下幾方面進行。

一、演示實驗的改進與創新向微型化發展

演示實驗是教師在教室對全體學生做的，而不少實驗都使用或會產生有毒有害的物質，若化學試劑劑量用得大，必將對教室環境造成污染，且損害師生健康。若將演示實驗微型化，分組實驗近距離觀察，效果明顯，且減少了試劑用量，減少了有毒有害物質的使用和產生。

案例1：關于濃硫酸的脫水性實驗改進

教材上濃硫酸的脫水性實驗步驟為：在小燒杯里加入約20g 蔗糖，用膠頭滴管往里加幾滴水，迅速攪拌；然后繼續滴入大約15ml 質量分數為98%的濃硫酸，充分攪拌。這樣實驗蔗糖和濃硫酸的用量較多，且在炭化反應過程中，氧化反應生成二氧化碳與二氧化硫等氣體直接排放，對教室內的空氣會造成一定程度的污染。

改進：在一大試管放大約2g 的蔗糖，然后注入約5mL 的濃硫酸，迅速地用玻璃棒攪拌，塞緊帶有導管的橡皮塞，把導管的另一端伸入品紅溶液，觀察現象。這樣改進所使用的實驗物品數量減少了，蔗糖的質量從20g 降到2g，濃硫酸的體積也從15ml 降到5ml，實驗器材也把小燒杯改為了大試管。

改進后的實驗大大降低了實驗用品的數量，符合節約的原則，減少了有毒氣體的產生，也向學生滲透了綠色化學的理念，同時對培養學生在化學實驗中的環保意識具有極大的意義。

二、演示實驗的改進與創新向生活化發展

絢麗多彩的生活離不開化學，所以化學實驗的改進與創新應該向生活化方向發展，能讓學生更好地體會到化學與生活密切聯系，而且趣味性強，能極大地提高學生學習化學的興趣。

案例2：原電池原理的實驗改進

準備的實驗材料有：（1）銅為生活中廢舊插座銅片（也可用硬幣）；（2）鋅為鍍鋅的螺絲釘（也可以使用其他較活躍的金屬，如鋁片）；（3）幾根導線，最好導線上帶有夾子（用于夾住銅片和螺絲釘）；（4）西紅柿；（5）低電壓驅動的發光二極管（LED）（可從廢舊充電器上拆卸得到）或可找音樂賀卡的發聲裝置。接通之后，發光二極管會發光或發聲裝置會播放音樂。

改進后的原料取材于日常生活，趣味性很強，能很好地激發學生的學習興趣，發光或音樂的使用，原理更清晰，使原電池原理效果更好。

三、演示實驗的改進與創新向綠色化發展

綠色化學是時代發展的主題。所以化學演示實驗有必要向綠色環保方向改進與創新，既可引導學生樹立環保的責任感，又可以培養學生在日常生活中養成環保習慣。

案例3：用銅和稀硝酸制取NO的實驗

化學方程式為：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO ↑+4H2O

存在的問題：當兩者反應之后，會生成無色的NO 氣體，它易被氧氣氧化成紅棕色的NO2氣體，在實驗中就很難分辨出反應中到底是產生了哪種氣體，且若發生氣體泄漏，還會污染環境。

改進方法：將碎銅片放入注射器中，用注射器吸水并將水排干凈，目的是保證排凈裝置中的空氣；用注射器吸取一定量的稀硝酸溶液，把注射器上的針頭迅速插進膠塞中，確保其隔絕空氣，然后將注射器倒放，詳細記錄所用稀硝酸的體積。觀察注射器內的變化情況，反應一定時間后，將無色氣體擠入一個裝有空氣的密閉小瓶里，繼續觀察小瓶氣體顏色是否會發生變化。用注射器吸取少量濃氫氧化鈉溶液注入這個小瓶中，并慢慢地搖動小瓶，觀察實驗現象。

改進后的實驗是微型的在缺氧條件下進行，揭開了NO 氣體的“廬山真面目”，同時本實驗較好地控制了NO 污染，沒有把有毒的NO 排放到大氣中。這樣改進后，操作簡便，試劑用量少，現象明顯，全封閉，無污染。

四、演示實驗的改進與創新向有趣化發展

演示實驗是教師一人面向全體學生所做的示范性實驗，操作簡單，時間較短，但實驗現象不太明顯，所以學生常覺得實驗枯燥。若把演示實驗向趣味化方向發展效果會更好。

案例4：NH4Cl 晶體與Ba(OH)2·8H2O 的吸熱反應

改進：各組準備一個干燥的小礦泉水瓶，瓶蓋分別扎上兩個小孔，加入大約20g 的氯化銨晶體，接著加入約20g 的氫氧化鋇晶體。瓶口套一個小氣球，用力上下搖動，使兩者充分混合，觀察氣球體積的變化。學生搖動瓶的過程，就能直接真切地感受到反應前后溫度的明顯變化，氣球不斷脹大，說明產生了氣體。實驗現象特別直觀，學生親身體會到化學的奧秘，能激發學生學化學的興趣。該創新實驗比教材實驗效果好得多，克服了教材實驗現象不明顯、不容易攪拌的缺點。

五、演示實驗的改進與創新向高效化發展

演示實驗的改進應該向著實驗操作更簡單、現象更明顯、成功率更高、演示時間更短等的方向發展。

案例5：電解氯化銅溶液的改進與創新

實驗用品：啟普發生器、底部打2mm 左右小孔的試管、直流電源、碳棒、橡皮塞、導線

實驗藥品：稀氫氧化鈉溶液、稀氯化銅溶液、淀粉碘化鉀試紙

實驗步驟及現象：

1.將帶有碳棒的橡皮塞塞進啟普發生器的側面出口，從啟普發生器內注入氯化銅溶液使液面剛好接觸碳棒為止。

2.從試管的底部小孔加入氯化銅溶液，趕盡裝置中空氣，把試管放啟普發生器里。把儀器組裝好，為縮短兩極距離，使試管的底部輕靠在陰極碳棒上。

3. 接通直流電源，可觀察到陽極有淺綠色氣泡產生，試管內的液體逐漸被排出來。浸入溶液部分的陰極碳棒表面析出了薄層紫紅色的物質。

4.當陽極試管中的液面下降到略低于碳棒時，電解就可以自動停止，便看到陽極試管中有黃綠色的氣體產生。取出啟普發生器中的小試管，引導學生仔細觀察，在外界大氣壓的作用下，試管中殘存的液體不會滴下來，收集的氣體也不會逸散到空氣中。

5.用小試管收集氣體，用手指堵住試管靠近濕潤的淀粉碘化鉀試紙，松開手指，濕潤的淀粉碘化鉀試紙立即變成深藍色，可證明氣體為氯氣。

創新設計后的優點：

1.比較巧妙地利用了啟普發生器的結構特點。

2.改裝后的裝置拓寬了儀器的使用范圍，裝置穩定且美觀，不需要夾持儀器，操作更簡單，學生能更好地觀察實驗現象。

3.縮短了兩電極之間的距離，可在很短的時間內完成實驗，實驗成功率極高。

4.實驗是在封閉環境中完成，收集的氯氣在試管觀察完成后，馬上放入裝有氫氧化鈉溶液的小燒杯中，能保證氯氣沒有泄漏到空氣，充分體現了綠色化學的教學理念。

六、演示實驗的改進與創新向一體化發展

通過對教材實驗裝置的改進，設計出一套能集展示反應現象、安全可靠、操作方便為一體的創新實驗裝置。

案例6：鈉與水反應的實驗

實驗原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

實驗儀器：圓底燒瓶（250ml）、分液漏斗、雙孔塞、玻璃導管、橡膠管、尖管、酒精燈、彈簧夾、鐵架臺（帶鐵圈和夾子）、燒杯

實驗藥品：金屬鈉、煤油、蒸餾水、酚酞試液

實驗步驟：（1）進行裝置氣密性的檢驗。（2）向燒瓶中加入煤油，約加到燒瓶頸部，然后放入一塊約綠豆粒大小鈉，然后把橡膠塞塞緊。（3）打開分液漏斗上旋塞和彈簧夾，從分液漏斗向燒杯中迅速加入滴有酚酞的蒸餾水，控制液面到達燒瓶橡膠塞處，把瓶內空氣充分排出，然后關閉彈簧夾。（4）讓學生觀察實驗的現象，鈉和水反應迅速“熔”成銀白色的光亮小球，并有大量的氣泡產生，在氣體泡的推動下，金屬鈉在煤油和水的界面上下“跳”動，同時也可以看到水溶液逐漸變成紅色。隨著反應的快速進行，產成的氣泡逐漸變多。液體流回到分液漏斗中，燒瓶內液面逐漸下降，直到圓底燒瓶頸部以下，煤油層液面漸漸變薄，鈉和水接觸的時間變長，兩者發生劇烈的反應。（5）把分液漏斗旋塞關閉，然后打開彈簧夾，收集一小試管氣體并驗氣體的純度。因為反應前，燒瓶內空氣已經被排干凈，檢驗純度的操作也可以省去。點燃尖嘴管處的氣體，若火焰呈淡藍色，在火焰上方罩的干冷的小燒杯內壁上有液滴生成，說明收集的氣體為氫氣。

創新后的優點：現象明顯，便于觀察；容器封閉，安全可靠；收集的氣體純凈，放心點燃；裝置簡單，操作方便。

總之，化學演示實驗改進與創新有很多地方可探討，需要智慧的化學教師引導學生記錄和總結在演示實驗中遇到的各種問題，經常思考交流，這樣教學中必將收到意想不到的效果。