高中化學實驗創新教學研究

張 盛

(江蘇省海門中學 226100)

化學是一門以實驗為主的自然學科，在高中化學教學中，化學實驗既是重要的教學組成部分，也是重要的教學輔助手段.在教學實踐中不難發現，部分實驗在操作過程中往往會由“做實驗”變成“看實驗”和“背實驗”，還有些不利于在課堂上進行實驗操作.這樣的情形下，不僅不利于學生動手操作能力和探究能力的提升，更不符合高中化學新課程標準的要求，對高中化學實驗進行創新教學，根據教學實踐積極改進實驗裝置，是每一位高中化學教師需要具備的專業素質.

一、高中化學實驗創新教學原則

1.科學性原則

教師在高中化學實驗教學中進行實驗創新改進時，首先要遵循科學性原則，實驗原理和操作程序必須符合科學依據.例如，有些實驗操作對藥品的使用量有明確的比例規定，在改變藥品配比的實驗創新的時候，教師要通過對多組實驗進行數據對比，最終確定科學合理的實驗藥品數量.例如，在利用雙氧水制備氧氣的時候，雙氧水的濃度和使用催化劑的種類直接影響著實驗的現象、用時，這就要求教師根據教學需要靈活把握.

2.安全性原則

安全性是化學實驗操作的重要前提，要保證在化學實驗操作中教師和學生的人身安全，絕對不允許任何對師生造成傷害的事情發生.教師在對實驗進行創新教學時，要避免出現危險性操作.例如，在乙醇的氧化實驗教學中，有些教師可能會考慮使用酒精燈直接加熱試管，這樣的操作中不確定因素較多，具有一定的危險性.因此，教師在進行實驗創新教學時，要避免對有機物進行明火直接加熱.

3.簡約性原則

多數的化學實驗教學是在教室中進行的，尤其是演示實驗，均是教師帶著實驗器材在教室操作，這就要求教師在進行化學實驗創新教學中要遵循簡約性原則，設計的實驗裝置要便與攜帶.例如，在檢驗氯氣的性質部分的實驗中，多是教師攜帶多瓶氯氣，直接在教室進行檢驗，這樣攜帶起來非常不方便.為了能夠解決這一問題，可以進行創新設計，將氯氣的產生和檢驗放到同一個密閉的容器中進行，這樣既便于操作，也便與攜帶.

4.直觀性原則

化學實驗的一個重要作用就是讓學生直觀的觀察實驗現象，總結實驗規律，因此，直觀性原則是化學創新教學的重要目標.很多傳統的化學實驗按照教材的設計，學生很難觀察到明顯的實驗現象，教師就需要通過實驗創新將不容易觀察到的實驗現象能夠明顯的展現出來.例如，在焰色反應的實驗中，教材上設計的實驗呈現的實驗現象就不容易呈現，教師通過小型噴霧器來進行實驗創新，能夠讓學生更加明確的觀察到實驗現象.

5.綠色性原則

綠色性原則是進行實驗創新教學中的一個要求，要求進行的實驗創新教學不能夠威脅到師生的健康，也不能夠污染大氣，這是很多時候進行實驗創新的一個重要因素.例如，在二氧化硫的性質檢驗實驗中，二氧化硫會刺激人的呼吸道，危害人的健康，就需要教師在實驗創新教學中能夠合理設計實驗，有效避免這一情況發生.

二、高中化學實驗創新教學案例分析

1.銅與硝酸反應實驗創新

銅與硝酸反應是高中化學的一個重要演示實驗，其目的是通過演示實驗來讓學生直觀的了解硝酸的氧化性，從而加深學生的印象.在教材中這樣來設計銅與硝酸的反應實驗存在一定的不當之處，實驗中將銅片、濃硝酸和蒸餾水放在試管中進行反應，由于硝酸被稀釋過，導致稀硝酸與銅片的反應現象不明顯.另外，學生觀察到實驗現象后，也無法立即停止實驗，只能夠等到銅片與硝酸完全反應完后才能停止，具有很強的不可控性.這些都會導致寶貴的課堂教學時間流失，不利于高中化學實驗課堂教學的有效開展.

2.氯氣的制備及其性質檢驗實驗創新

氯氣的制備及性質實驗是高中化學實驗的重要組成部分，通過該實驗，學生能夠更加清晰地了解氯氣的實驗室制取方法和原理，加深對氯氣性質的理解.但是在實際的實驗教學中不難發現，氯氣的制取非常不好控制，往往制取的量較大，會造成一定程度的大氣污染.另外，整套實驗裝置組裝較為繁瑣，不便于攜帶，且多次的拆裝組合會導致實驗裝置氣密性不足.為此，可以這樣來進行實驗創新教學：

實驗裝置如圖所示，在氯氣的制取實驗中，將包有KClO3的脫脂棉放入注射器中，并將注射器活塞推到最底端.然后從針頭處吸入濃鹽酸，使其浸透脫脂棉，然后就會看到有黃綠色的氯氣產生.此時，要迅速將針頭插入橡膠塞中，氯氣會慢慢充盈整個注射器，等到注射器活塞不再向上運動后，氯氣制備完成.在驗證氯氣性質的實驗中，截取一段透明的硅膠管，在硅膠管的中間位置處，然后在試管中放入濕潤的碘化鉀試紙、濕潤的pH試紙和濕潤的品紅試紙，在飽和氯化鈉的另一側放入浸有氯化鈣的脫脂棉和干燥的品紅試紙，并用浸有NaOH溶液的脫脂棉塞住硅膠管的兩個端口，防止氯氣外溢污染大氣.

將注射器從橡膠塞上拔出，插入硅膠管中間部位的飽和氯化鈉脫脂棉上，推動注射器將氯氣注入硅膠管中，隨著氯氣的注入，脫脂棉逐漸呈現黃綠色.隨著氯氣的增加，濕潤的碘化鉀試紙逐漸變藍色，之后開始褪色，證明了氯氣的氧化性.pH試紙能夠變紅色則說明了氯氣呈酸性，濕潤的品紅試紙褪色，而干燥的品紅試紙沒有變化，這就說明了氯氣的漂白性及其原理.

3.碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應的對比實驗創新

目前現行的教材中已經不再設計碳酸鈉與碳酸氫鈉與鹽酸反應的對比實驗，有的版本教材僅僅是設計了碳酸鈉溶液與濃鹽酸的反應試驗，這樣的實驗設計 并不能夠很好的說明碳酸鈉溶液與鹽酸發生的分步反應問題.正因如此，很多學生會在該部分的學習中存在困惑，他們認為以前學過“鹽和酸反應生成新鹽和新酸”，那么向碳酸鈉中加入鹽酸會產生氯化鈉和二氧化碳.為了幫助學生認識碳酸鈉溶液與鹽酸的分步反應，很多教師不得不選擇通過實驗來向學生直觀的展示這一過程，但是實驗效果并不理想.主要存在以下問題：教師在向碳酸銨溶液中滴加鹽酸至過量的過程中，溶液中開始會出現微量的小氣泡，隨后氣泡逐漸增多，這個過程中的實驗現象并不很直觀，不便于學生的觀察，也不能夠通過實驗現象來判定實驗過程是否產生了碳酸氫鈉，教師只能夠生硬的套上反應原理理論.

通過對碳酸鈉(碳酸氫鈉)與鹽酸反應實驗的創新，不僅能夠讓學生看到碳酸鈉與鹽酸的分步反應，還能夠和碳酸氫鈉與鹽酸的反應進行對比，實驗現象更加明顯.具體實驗操作如下所示：(整個裝置的設置采用了恒壓設計，不會因為氣體的產生影響分液漏斗里邊試劑的滴入).

化學實驗作為高中化學教學的重要組成部分，部分實驗在設計上可能不是教學需求，這就需要化學教師，能夠利用自己的專業知識去進行實驗創新教學，進而提升自身的化學教學能力.