合理改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 提高學(xué)生探究素養(yǎng)

雷翠云

【摘 要】實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)束搏了教師的教和學(xué)生的學(xué)。加強(qiáng)和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)成了新課改的一個(gè)重要內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)管理方法等幾方面的改進(jìn)，以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

【關(guān)鍵詞】裝置改進(jìn)；實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化；實(shí)驗(yàn)室開放；實(shí)驗(yàn)探究

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生提供豐富的感性材料，它不僅可以使課堂教學(xué)生動(dòng)活潑，極大的調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，更可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)創(chuàng)新的欲望。為了更好的發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)觀察能力和探究能力等方面的作用，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)是十分有效的舉措。該如何進(jìn)行改進(jìn)呢？我主要有以下幾條思路。

一、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)裝置 激發(fā)學(xué)生探究激情

演示實(shí)驗(yàn)不僅是為了驗(yàn)證教材中某一性質(zhì)或相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，更是教師向?qū)W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(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也要體現(xiàn)科學(xué)性、直觀性、簡(jiǎn)約性、安全性、環(huán)保性和創(chuàng)新性等特點(diǎn)?，F(xiàn)行教材中的一些實(shí)驗(yàn)裝置影響了實(shí)驗(yàn)效果，改進(jìn)是必然。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，可培養(yǎng)學(xué)生積極思考的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生探究的激情，也使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更生動(dòng)，更具體，更形象。例：“鋁熱反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) ，在教材中用點(diǎn)燃木條——鎂條——氯酸鉀引燃，反應(yīng)啟動(dòng)較慢，實(shí)驗(yàn)效果較不理想，成功率低，改進(jìn)后的效果很好。改進(jìn)裝置及操作過(guò)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(yī)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(wú)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(tái)，簡(jiǎn)化了裝置。用水槽代替蒸發(fā)皿，減少了儀器損壞（2）操作簡(jiǎn)單，引燃劑中強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀、濃硫酸混和時(shí)易氧化生成氧化能力更強(qiáng)的七氧化二錳2KMnO4+H2SO4（濃）=K2SO4+Mn2O7+H2O，當(dāng)Mn2O7接觸酒精后，立刻放出大量的熱使酒精達(dá)到著火點(diǎn)而自然，產(chǎn)生高溫引起鋁熱劑劇烈反應(yīng)，反應(yīng)溫度高至3000C。實(shí)驗(yàn)反應(yīng)啟動(dòng)快，成功率可達(dá)100%。（3）改良后的實(shí)驗(yàn)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(yàn)證。

二、綠色實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 提升環(huán)保意識(shí)

綠色化學(xué)的口號(hào)最早產(chǎn)生于化學(xué)工業(yè)非常發(fā)達(dá)的美國(guó)。隨著科學(xué)的發(fā)展，環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，綠色化學(xué)成了化學(xué)教學(xué)的追求之一。近二十年來(lái)教材也不斷更新，毒害品、危險(xiǎn)品在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中越來(lái)越少使用，危險(xiǎn)、有毒實(shí)驗(yàn)大部分進(jìn)行了改換。盡管如此，教材還存在少許實(shí)驗(yàn)會(huì)污染環(huán)境、傷害健康，我們有必要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)安全、簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)效果更好。如“硝酸與銅的反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如圖2：改進(jìn)操作過(guò)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(dòng)；125cm三角燒瓶塞上配有裝有NaOH溶液的分液漏斗和彎導(dǎo)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(yīng)時(shí)只需提起銅絲。改良分析：（1）裝置科學(xué)，現(xiàn)象明顯，保密性能好，環(huán)保。（2）銅片變螺旋銅線，增加了幾倍反應(yīng)面積，反應(yīng)速度加快。且可隨時(shí)控制實(shí)驗(yàn)是否繼續(xù)進(jìn)行。（3）銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是非成鹽氧化物，不能直接被NaOH溶液吸收，無(wú)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(xiàn)象明顯。（4）銅與稀、濃硝酸反應(yīng)結(jié)束，打開分液漏斗，通入NaOH，防止了NO2氣體污染環(huán)境。

三、優(yōu)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案 提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

《普通高?；瘜W(xué)科統(tǒng)一考試大綱》中提到：要培養(yǎng)具有能設(shè)計(jì)解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的探究方案，能對(duì)探究方案、探究過(guò)程、探究結(jié)論等進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，能準(zhǔn)確的表述探究結(jié)果，并解決相關(guān)問(wèn)題的能力的學(xué)生。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)就是培養(yǎng)這種能力的搖籃。在實(shí)驗(yàn)中，因受許多因素影響，如藥品純度、滴加順序、用量、濃度等，實(shí)驗(yàn)很可能有許多“生成”，正是結(jié)果的這種多樣性，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了更多的探究機(jī)會(huì)。以有機(jī)化學(xué)中醛的鑒別實(shí)驗(yàn)“銀鏡反應(yīng)”為例，“銀鏡反應(yīng)”是檢驗(yàn)醛基的重要反應(yīng)，但教材中只粗略的描述了實(shí)驗(yàn)條件，在演示和分組實(shí)驗(yàn)中，常遇到一些問(wèn)題，如鏡面成斑點(diǎn)、發(fā)暗或只生成黑色沉淀等，因此，經(jīng)授課教師同意我把本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成“影響反應(yīng)的因素”進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)“意外”培養(yǎng)學(xué)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(guān)鍵，鍛煉學(xué)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(guò)量？b溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響？

（3）探究準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)原理CH3CHO+2[Ag（NH3）2]OH=== CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O

實(shí)驗(yàn)儀器藥品、試管、燒杯、膠頭滴管、乙醛、2%氨水、2%AgNO3、

（4）探究過(guò)程；探究記錄：

（5）探究分析：a因乙醛溶液出廠時(shí)帶酸性，滴加到上述銀氨溶液后，反應(yīng)液顯酸性，而銀離子和硝酸根離子均有較強(qiáng)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(qiáng)，此時(shí)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(yīng)必須在堿性溶液里進(jìn)行，增加NH3.H2O溶液的濃度或增加滴加2%NH3.H2O溶液的量，適當(dāng)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(qiáng)越好，氨水太過(guò)量，Ag+會(huì)被過(guò)度的絡(luò)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(chǎn)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(yīng)速度變大，反應(yīng)過(guò)快，還原出來(lái)的銀呈疏松顆粒狀折出，較難附在試管壁上，易產(chǎn)生黑色沉淀；水浴溫度過(guò)低，成鏡慢，形成的銀鏡質(zhì)量差。

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)證明，水浴溫度60°C-70°C，銀氨溶液的PH值在PH8-9之間時(shí)才能快速形成均勻、薄亮的銀鏡。

四、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)趣味性、生活性 開拓學(xué)生探究視野

生活中的化學(xué)是五彩繽紛的，化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)知識(shí)性強(qiáng)但趣味性不夠，如果將生活中的化學(xué)知識(shí)以實(shí)驗(yàn)的形式引入課堂，將會(huì)引起學(xué)生極大關(guān)注和學(xué)習(xí)熱情。如從如何檢驗(yàn)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(yīng)的實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行探究。

五、改變實(shí)驗(yàn)管理模式 建立實(shí)驗(yàn)探究基地

封閉式管理一直是中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理風(fēng)格。近幾年中考、高考實(shí)驗(yàn)試題源于教材中的實(shí)驗(yàn)或由典型實(shí)驗(yàn)改裝和創(chuàng)新而來(lái)，為了提高學(xué)生探究能力及配合畢業(yè)班的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，將實(shí)驗(yàn)室封閉式管理改革為開放式管理。在實(shí)驗(yàn)教室按分類準(zhǔn)備了成套的典型實(shí)驗(yàn)裝置、零散的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、氣體制取類、離子鑒定類、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)類等，并把中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)制成實(shí)驗(yàn)課件也放入其中，對(duì)畢業(yè)班等學(xué)生實(shí)行課后開放、指導(dǎo)，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作考試和實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)探究提供了方便，更為化學(xué)興趣者提供了很好的探究場(chǎng)所。

總之，隨著新課改的不斷深入，實(shí)驗(yàn)要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為視點(diǎn)，要善于挖掘?qū)嶒?yàn)中的訣竅，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究能力培養(yǎng)之間的關(guān)系，配合授課教師靈活的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，創(chuàng)造必要的實(shí)驗(yàn)條件和情景，時(shí)時(shí)注意激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣和激情，使學(xué)生探究能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)之中。

（作者單位：福建省三明市寧化縣第六中學(xué)）