高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新研究

【摘要】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要組成部分，但實(shí)際教學(xué)中仍按部就班教材中傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，難免顯得有些陳舊老套，明顯已跟不上現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，在本校實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)與創(chuàng)新是必要舉措。如何進(jìn)行有效的改進(jìn)與創(chuàng)新，提高課堂教學(xué)的實(shí)效性，成為一線化學(xué)教師思考的問(wèn)題?；诖?，本文圍繞著高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新這一論點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、裝置、方法、手段等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)與創(chuàng)新，以期增強(qiáng)化學(xué)教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、實(shí)踐、創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】高中 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容 裝置 方法 手段 改進(jìn) 創(chuàng)新

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）23-0177-02

化學(xué)宗師戴安邦先生說(shuō)過(guò)：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式?！币虼烁愫脤?shí)驗(yàn)教學(xué)，能幫助學(xué)生理解概念、鞏固知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維、解題和創(chuàng)新能力。[1]高中化學(xué)教材（蘇教版）中設(shè)置了大量的實(shí)驗(yàn)，但隨著我們一線教師教學(xué)的不斷深入，逐步感覺(jué)到教材中的部分實(shí)驗(yàn)只有結(jié)合教學(xué)實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)與創(chuàng)新，才能最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用。本文從四個(gè)方面入手，探索如何適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)效性。

一、改驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

為了更好的激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)軇?dòng)性，變被動(dòng)學(xué)為主動(dòng)學(xué)，在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，我注重將一些典型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)。探究實(shí)驗(yàn)不僅能幫助學(xué)生有效獲取基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，更能有效激發(fā)學(xué)生求知欲望和興趣，發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

例如：蘇教版教材P48中金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用【實(shí)驗(yàn)4】鈉與水的反應(yīng)：向一只盛有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞溶液，然后將一小塊（約綠豆粒般大?。┙饘兮c投入小燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。[2]由此得出2Na+2H2O？襒2NaOH+H2↑，但在實(shí)際的課堂教學(xué)過(guò)程中，很多學(xué)生就對(duì)此提出了質(zhì)疑“從組成元素上看，為什么不可能是氧氣呢？”。個(gè)人認(rèn)為要解決此問(wèn)題，方法有二：

（一）利用前面剛學(xué)過(guò)的氧化還原反應(yīng)原理來(lái)解釋：

在反應(yīng)中鈉元素的化合價(jià)升高，同時(shí)要有其他元素的化合價(jià)降低，那只能是H元素了，所以產(chǎn)物是氫氣而不是氧氣。

缺點(diǎn)：純理論，不夠形象直觀。

（二）用實(shí)驗(yàn)證明：

氫氣有可燃性，但氧氣沒(méi)有。但傳統(tǒng)的做法都是利用小試管收集，然后用爆鳴法驗(yàn)證。

缺點(diǎn)：現(xiàn)象不明顯，稍不留神就難以觀察到，難以給學(xué)生感官上的刺激。

就此本人對(duì)此實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn)，具體如下：

儀器：鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、大燒杯、普通漏斗、膠頭滴管（去膠頭）、乳膠管

藥品：金屬鈉、水 、酚酞

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

1.將漏斗和膠頭滴管（去膠頭）用乳膠管連接。

2.讓漏斗中事先充滿水（滴有幾滴酚酞），并用止水夾夾住，按右圖固定好裝置。

3.用鋁箔將金屬鈉包好，并扎上幾個(gè)小洞，然后用鑷子夾住，移到漏斗下端（如右圖所示）。

4.待反應(yīng)結(jié)束后，將止水夾打開，并點(diǎn)燃。

優(yōu)點(diǎn)：

1.具備了原實(shí)驗(yàn)所有的功能與特點(diǎn)。

2.簡(jiǎn)易方便，裝置可重復(fù)操作使用。

3.可操控性強(qiáng)，通過(guò)控制漏斗的下壓力量，可自由控制出氣量，從而控制火焰的高度。

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯且維持時(shí)間長(zhǎng)，給學(xué)生帶來(lái)了視覺(jué)上的沖擊。

5.學(xué)生安全有保障，不用擔(dān)心爆鳴法給學(xué)生帶來(lái)心理上的恐懼。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)達(dá)到的效果：經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，不斷實(shí)踐，課堂氣氛活躍，能夠很好地幫助學(xué)生理解金屬鈉與水的反應(yīng)原理，收效顯著。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、裝置，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力

現(xiàn)行的高中化學(xué)新教材（蘇教版）中，有一些課堂演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不太合理，有的裝置過(guò)于繁瑣、有的現(xiàn)象不明顯，有的耗時(shí)太長(zhǎng)，有的耗材（藥品）太多。因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)的需要，將一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

例如：氯氣的制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，若按教材上所給的方法來(lái)做，所需的藥品、儀器較多，反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，步驟繁瑣，可作如下改進(jìn)：

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

1.Cl2的制取，將分液漏斗改為恒壓式分液漏斗。

2.將制取、除雜、性質(zhì)、收集、尾氣處理多合一。

3.將干燥的紅色布條、濕潤(rùn)的紅色布條塞入導(dǎo)管內(nèi)。

優(yōu)點(diǎn)：

1.具備了原多個(gè)實(shí)驗(yàn)所有的功能與特點(diǎn)。

2.多合一，省去了重復(fù)裝配，一定程度上緩解了內(nèi)容多、課時(shí)緊的矛盾。

3.恒壓式分液漏斗能使?jié)釮Cl順利滴下，確保反應(yīng)能順利進(jìn)行。

4.將干燥的紅色布條、濕潤(rùn)的紅色布條塞入導(dǎo)管內(nèi)，由于單位時(shí)間內(nèi)接觸Cl2更多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更快更明顯。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)達(dá)到的效果：改進(jìn)后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)器材的組合使得實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單化并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣科學(xué)，省時(shí)、一舉多得，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，提高創(chuàng)新能力

在高中化學(xué)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，常常遇到一些難以解釋的問(wèn)題，此時(shí)就要利用實(shí)驗(yàn)來(lái)解決問(wèn)題。

例如：活潑金屬可以置換出不活潑性金屬這是學(xué)生耳熟能詳?shù)幕疽?guī)律。但在平時(shí)的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，卻經(jīng)常見(jiàn)到金屬鈉無(wú)法將銅從硫酸銅溶液中置換出來(lái)，為什么呢？金屬鈉怎樣才能置換出銅？如何驗(yàn)證？這諸多問(wèn)題困擾著不少一線化學(xué)教師，如果單純地叫學(xué)生記住結(jié)論，難免少了說(shuō)服力。個(gè)人認(rèn)為要解決此問(wèn)題，方法有二：

第一種方法：鈉與銅鹽在熔融狀態(tài)下反應(yīng)，但本法操作起來(lái)比較繁瑣，需要有保護(hù)氣，防止鈉與空氣接觸被氧化，經(jīng)多次實(shí)踐，成功率并不高。

第二種方法：經(jīng)查閱大量相關(guān)的資料、文獻(xiàn)和實(shí)踐，找到一種安全且易操作的實(shí)驗(yàn)方法，即用鈉與氯化銅的乙酸乙酯溶液反應(yīng)（氯化銅可溶于乙酸乙酯）。

實(shí)驗(yàn)操步驟：

1.取適量乙酸乙酯于試管中，加入氯化銅固體攪拌至不再溶解為止，即配成飽和溶液。

2.將金屬鈉切成鈉片（增大接觸面），并置于表面皿上。

3.用膠頭滴管吸取已配好的飽和氯化銅的乙酸乙酯溶液滴在鈉表面上。

優(yōu)點(diǎn)：

1.反應(yīng)快，鈉表面很快有（紫）紅色銅出現(xiàn)，現(xiàn)象明顯。

2.操作簡(jiǎn)單、相對(duì)安全。

四、運(yùn)用多媒體教學(xué)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)手段

常言說(shuō)，工欲善其事，必先利其器。運(yùn)用多媒體教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)改革的必然措施，多媒體模擬演示形象生動(dòng)，可以把靜物轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)，把微觀問(wèn)題宏觀化，把抽象問(wèn)題現(xiàn)象化，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)事物的理性認(rèn)識(shí)，使“教”與“學(xué)”變得易于開展。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及到的內(nèi)容和領(lǐng)域較廣，一些實(shí)驗(yàn)受場(chǎng)地、設(shè)施器材、條件、操作水平等限制，無(wú)法開展。針對(duì)此類實(shí)驗(yàn)，教師就可以借助數(shù)字化多媒體教學(xué)設(shè)備將實(shí)驗(yàn)錄像或模擬視頻投射到大屏幕上，并且可以利用多媒體實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象慢動(dòng)作回放，讓學(xué)生觀察更清楚，不但提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新要在高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，結(jié)合學(xué)校的教學(xué)實(shí)際，對(duì)教材中所涉及的部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)、優(yōu)化與創(chuàng)新。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新角度遠(yuǎn)不止這些，探索永無(wú)止境，各種現(xiàn)代化媒體與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合也為實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新提供了更廣闊的領(lǐng)域。讓我們勤于探索、勇于開拓，使高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加完美。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫奇文.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新研究[J].化學(xué)教育，2016，05，67-72

[2]王祖浩.《化學(xué)1（必修）》，江蘇教育出版社，2015版

作者簡(jiǎn)介：

林希強(qiáng)（1980.5-），男，中學(xué)化學(xué)一級(jí)教師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：化學(xué)教育。