高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)研究

張 盛

(江蘇省海門(mén)中學(xué) 226100)

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的自然學(xué)科，在高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是重要的教學(xué)組成部分，也是重要的教學(xué)輔助手段.在教學(xué)實(shí)踐中不難發(fā)現(xiàn)，部分實(shí)驗(yàn)在操作過(guò)程中往往會(huì)由“做實(shí)驗(yàn)”變成“看實(shí)驗(yàn)”和“背實(shí)驗(yàn)”，還有些不利于在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.這樣的情形下，不僅不利于學(xué)生動(dòng)手操作能力和探究能力的提升，更不符合高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，是每一位高中化學(xué)教師需要具備的專業(yè)素質(zhì).

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)原則

1.科學(xué)性原則

教師在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)時(shí)，首先要遵循科學(xué)性原則，實(shí)驗(yàn)原理和操作程序必須符合科學(xué)依據(jù).例如，有些實(shí)驗(yàn)操作對(duì)藥品的使用量有明確的比例規(guī)定，在改變藥品配比的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的時(shí)候，教師要通過(guò)對(duì)多組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，最終確定科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)藥品數(shù)量.例如，在利用雙氧水制備氧氣的時(shí)候，雙氧水的濃度和使用催化劑的種類直接影響著實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、用時(shí)，這就要求教師根據(jù)教學(xué)需要靈活把握.

2.安全性原則

安全性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的重要前提，要保證在化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中教師和學(xué)生的人身安全，絕對(duì)不允許任何對(duì)師生造成傷害的事情發(fā)生.教師在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)時(shí)，要避免出現(xiàn)危險(xiǎn)性操作.例如，在乙醇的氧化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些教師可能會(huì)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(xiǎn)性.因此，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)時(shí)，要避免對(duì)有機(jī)物進(jìn)行明火直接加熱.

3.簡(jiǎn)約性原則

多數(shù)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在教室中進(jìn)行的，尤其是演示實(shí)驗(yàn)，均是教師帶著實(shí)驗(yàn)器材在教室操作，這就要求教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)中要遵循簡(jiǎn)約性原則，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置要便與攜帶.例如，在檢驗(yàn)氯氣的性質(zhì)部分的實(shí)驗(yàn)中，多是教師攜帶多瓶氯氣，直接在教室進(jìn)行檢驗(yàn)，這樣攜帶起來(lái)非常不方便.為了能夠解決這一問(wèn)題，可以進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將氯氣的產(chǎn)生和檢驗(yàn)放到同一個(gè)密閉的容器中進(jìn)行，這樣既便于操作，也便與攜帶.

4.直觀性原則

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要作用就是讓學(xué)生直觀的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，因此，直觀性原則是化學(xué)創(chuàng)新教學(xué)的重要目標(biāo).很多傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)按照教材的設(shè)計(jì)，學(xué)生很難觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新將不容易觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠明顯的展現(xiàn)出來(lái).例如，在焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，教材上設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就不容易呈現(xiàn)，教師通過(guò)小型噴霧器來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，能夠讓學(xué)生更加明確的觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

5.綠色性原則

綠色性原則是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)中的一個(gè)要求，要求進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)不能夠威脅到師生的健康，也不能夠污染大氣，這是很多時(shí)候進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的一個(gè)重要因素.例如，在二氧化硫的性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，二氧化硫會(huì)刺激人的呼吸道，危害人的健康，就需要教師在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)中能夠合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有效避免這一情況發(fā)生.

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)案例分析

1.銅與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

銅與硝酸反應(yīng)是高中化學(xué)的一個(gè)重要演示實(shí)驗(yàn)，其目的是通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)讓學(xué)生直觀的了解硝酸的氧化性，從而加深學(xué)生的印象.在教材中這樣來(lái)設(shè)計(jì)銅與硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)存在一定的不當(dāng)之處，實(shí)驗(yàn)中將銅片、濃硝酸和蒸餾水放在試管中進(jìn)行反應(yīng)，由于硝酸被稀釋過(guò)，導(dǎo)致稀硝酸與銅片的反應(yīng)現(xiàn)象不明顯.另外，學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，也無(wú)法立即停止實(shí)驗(yàn)，只能夠等到銅片與硝酸完全反應(yīng)完后才能停止，具有很強(qiáng)的不可控性.這些都會(huì)導(dǎo)致寶貴的課堂教學(xué)時(shí)間流失，不利于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的有效開(kāi)展.

2.氯氣的制備及其性質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

氯氣的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更加清晰地了解氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法和原理，加深對(duì)氯氣性質(zhì)的理解.但是在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，氯氣的制取非常不好控制，往往制取的量較大，會(huì)造成一定程度的大氣污染.另外，整套實(shí)驗(yàn)裝置組裝較為繁瑣，不便于攜帶，且多次的拆裝組合會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置氣密性不足.為此，可以這樣來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)：

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在氯氣的制取實(shí)驗(yàn)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(huì)看到有黃綠色的氯氣產(chǎn)生.此時(shí)，要迅速將針頭插入橡膠塞中，氯氣會(huì)慢慢充盈整個(gè)注射器，等到注射器活塞不再向上運(yùn)動(dòng)后，氯氣制備完成.在驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)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(rùn)的碘化鉀試紙、濕潤(rùn)的pH試紙和濕潤(rùn)的品紅試紙，在飽和氯化鈉的另一側(cè)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(gè)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(dòng)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(xiàn)黃綠色.隨著氯氣的增加，濕潤(rùn)的碘化鉀試紙逐漸變藍(lán)色，之后開(kāi)始褪色，證明了氯氣的氧化性.pH試紙能夠變紅色則說(shuō)明了氯氣呈酸性，濕潤(rùn)的品紅試紙褪色，而干燥的品紅試紙沒(méi)有變化，這就說(shuō)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(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

目前現(xiàn)行的教材中已經(jīng)不再設(shè)計(jì)碳酸鈉與碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，有的版本教材僅僅是設(shè)計(jì)了碳酸鈉溶液與濃鹽酸的反應(yīng)試驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 并不能夠很好的說(shuō)明碳酸鈉溶液與鹽酸發(fā)生的分步反應(yīng)問(wèn)題.正因如此，很多學(xué)生會(huì)在該部分的學(xué)習(xí)中存在困惑，他們認(rèn)為以前學(xué)過(guò)“鹽和酸反應(yīng)生成新鹽和新酸”，那么向碳酸鈉中加入鹽酸會(huì)產(chǎn)生氯化鈉和二氧化碳.為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)碳酸鈉溶液與鹽酸的分步反應(yīng)，很多教師不得不選擇通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)向?qū)W生直觀的展示這一過(guò)程，但是實(shí)驗(yàn)效果并不理想.主要存在以下問(wèn)題：教師在向碳酸銨溶液中滴加鹽酸至過(guò)量的過(guò)程中，溶液中開(kāi)始會(huì)出現(xiàn)微量的小氣泡，隨后氣泡逐漸增多，這個(gè)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不很直觀，不便于學(xué)生的觀察，也不能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)判定實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否產(chǎn)生了碳酸氫鈉，教師只能夠生硬的套上反應(yīng)原理理論.

通過(guò)對(duì)碳酸鈉(碳酸氫鈉)與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，不僅能夠讓學(xué)生看到碳酸鈉與鹽酸的分步反應(yīng)，還能夠和碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯.具體實(shí)驗(yàn)操作如下所示：(整個(gè)裝置的設(shè)置采用了恒壓設(shè)計(jì)，不會(huì)因?yàn)闅怏w的產(chǎn)生影響分液漏斗里邊試劑的滴入).

化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，部分實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上可能不是教學(xué)需求，這就需要化學(xué)教師，能夠利用自己的專業(yè)知識(shí)去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)，進(jìn)而提升自身的化學(xué)教學(xué)能力.