1、浅谈中学化学实验的改进化学 S0701 刘琴雯 3071302011“化学是一门以实验为基础的自然科学。 ”实验是化学科学赖以生存和发展的基础，同时实验也是化学教学的重要组成部分，通过实验教学，不仅可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得实验知识和实验技能，还能培养学生良好的科学精神，并最终成为一名有科学素养的人。那么实验的改进是值得探索的课题。有些实验的进行会造成环境的污染，有的实验存在一定的安全隐患，因此对初中化学实验的改进是非常必要的。一、改进的原则实验改进一般应遵循以下几个原则：1.科学性原则。即做到实验原理准确无误，实验方案设计科学，实验装置设计合理，实验操作要符合要求
2、。该原则是首要的，是改进实验成功的主要标准。2.直观性原则。即实验现象明显，可见度高，实验结论的得出要呈直接性，它是改进实验成功的标志。3.简易性原则。取材容易，装置简单，实验时间短是改进实验具有生命力的保证。4.安全性原则。即要求实验过程确保师生的身心安全，不允许有事故发生，并贯穿“安全第一”的思想。另外，在实验设计中，我们要注意其合理性和可行性，要理论和实践相结合，还要突出实验的创造性，并注重现象的鲜明性。某些反应不是单能进行就行，还要通过其可见（气体，沉淀） 、可感（热，光，气味） 、可称（质量增减） 、可辩（颜色变化）等方面来判断实验的完成。二、改进的方向1. 从污染性角度谈实验的改进
3、环境问题是当今社会发展存在的重大问题，造成环境污染的不仅有工业“三废” ，还有某些化学实验。据 2000 年 12 月 18 日厦门日报 学校化学实验室也是污染源一文指出，全国数以万计的高校、中学的化学实验室每天都排放着成分复杂的污染物，所以化学实验的绿色化进程应进一步加快，把化学实验造成的污染减少到最低程度。例如，初三化学中有关燃烧的条件实验中把白磷露置在空气中进行燃烧，产生的大量白烟五氧化二磷将造成环境的严重污染，若把实验改成在三支带胶塞的试管里进行，不仅操作简单而且现象对比明显，又可防止白烟扩散到空气中造成环境污染。还有众所周知的一氧化碳是一种有毒的气体，是空气中三大污染气体（二氧化硫、
4、二氧化氮、一氧化碳）之一，若使用不当将造成严重的后果，所以我们把一氧化碳的可燃性和还原性实验改进在一个较大的集气瓶中收集一瓶一氧化碳气体，如入少许澄清石灰水振荡一下，没有现象。用玻璃片盖住，取一带铜片的胶塞先把铜片在酒精灯上加热到变黑色氧化铜后趁热塞住集气瓶，一会儿看到黑色氧化铜又变成红色铜，振荡发现澄清石灰水变浑浊，体现了一氧化碳的还原性，接着取下胶塞，点燃上层的剩余气体一氧化碳，可看到蓝色火焰，至火焰熄灭，至火焰熄灭，体现一氧化碳的可燃性。这样在同一个集气瓶内即可完成一氧化碳的两个化学性质实验，简单方便又可防一氧化碳污染空气，使得化学实验更加绿色化。从实验绿色化的角度改进实验，不仅减少污染
5、而且有利于培养学生的环保意识。2. 从安全性角度谈实验的改进安全问题是各行各业共同关注的问题，没有安全就没有发展。实践化学实验的对象是朝气蓬勃的中学生，安全问题显得尤为重要。课本中氢气和空气的混合爆炸实验在课堂上进行可能会引起学生的恐慌或仪器被炸破的危险，若把“氢气流吹肥皂泡”合并做，即当氢气发生装置中一有气泡，接着不断吹不断地点燃。刚开始几个肥皂泡点燃时有尖锐爆鸣声，因为刚开始逸出的气体混有空气，也就是氢气和空气混合爆炸。把这两个实验改进后既保证实验的安全性又增加实验的趣味性，将引起学生浓厚的兴趣，活跃课堂气氛，使学生在轻松愉快的气氛中接受知识，加深印象，达到事半功倍的效果。3. 从趣味性角
6、度谈实验的改进化学实验的目的是为更好地启发指导学生探索总结规律，调动学生的积极性，提高学生的学习兴趣，若通过改进把实验变得更有趣，一定会收到更好效果。例如把二氧化碳与石灰水的反应改成魔术“清水变牛奶” ，利用人呼吸时呼出的二氧化碳，吹进澄清石灰水并且可充分调动学生的主动性，让每个学生都当一回“魔术师” ，往“清水”里吹几口“仙气” ，使“清水变牛奶” ，增强实验的趣味性，加深学生对知识的印象。另外像无色酚酞遇酸碱的变化情况，我们可以改进为：先用毛笔蘸无色酚酞试液在滤纸上画花，晾干，将滤纸挂上墙后，用装有氢氧化钠溶液的小型喷雾器向纸上喷洒，即有红花显现，再用另一装有稀盐酸的喷雾器向纸上的红花显现
7、，再用另一装有稀盐酸的喷雾器向纸上的红花喷洒，红花随妈消失，通过这种“花现花隐”的趣味性实验，让学生在有趣的实验中掌握知识，知道碱遇酚酞试液显红色，酸碱发生中和反应使“红花”消失。因此有些化学实验通过改进后增加其趣味性，既保证知识的传授，又可提高学生的兴趣，从而更好地实施了实验教学。4. 从显现性角度谈实验的改进俗话说得好， “事实胜于雄辩” 。化学实验的目的是为了更好地培养学生各方面的能力，而实验是通过观察实验现象，分析实验现象得出结论的，所以实验的显现性是一个化学实验成功的标志。比如氢气还原氧化铜。实验中操作繁琐，氢气还原氧化铜粉末现象不明显，且很容易被重新氧化。可这样改进：把红色细铜丝在
8、酒精灯上加热后制成黑色氧化铜，立即探入已收集好氢气的烧杯（烧杯口须向下）中，一会儿发现黑色铜丝又恢复原来的学亮红色，且烧杯壁有水雾出现，说明氢气还原了氧化铜，这个实验经改进后不仅现象明显，而且操作非常简单，前后现象对比明显，更适合于做随堂实验。类似的实验改进还有二氧化碳与水化合生成碳酸，教材中是通过把二氧化碳气体通往盛有紫色石蕊试液的试管，根据石蕊试液变红色来证明，这时学生还没有具备酸的通性知识，不能很好地领会水与二氧化碳反应的实质是生成了使紫色石蕊试液的试管，根据石蕊试液变红色来证明，这时学生还没有具备酸的通性知识，不能很好地领会水与二氧化碳反应的实质是生成了使紫色石蕊试液变红色的碳酸，所以
9、学生容易形成这样的结论：二氧化碳能使紫色石蕊试液变化。这个结论一旦形成就很难纠正，为此，我们可以这样改进：取两支试管，各取 10 mL 的蒸馏水，向其中一支试管水通入二氧化碳气体，然后分别滴几滴石蕊试液，让学生分别观察颜色的变化，教师引导学生分析现象产生的原因。这样通过现象对比说明二氧化碳通入水中后与水作用变红色，然后把两支试管同时加热，结果发现红色石蕊又恢复紫色，原来紫色仍为紫色，说明碳酸的不稳定性。改进后的实验有利于学生对二氧化碳这一性质的正确掌握，还能为以后学习酸的性质作一铺垫，这不是一劳永逸吗？这就要求实验教师必须具有创新的精神。要培养学生的创新精神，首先要求教师要有创新精神。研究性课
10、题的开设，要求实验室要面向全体学生开放，让学生在实验的开地里自由翱翔。只有这样，才能实现“力求创设生动、真实、多样的科学探究和实践活动情境，让学生体验探究过程，在丰富多彩的活动中培养学生的创新精神和实践能力” ，努力使学生在现有的基础上得到良好的发展。三、改进的作用1. 通过实验改进与创新激发学生的学习兴趣兴趣是最好的老师。很多学生之所以喜欢学习化学，就是因为化学课中有实验。在教学中我就注重激发学生的兴趣。如在讲授金属钠这节课时，我首先就设问“水火不相融，水用来灭火，水有没可能生火？”然后就开始往酒精灯灯芯上滴加两滴水（事先在灯芯上放一小块钠） ，酒精灯突然燃了起来，学生的兴趣一下就来了，课堂
11、气氛变得热烈起来；学生们都想搞清楚这是怎么一回事，这时我就耐心讲起钠的性质。2. 通过实验改进与创新解决教材实验中不足中学基础课中的化学实验一般具有较强的典型性、直观性和可靠性等特点。多年来经过无数次重复，人们积累了大量成功与失败的经验，按说应该达到“炉火纯青”了，但事实并非如此，很多实验仍然需要不断地完善、改进、改造、取代、补充。如初中化学证明分子之间有空隙，传统的实验方法是用量筒分别准确量取100ml 水和 100ml 酒精混合，然后在测量其混合后的总体积小于 200ml 来说明分子间有空隙，此实验的缺点是：（一）操作繁琐，整个实验有 2 次量取、3次读数，会给实验带来误差。 （二）实验现
12、象不明显，100ml 水和 100ml 酒精混合后总体积变化不大，在口径较大的量筒所显示的现象不明显。而且量水和酒精的量筒内都残留有液体，学生有可能认为体积变小是由于液体没有全部倒出而引起的，从而对实验结论产生怀疑。四、实验改进与创新的几个误区我们在实验教学中应“继承创新”和“优化创新” ，不能只是为“创新”而“创新” 。在创新改进中应注重科学性、简易性、趣味性、安全性、探索性的原则。有的教师参加教学比武时，想方设法搞实验创新，用注射器代替分液漏斗，用青霉素药瓶代替反应容器，忽视了学生要掌握分液漏斗等常规仪器的教学目的。五、实例1. 溶解过程吸热或放热现象的补充探究实验对于本探究实验做了如下补
13、充：首先布置探究课题：如果没有温度计，你将如何设计实验方案来探究物质溶于水时溶液的温度变化？你最多能设计出几种方案？提供几种药品：NaCl、NaOH、NH 4NO3、浓硫酸。2.实验室用 5%的过氧化氢溶液制氧气加热 5%的过氧化氢溶液制氧气时，把带火星木条伸入试管口很难看到木条复燃，其原因是产生氧气从溶液中逸出时，也有大量的水蒸气从溶液中逸出，使得带火星的木条不仅不会复燃，反而会熄灭。改进方案：使用 20%的过氧化氢溶液，加热的温度不要太高，尽量减少水分的蒸发，当看到溶液中有大量气泡冒出时，伸入带火星的木条即可。或者用下图装置来制取，在干燥管中装上生石灰，把带火星的木条伸到右边集气瓶口即可达
14、到目的。3.铝箔在氧气中燃烧铝箔在氧气中燃烧这个实验很容易失败，原因主要有：1）铝是活泼金属，在空气中表面很容易产生氧化膜；2）铝箔太薄，点燃火柴时会使铝箔卷曲而不能点燃。改进方案：使用铝片，实验前用砂纸擦除铝片表面的氧化铝保护层并剪成0.3 cm5 cm（课本上是 2 cm5 cm 的铝箔） ，下端系一根火柴，但不能太长，点燃火柴后等火柴快烧尽时，迅速伸进氧气瓶中即可。4.探究化学反应前后物质的总质量有无变化创设问题情景：在化学反应前后物质的质量是增大、减小还是不变呢？激发学生猜想和假设，形成探究欲望，并布置课前探究，灼烧铜丝前质量的变化。提供实验仪器药品：托盘天平、锥形瓶、带玻璃管的橡皮塞
15、、带玻璃棒的橡皮塞、小气球、酒精灯、烧杯、光亮净洁的铁钉、细沙、硫酸铜溶液、白磷、砝码等。建立假设并收集证据：学生分组讨论自主设计方案和实验操作步骤，验证猜想或假设。白磷燃烧前后质量的测定有三种方案：1）用玻璃棒燃白磷。2）用玻璃管系一只小气球引燃白磷。3）气球直接紧套在锥形瓶口，并把锥形瓶放在石锦网上加热引燃。获得结论并交流评价：实验探究后，学生点评不同实验设计的优缺点，最终所有学生共享最佳实验方案。再通过蜡烛和镁条燃烧前后质量的测定。激发学生的思维火花，是否一切反应都遵循质量守恒定律？学生通过合作讨论、交流、解释，计算机微观动画演示碳与氧气的反应，让学生从微观的角度认识质量守恒定律的本质化
16、学反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。课后沿伸探究，充分利用家里的生活用品，来设计实验，探究化学规律。这样，以课前、课中、课后不同的空间，构建出实验探究的学习平台，同时也开发和拓展了化学课程资源。总之，化学实验的改革有助于学生观察能力、思维能力、创新能力和综合分析能力的培养。化学实验所起的作用和其地位非常重要，因此，加强化学实验教学及其改革是提高教学水平和质量必不可少的环节，同时也是我们每个化学教师在教育教学中都应该不断思考的问题。正如教育家陈鹤琴指出：“凡是儿童能够自己做的，应该让他们自己做，凡儿童能够自己想的，应该让他们自己去想。 ”实验探究符合学生发展的要求，留给更多的时间和空间试验自己的想法，开拓了思维，形成了科学方法，提高了科学素养。
