高中化学教学论文：让化学实验有更强的生命力

让化学实验有更强的生命力文章摘要：化学是一门以实验为基础的学科，上好化学实验课是实施全面化学教育（即素质教育）的最有效的教学形式。所以，在化学教学中，实验教学的作用不可忽视。为了使实验教学达到更好的效果，可以考 虑在实验装置、 实验试剂、实验试剂用量等方面加以改进。关键词：实验教学 实验改进 绿色化学 针筒化学是一门以实验为基础的学科，著名的化学家、中科院资深院士戴安邦教授指出“上好化学实验课是实施全面化学教育（即素质教育）的最有效的教学形式。 ”化学实验教学是培养学生的探究精神和创新精神的最好的教学活动形式。根据教学实践我们发现，实验教学的关键是引导学生对观察到的现象做本质的分析，使学生由感性认识逐步上升到理性认识，在此上升的过程中，要让学生学会观察、质疑、思考、分析、综合、比较、抽象、概括、具体化等逻辑思维能力。以实验为基础的化学学科特征决定了化学实验在化学教学中发挥着不可替代的教育教学功能，化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。因此，在化学教学过程中要突出化学学科特征，加强实验教学，更好的发挥实验的教学功能。在实际教学过程中，实验教学真正起到的作用受到很多方面因素的影响。客观上讲，由于教学条件的限制，有些实验很难开展，例如：铁与高温水蒸气的反应，在我们学校现有的条件下，很难制得高温水蒸气。由于班级学生人数较多，所以只有少数的坐在前面的同学能清楚的看到实验，而后排的同学仅仅是凑个热闹。主观上讲，教师并不愿意将所有的实验都演示给同学们看，不是说怕麻烦，而是实验现象大多不能像理论上说的那么明显，甚至得到相反的现象，于是教师不得不根据实际的实验现象解释一番以自圆其说，在学生听来很是勉强。而且还有一些化学实际的确对人体的伤害较大，如果一位老师教好几个班级的话，实验做完以后影响就较为明显了。综合各方面的因素，现在很多教师都依赖于视频实验或者是动画实验，从应试的角度说，可能比实际操作更好。但是，长期下来，教师和学生的实验操作技能都退步了很多。如何才能改变这种情况呢？要改变上述状况，就要从改变实验着手：让实验操作更简便易行；让实验现象更准确直观；让实验的安全性更让人放心。也就是说，实验改进必须要遵循这样几个原则：科学化：化学是一门科学学科，实验教学是促进化学学习和科学研究的有效手段，所以在改进实验时，不能一味的追求现象，实验药品的选用、实验仪器装置的设计都要符合科学原理，这是改进化学实验以及所有科学实验的首要原则。直观化：实验现象要明显，便于观察。目前教科书上的实验有部分现象不是很明显，或者说难以得到准确的现象，这就是我们改进实验的另一重要因素。绿色化：在中学化学实验的设计中，绿色化学主要是体现在两个方面，一方面。尽量减少污染很严重的实验；另一方面，在实验通过有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染度降低。此外，还可以以微型实验代替常规实验，通过减少试剂的用量来达到减小污染的目的。本文重点是探究针筒在实验教学改进中的几点尝试，与化学实验的常用仪器相比，玻璃针筒能经受一般化学试剂的腐蚀，其针筒可视为一个封闭的反应器，能通过溶置口抽入液体反应物，能抽出推杆后投入固体反应物，能收集、贮存和运送气体。经过密封后推动推杆能给气体体系加压，针管可点燃气体。适合于不加热时发生的化学反应的实验。巧妙地开发这些特点，能更长时间反复地观察实验现象，有效消除气体污染，减少实验教学耗时，增强实验教学效果。下面是几个改进的实例：改进一：以硫化氢与二氧化硫的反应来探究压强对反应速率的影响在苏教版的必修二和选修化学反应原理两册书上都讲到了化学反应速率，其中，探究浓度、温度和催化剂等对反应速率的影响时都设置了演示实验，而压强对速率的影响却没有设置，我认为可以增加以下演示实验：仪器：针筒（4 支） 、橡胶管、止水夹、铁架台、铁夹等试剂：SO 2、H 2S 等原理：SO 2 + 2H2S = 3S + 2H 2O操作：用两支 100mL 针筒收集 60mL 的 H2S，再用另两支针筒收集 30mL 的SO2，出口套上橡胶管并夹上止水夹。分别将两支针筒中的 SO2 推入装有 H2S的针筒中，密封（如下图 1 所示） 。推动其中一支装有混合物的针筒，使体积变为原来的一半并固定，观察并对比两支针筒内的现象。图 1优点：本实验的优点有这样三个方面，一、基本采用了密封装置，所以对实验场所及环境造成的影响较小；二、反应产生了淡黄色的固体，使针筒内部变浑浊，通过对比实验可明显看出反应速率的快慢差异；三、可使同学们看出，改变气体的压强一般是通过压缩体积来实现的。改进二：氨气与氯化氢的反应氯化氢与氨的反应通常是采用蘸有浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒靠近，观察生成的白烟。但是操作教师感到气味难闻，且白烟很快消失，坐在教室后面的同学可能无法看到明显的现象。为了克服这些问题，可以将实验进行如下改进：仪器：针筒试剂：浓氨水、浓盐酸等原理：NH 3 + HCl = NH4Cl操作：先用针筒吸入少 量的浓氨水（吸满注射器口即可） ，将注射器伸至浓盐酸的瓶口，向外慢慢抽动注射器推杆。如图 2所示：图 2优点：针筒内出现白烟，且保持时间长，可以让学生进行自由观察，而且刺激性气味很淡。改进三：铜与稀硝酸的反应铜与稀硝酸反应生成 NO，由于 NO 极易与空气中的氧气发生反应，而实验装置中又存在少量的空气，所以，NO 很难被同学们直接观察到，以前在试题中曾见过利用 CaCO3 先与 HNO3 反应产生的 CO2 排尽空气，再插入铜丝反应来制取 NO，装置复杂、步骤繁琐，不便于在实验室真实操作。因此，我们可以尝试以下改进：仪器：小针筒、橡胶管、止水夹试剂：稀硝酸、铜丝原理：3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H 2O2NO + O2 = 2NO2操作：取 5ml 针筒，装入两根短铜丝，活塞推至底；吸入 1ml 稀 HNO3，立即将橡胶管套住出口，并夹上止水夹，反应进行；观察溶液颜色变化和产生的无色不溶于水的气体；反应停止后，拔下橡胶管，向下排出液体，吸入空气；观察到无色气体变为红棕色；再吸入少量的水，可观察到气体由红棕色变为无色，针筒活塞向内滑动。如图 3 所示：图 3优点：改进后，优点主要体现在以下几个方面：实验过程无 NO2、NO 气体排放，避免产生空气污染；改用细铜丝与稀硝酸反应较快，缩短演示实验的时间；稀硝酸与铜反应生成的气体无色，具说服力；同时验证了 NO 易被空气中的 O2氧化和 NO2 能与水发生反应。改进四：氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁是一种白色、难溶于水的物质，具有很强的还原性，极易与空气中的氧气氧化继而变为灰绿色，直至变为红褐色的氢氧化铁。我们曾经探讨过很多种氢氧化亚铁的制备方法，有的效果好但是操作较为复杂，例如电解法。还有的是操作简单，但是效果欠佳， ；例如长胶头滴管直接滴加法。在此，我们可以尝试用针筒来完成此实验：仪器：针筒（两支） ，橡胶管试剂：NaOH 溶液、 FeCl2 溶液操作：用两个注射器用橡皮管连接，一个注射器中盛装氢氧化钠溶液，一个注射器盛装氯化亚铁溶液，将氯化盐铁溶液缓慢推入另一注射器中，就可以看到白色沉淀生成，如图 4 所示：图 4改进五：氨气在水中溶解度的测量氨气的喷泉实验是同学们非常熟悉的实验，但是同学们一经仔细思考就不难发现，喷泉实验只能告诉我们氨气是极易溶于水的气体，并且溶解速率极快。那么氨气在水中的溶解度到底有多大呢，这就必须借助有刻度的仪器进行定量测定，我们可以尝试进行以下改进：仪器：100mL 针筒、1mL 微型注射器、橡胶管、止水夹试剂：氨气、水操作：用 100mL 针筒收集氨气 100mL，用橡胶管和止水夹封住针筒出口，用带针头的微型注射器插入橡胶管，推动事先装有 0.7mL 水的微型注射器，晃动注射器，观察到注射器推杆迅速自动向内移动，且通过刻度能记录各时段和最终溶解氨气的体积，能很好地说明氨气的溶解速率和溶解度。优点：经过改进，我们可以真实地、直观地观察出氨气的溶解度。通过以上几个实验改进的实例，我们可以看出，当实验过程中有污染性气体产生时，或者是反应需要在隔绝空气的情况下进行时，或者是需要定量测定时我们都可以尝试用针筒去改进原有的实验装置，以达到更好的实验教学效果。除了考虑针筒的应用之外，我们还可以考虑微型实验仪器在实验教学中的应用等等。人民教育家陶行知先生曾说过“要创造，非你在用脑的时候用手去实验，用手的时候，同时用脑去想不可，手脑在一块用，是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的， ”所以，实验教学是化学学科教学手段中的重中之重，每一位教师不光要认真地完成每个实验，而且要用心