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宁夏大学本科生毕业论文 中学化学实验改进的应用研究中学化学实验改进的应用研究摘要：化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验是化学教学的最基本特征1。本文通过对中学现有的6个实验进行改进，是课堂教学更加直观，效果更加明显。比如，将分子的扩散和焰色反应的进行改进是实验现象更加明显，便于学生观察的同时提高了教学质量；再如，对喷泉实验，钠与乙醇、钠与水的反应和金属的电镀，分别把几个实验结合起来，并从现象方面做了一些改进，使实验趣味化，激发学生的观察能力和思维方式，有效的调动课堂气氛和学生的积极性，使课堂教学更加新颖，师生更好的互动，培养学生的兴趣从而使学生自觉的投入到课堂教学中去。本论文主要通过适合学生逻辑思维的化学实验逐步培养学生分析问题、创造性地解决问题的能力。关键词：改进；实验教学；提高；激发；经济实用；创新能力；High school chemistry experiment application of improved Abstract: Chemistry is a lab-based science, chemistry teaching chemistry experiment is the most basic features of 1. Based on the existing secondary schools to improve the 6 experiments, classroom teaching is more intuitive, the effect is more pronounced. For example, the molecular diffusion and the reaction to improve the flame phenomenon is more pronounced the experiment, to facilitate students to observe and improve the quality of teaching; Again, on the fountain experiment, sodium and ethanol, the reaction of sodium with water and metal plating, Several experiments were put together, and from the phenomena made some improvements to make the experiment interesting, observation skills and stimulate student thinking, and effective mobilization of the classroom atmosphere and enthusiasm of the students to make classroom teaching more innovative, more teachers and students good interaction, interest in students so that students consciously go into the classroom. In this thesis, logical thinking for students through the experimental phase chemistry students analyze problems and creative solutions to problems. Key words: improved; experimental teaching; increase; excitation; economical and practical; innovation; 1、引言1.1论文综述 化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学教学的基础,教学不仅可以使学生获得科学知识和技能,而且有利于对学生进行科学方法的训练,培养其实验能力和创新精神,使其养成严谨求实的态度和追求真理的科学精神,以及科学的价值观,实验教学是整个中学化学教学过程的重要环节,是培养学生科学素养,提升学生创新能力不可缺少的重要途径2。如果在教学中,能让学生亲自动手进行实验操作,反复练习,那将会使学生的学习积极性和主动性极大提高,也是其他任何教学形式和教学方法都不能替代的。然而在现实的化学教学中,由于种种原因,实验教学一直是个薄弱环节,导致许多学生动手能力极差。教师如果能在教学中充分发挥化学与生活实际联系紧密的特点,对教学中的一些实验略做改进:将演示实验随堂做、学生实验回家做、有趣实验补充做,将会收到意想不到的效果。本文结合自己的教学实际,谈谈对初中化学实验教学的一些改进。1.2 国内外改进创新实验研究现状在实验微型化发展领域，美国、联邦德国等国家已逐步在中学化学实验中审定和推广了微型化学实验仪器。因此，它是国内外近20年进展较快的一种新的化学实验形式，体现了化学实验微型化的趋势。我国是从80年代未 90年代初开始研究，进行了十年，召开了全国研讨会三次，形成了一系列研究成果3。我国普通高中化学课程标准(实验)指出探究活动应作为学生学习化学的重要方式，这就要求化学实验设计在体现化学知识与技能目标的同时，更要突出过程与方法、情感态度与价值观的目标取向，突出探究性实验内容的编排和注重过程的科学化设计4。目前我国中学化学实验研究活动虽然较受重视也较普遍，但仍存在很多问题。如化学实验如何更好地实施素质教育，如何设计和开展研究型课程中的实验教学活动，如何在实验教学中实施科学方法、科学态度的教育，怎样使化学实验更好地培养学生的创新意识和创新能力，怎样通过化学实验提高学生认识生活、认识世界的能力等等。这些课题的研究在目前我国新课改的大趋势下应该显得更重要一些。1.3 新课程背景下的化学实验改革就中学化学实验教学而言，要在教学活动中实施素质教育、培养学生的创造能力,应该首先改变旧的教学观念。这就应该在课程、教材、教法、研究等方方面面都作周密的思考，敢于对课堂内外的实验教学作大胆的改革和创新。化学实验教学应走素质教育之路，通过实验教学培养学生的创造力，动手能力，培养学生的科学思维、科学态度。通过课堂实验的改进，培养学生的创新能力、探索能力5。通过借鉴同行们的实验改进，表明作为中学化学教师，要坚定改革的决心，而对中学化学实验教学而言只有经过广泛而具体的教学改革，才能使我们的化学实验教学更好、更切实际地实施素质教育，才能使化学实验活动能朝着更有利于培养学生创造能力和创新精神的方面发展。2、目的和意义2.1 课题研究目的（1）通过对初高中化学实验材料的系统化研究、编排与整理，对部分可行性实验进行改进，将化学实验教学零乱、无序的现状，更新教学观念，改进化学实验教学现状，提升化学教学质量。（2）在研究与改进的过程中与教学实践相结合，撰写有价值的课堂教学课例与实验教学论文，更好地适应新课程，增强学生对化学学科的学习兴趣，增强学生的探究意识，培养学生的创新精神和创新能力。（3）推广微型化学实验，使实验趣味化，科学化与简约化，并注重化学实验与其他学科实验的关联。 （4）通过对实验从现象明显，经济实用的方向改进，调动学生的积极性，提高学生节约药品的意识。2.2 课题研究的意义（1）通过该课题的研究能够丰富教学理论中的创新实验教学理论，大胆地开创化学实验教学的新局面。拓宽教师的教学思路和学生的学习思路。（2）通过微型化、生活化和探究化的实验改进的研究与整理，将研究成果应用于教学实践，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。化学教育真正有形象、有特色、有效果、有魅力6。（3）在实践该研究的过程中，教师的教学水平与实验能力与意识得到提高，学生的综合素质得到发展。（4）化学实验中,同学们可以从不同角度、不同的层面,选择不同的器材,采用不同的方法进行设计,其中必然蕴涵着对学生创新意识、创新精神和创新能力的培养。长此以往,必然能达到培养学生创新能力之目的。（5）通过实验改进，便于学生更好的观察实验现象，使课堂教学更好的进行，达到实验教学的目的。3、实验部分化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学教学的基础,实验教学不仅可以使学生获得科学知识和技能,而且有利于对学生进行科学方法的训练,培养其实验能力和创新精神,使其养成严谨求实的态度和追求真理的科学精神,以及科学的价值观,实验教学是整个中学化学教学过程的重要环节,是培养学生科学素养,提升学生创新能力不可缺少的重要途径。本论文主要通过对中学现有的6个实验进行改进，是课堂教学更加直观，效果更加明显。分子的扩散和焰色反应主要从实验现象，反应速度方面进行改进，是实验现象更加明显，同时缩短了实验时间，并且提高了教学质量；而喷泉实验，钠与乙醇、钠与水的反应和金属的电镀，分别把几个小实验结合起来，从现象观察方面做了一些改进，使实验趣味化，激发学生的观察能力和思维方式，有效的调动课堂气氛和学生的积极性，使课堂教学更加新颖，师生更好的互动，培养学生的兴趣从而使学生自觉的投入到课堂教学中去3。3.1 分子扩散的改进3.1.1仪器与试剂 仪器：大（小）烧杯，自制铁树，脱脂棉； 试剂：酚酞，浓氨水；3.1.2实验原理 1、酚酞为酸碱指示剂，遇到酸不显色，遇碱显红色。 2、氨水的扩散3.1.3实验装置图 脱脂棉 酚酞 氨水 3.1.4实验过程 将自制铁树上缠上脱脂棉，并在脱脂棉上涂上酚酞试剂，将乘有浓氨水小烧杯和自制的铁树一起放在倒置的大烧杯内观察现象。大约20秒后就观察到铁树上的白色脱脂棉迅速变成了红色。与此同时，将乘有等量的氨水和酚酞的小烧杯一起放在倒置的大烧杯内观察现象，大约2分钟后，可观察到乘有酚酞的小烧杯内的酚酞变成了淡红色。3.1.5实验比较未改进前（同课本）改进后（自制铁树）药品比较浪费，实验后的药品不能继续使用节约药品，实验后的药品可以继续使用现象现象不太明显现象明显反应时间反应慢，约2分钟显色反应快，约20秒就可显色相同点反应原理相同，最后现象一致3.1.6实验结论 分子的扩散实验改进后比原实验在实验要方面：有所节约，达到了是要微型化和经济化；在实验现象方面：实验现象明显，便于学生观察；在动手制作方面：给予学生一定的创新思维和发展空间，有利于提高学生对实验的积极性；在反应时间方面：实验时间短，现象明显，节约课堂时间，给课堂教学带来足够的时间。3.2 氨气的永久性喷泉实验3.2.1仪器与试剂仪器：铁架台及附件、酒精灯、具支试管、玻璃管、橡胶管、圆底烧瓶，水槽。试剂：浓氨水、pH试纸或红色石蕊试纸。3.2.2实验原理1、气体溶解性；2、物理学中势能的转化（位能转化为重力势能）。3.2.3实验装置图：A CBD 3.2.4操作步骤1、制取氨气：向具支试管内加入浓氨水，立即塞上塞子。关闭B处止水夹打开、A、C处止水夹，点燃酒精灯，小火加热，在D处用蓝色石蕊试纸验满。2、喷泉：关闭C处止水夹，待烧杯内冒出几个气泡后停止加热，停止加热，移开产气装置。关闭A处止水夹。稍待片刻，待液面上升至尖嘴处，即可见喷泉现象。当喷泉现象结束后，打开C处止水夹，从A处放入少量空气，由于虹吸现象，即可见持续时间较长的喷泉现象，直至烧杯中水喷完为止。3.2.5注意事项1、装置气密性要好。 2、氨气不可加的太多，且应注意尾气吸收。3.2.6实验总结经过多次的反复试验，我们小组分别实验了，氯化氢、氨气两种气体，最后确定了用氨气来做本次试验，是因为氨气的溶解性强，可以减短反应时间。对氨气的制取方法也分别做了探究，分别有固固加热（氯化铵和氧化钙），加热液体（浓氨水）。最终确定只加热浓氨水来制取氨气。本次喷泉试验做的比较成功。3.3 金属的电镀铝片上镀铜3.3.1 实验目的1.掌握金属电镀的基本原理和方法。2.了解电镀笔涂镀的工艺原理及操作方法。3.3.2仪器试剂仪器：烧杯、容量瓶、玻棒、胶头滴管、电子天平、直流电源、导线、铝片、砂纸、铅笔、脱脂棉。试剂：五水硫酸铜固体、蒸馏水。3.3.3 实验原理以镀层金属作阳极，以镀件作阴极，以含镀层金属的电解质溶液为电镀液，通直流电进行电解的过程叫电镀。涂镀的过程中，铝片即镀件为阴极，铅笔芯为阳极，通电后，电流流经阳极，阳极附近的水分子（实际为水分子电离出来的OH-）失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子。而电解质溶液中的铜离子在阴极上得电子发生还原反应，成为金属铜附着于作为阴极的铝片上，电流通过阴极再流回电源。就在镀件上形成坚固、致密的镀层。阴极：2Cu2+4e- = 2Cu阳极：2H2O-4e- = O2+4H+阴极：2Cu2+4e- = 2Cu阳极：2H2O-4e- = O2+4H+3.3.4 实验步骤1. 配置电镀液：称取12.5g五水硫酸铜粉末于烧杯中，加蒸馏水溶解，转移至容量瓶，洗涤、定容至100mL备用。2. 电镀笔：将铅笔的两头削开，一头用脱脂棉薄薄的包上一层，另一头接上导线，和电源正极相连。3. 镀件的前处理：用砂纸将铝片打磨光亮，再用清水洗净，用导线和电源的负极相连。4. 用胶头滴管在铅笔的脱脂棉上滴加电镀液，让脱脂棉饱蘸液体，接通直流电源，调节电压为4V，将电镀笔在铝片上轻轻反复擦拭（注意不断补充电镀液），铝片上很快镀上一层红色的铜。3.3.5 注意事项1、电镀过程中，仅轻轻将饱蘸电镀液的脱脂棉与铝片接触，不要使铅笔芯接触铝片，以免脱落的铅笔芯透过薄薄的脱脂棉层附着在镀层上，造成污染。 2、实验结束后，及时将脱脂棉取下，以免水分蒸发后粘在铅笔上。3.3.6 总结与反思1、实验结果很明显，铝片上镀上薄薄一层铜。2、本实验的优点是所用仪器简单，试剂药品为实验室常见，现象明显，耗时短，趣味性强，但不足是镀层质量不好。3、整个过程中铝片处于被保护的地位，不会发生反应而消耗。3.4 钠和水的实验改进3.4.1 仪器与试剂漏斗、U形管、钢制针头、大头针、橡皮塞、钠、蒸馏水、酚酞试液3.4.2 实验目的 1、验证反应生成的是氢气，同时验证氢气的还原性和可燃性。 2、检验反应后的液体为碱性。3.4.3 实验原理钠和水反应的实验是在培养皿或烧杯中进行的，在这个实验中能观察到滴有酚酞的溶液变成红色，因为钠和水反应生成了氢氧化钠和氢气，氢氧化钠为碱性能是酚酞溶液变红；通过钠小球的游动判断实验中生成了气体，通过验证它的可燃性，证明此气体时氢气。本实验利用特殊的装置来分别验证他们的性质。3.4.4 装置图 3.4.5 实验步骤1、用带有漏斗的橡皮塞塞紧U形管左边，通过漏斗向U形管中注入滴有酚酞的蒸馏水，直至装满整个U形管。2、将一个钢制针头和大头针固定在一个橡皮塞上（注意保证钢制针头的畅通）。3、将2中的橡皮塞迅速的塞进U形管右侧（必须塞紧），钠块接触到水后反应剧烈，产生气体，附近的液体变成了红色。4、反应完全后，在针孔处点燃气体，气体安静燃烧，火焰为蓝色。U形管右边液面下降，而左边液面上升，液体进入到漏斗中。3.4.6 注意事项 1、钠块不宜太大，以防过大反应不充分带来危害。 2、橡皮塞要塞紧，防止漏气，不宜收集氢气。 3、待反应一段时间后再点燃氢气，防止氢气不纯引起爆炸。 4、反应后的溶液为碱性要合理处理，防止腐蚀。3.4.7 实验总结 本实验利用特殊的装置将钠与水的反应及其反应产物进行了验证，现象明显，容易观察，并能合理的利用资源，达到实验现象明显，环保的目的。3.5 焰色反应的改进3.5.1 仪器与试剂 仪器：铂丝，三脚架，蒸发皿 试剂：盐酸，金属盐，乙醇；3.5.2 实验目的 1、通过金属离子特殊的焰色反应来区别金属盐中的金属离子。 2、改进后的实验现象明显，经济，便于操作。3.5.3 实验原理焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。在化学上，常用来测试某种金属是否存在在于化合物。3.5.4 实验步骤1、在一三脚架上放一干燥洁净的蒸发皿，加入10ml无水乙醇，点燃乙醇。2、用药匙取少量金属盐粉末撒入火焰中，立即可看到金属离子在焰色反应中的特征焰色。3、用玻璃棒不断搅拌燃烧的乙醇，焰色可持续到乙醇燃烧完毕。3.5.5 注意事项 1、实验所使用的蒸发皿一定要干燥洁净。 2、加入的乙醇不宜太多，防止点燃时溢出。 3、加入的金属盐粉末均匀的散在蒸发皿中，并用 玻璃棒不断搅拌，时之完全反应。3.5.6 实验对比未改进前（焰色反应-铂丝）改进后（焰色反应-蒸发皿）药品铂丝昂贵，操作过程复杂仪器简单，材料经济，而且操作简便现象现象不太明显现象明显反应时间反应时间短，不宜观察反应时间长，便于观察相同点反应原理相同，最后结论一致3.5.7 实验总结 改进后的实验利用蒸发皿容积大，酒精的易燃性使实验明显，便于学生观察焰色反应所呈现的特殊颜色来鉴别金属盐中的金属离子。与用铂丝做此实验比起来一起简单，材料经济，延长了观察时间，焰色反应更加明显现象，适合在班级中进行。3.6 乙醇与钠的反应 3.6.1 仪器与试剂仪器： 型管（带支管） 锥形瓶 长玻璃导管 铁架台及其附件 弹簧夹 滤纸 酒精灯 多孔塑料网 火柴 小试管 小烧杯 橡皮管 尖嘴玻璃管 小木棒 细铁丝试剂：属钠 无水乙醇 洗涤剂 氧化铜 酚酞 3.6.2 实验装置图3.6.3 实验原理钠与乙醇反应，金属钠非常活泼取代乙醇中羟基上的氢，生成乙醇钠属于强碱弱酸盐能是酚酞溶液变红。反应的化学方程式 2CH3CH2OH+2Na-2CH3CH2ONa+H2 3.6.4实验目的 1、钠与乙醇反应的剧烈程度。 2、验证反应生产的气体和溶液的酸碱性。 3.6.5实验步骤1、检查装置气密性：塞紧塞子a、b，打开止水夹，将尖嘴玻璃管一端伸入 盛有水的小烧杯中，微热型U管，看是否有气泡产生，若有，则气密性良好，若无，则需重新检查安装仪器。2、装药品：取下活塞a，将事先已处理过的约2g的钠包在塑料网中，用细铁丝绑好，细铁丝的另一端插入橡皮塞a中，从U型管的右端口加入无水乙醇。3、将插有钠的活塞迅速塞入U型管中，反应立即开始。在尖嘴玻璃管口处收集气体(用向下排空气法)，验纯。待纯后，在尖嘴玻璃管口直接点燃，用此氢焰加热还原氧化铜，待黑色的氧化铜粉末边成红色后，熄灭火焰，取下尖嘴玻璃管，用橡皮塞蘸取少量洗涤剂，进行吹泡实验。4、待反应结束后，取下U型管，向其中滴加几滴酚酞，溶液变红，说明乙醇钠是强碱弱酸盐。5、拆装置，收拾实验台。 3.6.6注意事项 1、检查装置的气密性。 2、钠块不宜太大，处理余下的钠要进行处理，防止散落引起火灾。 3、反应开始后收集的气体一定要验纯。 4、整个实验过程要进行规范操作。 3.6.7 实验总结 本实验将乙醇与水和检验反应后的生成产物结合起来，使实验现象明显，便于观察，激发学生的想象力，锻炼学生的动手动脑能力。 4、实验总结 通过对以上中学现有的6个实验进行改进，总结如下：（1）、分子的扩散：实验改进后比原实验在实验要方面：有所节约，达到了是要微型化和经济化；在实验现象方面：实验现象明显，便于学生观察；在动手制作方面：给予学生一定的创新思维和发展空间，有利于提高学生对实验的积极性；在反应时间方面：实验时间短，现象明显，节约课堂时间，给课堂教学带来足够的时间。（2）、永久性喷泉实验：经过多次的反复试验，最后确定了用氨气来做本次试验，是因为氨气的溶解性强，可以减短反应时间。对氨气的制取方法也分别做了探究，分别有固固加热（氯化铵和氧化钙），加热液体（浓氨水）。最终确定只加热浓氨水来制取氨气。（3）、金属的电镀：实验结果很明显，铝片上镀上薄薄一层铜，本实验的优点是所用仪器简单，试剂药品为实验室常见，现象明显，耗时短，趣味性强，但不足是镀层质量不好。整个过程中铝片处于被保护的地位，不会发生反应而消耗。（4）、钠与水的反应：本实验利用特殊的装置将钠与水的反应及其反应产物进行了验证，现象明显，容易观察，并能合理的利用资源，达到实验现象明显，环保的目的。（5）、焰色反应：改进后的实验利用蒸发皿容积大，酒精的易燃性使实验明显，便于学生观察焰色反应所呈现的特殊颜色来鉴别金属盐中的金属离子。与用铂丝做此实验比起来一起简单，材料经济，延长了观察时间，焰色反应更加明显现象，适合在班级中进行。（6）、乙醇与钠的反应：实验将乙醇与水和检验反应后的生成产物结合起来，使实验现象明显，便于观察，激发学生的想象力，锻炼学生的动手动脑能力。5、参考文献1 李振华. 几个中学化学实验的改进设计J. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版), 2003, (12-13) . 2 雷功乾,冯腊英. 三个中学化