高中化学实验方法的改进

高中化学实验方法的改进

王敏

王敏

河南省伊川高中，河南洛阳471000

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）05-0000-01

摘要:化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础，是检验化学科学知识真理性的标准；是化学教学中学生获取化学经验知识和检验化学知识的重要媒体和手段，是提高学生科学素质的重要内容和途径。以实验为基础展开化学教学，最大限度的发挥实验在化学教学中的作用，使化学实验教学更切合教学改革的潮流、适应素质教育和创新教育的需求。

关键词:化学教学；化学实验；实验技法

一、优化组合技法

组合技法就是将一些相关的化学实验按某种关联因素或特征进行新的组合，构成新的实验方案的实验创新技法。爱因斯坦曾说过：“我认为，为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。同样，有的化学实验，按一些共同特征或功能进行合理组合使其具有某种新的功能也是对原有化学实验的一种创新。例如“cu和浓HNO的反应——彩色喷泉实验群”。实验步骤与现象：在烧瓶中滴加..4mL浓硝酸，并在靠近橡皮塞(预先将石蜡熔融均匀涂抹在橡皮塞上)的长导管上缠上螺旋状粗铜丝，缓缓倒置烧瓶，接上一个盛水的塑料瓶，装配好。铜与浓酸即开始反应，红棕色气体由下而上充满烧瓶，空气被排出，塑料瓶中有气体逸出，逸出的少量气体被收集在气球中。当整个烧瓶充满二氧化氮气体时，用手挤压塑料瓶，使少量水进入烧瓶，立即形成美丽的蓝色喷泉。实验结束，烧瓶中剩余气体的体积约占烧瓶体积的1／3。

上述实验将铜与浓硝酸反应的实验、二氧化氮与水反应的喷泉实验巧妙地组合在一起。装置简单、仪器少；两个反乳氮体积与参加反应的二氧化氮体积的关系)。在课堂教学中使用该实验不仅能激起学生强烈的学习欲望，使学生牢固掌握相应的化学知识，而且能形成良好的教学气氛。

运用组合技法创新化学实验应注意下列问题：(1)组合并不是几个化学实验的简单联接和共同演示，经过组合的实验应具有原先实验所不具有的教学功能，能获得..1+1)2的教学效益。(2)组合应是在对原先实验进行变形的基础上再将它们进行的有机融合，切忌将一些并不相干的实验生搬硬套地拼凑在一起。(3)组合的实验应易操作、仪器装置应简单明了。小而简的组合的实验效果则更佳。

学习碱金属时，学生尝试制作出“钾水炸弹”。根据启普发生器制气原理，让学生制出土洋味结合的多种简易发生装置。学习硫酸，让学生设计十种方法区别一瓶硫酸是浓的还是稀的；用十五种不同类型实验鉴别一瓶是食盐水还是纯水；让学生尝试用废铝和纯碱制取H2等。

二、仿生模拟技法

模拟技法指用学生比较熟悉的感性实验材料来形象地说明学生平时较难观察的生疏现象。中学化学中有许多与生产生活实际相联系的教学内容，设计实验来模拟这些内容，使学生在获取鲜明直观的印象的同时，萌发强烈的探究欲望。如运用实验模拟沼气池产生沼气的过程：

实验原理：废气有机物(如植物残体)在缺氧条件下被微生物发酵分解，产生的气体即为沼气，其主要成分为甲烷。

实验步骤：将人尿、新鲜猪粪或牛粪、池沼底部或阴沟里的黑臭污泥、米糠或麸皮按一定比例混合置于..A瓶发酵，通过漏斗向A瓶加入适量水并使漏斗下端没入水中，将..B中盛满水，c中盛适量水，按上述装置图将各部分联接好，夹紧弹簧夹，将装置放在温暖处。

观察方法及现象：通过观察..B瓶和..C瓶水位高低来判断生成气体的多少，大约一周后，B瓶水位明显下降，此时松开弹簧夹，在尖嘴管处点燃所得气体，可发现气体能够燃烧，火焰为淡蓝色。

上述模拟沼气池产生沼气的实验适用于课外活动或家庭小实验。此外，学习原电池，指导学生用废弃物制作瓜果电池，使生日贺卡上的小小红灯发光。学习“吸氧腐蚀”，设计钢铁生锈条件的探索实验，制作铁炭盐暖炉或热袋，温度可达..60摄氏度以上，适宜冬天学生取暖。

三、狂想变更逆向技法

逆向技法是沿着事物的相反方向，用反方向探求的思维方式对现有的实验设计进行逆向思考，从而提出新的实验设计的实验创新技法。逆向技法有以下..4种常见类型：..

1.功能反转从事物的相反功能去设想和寻求解决问题的新途径，从而获得新的实验设计。例如稀释浓H2sO时强调将浓HSO沿器壁缓缓加入水中，且应边加边搅拌。若将水加入浓H2SO中，则会造成严重后果。利用一个安全的实验将水加入浓H2sO中这一违规操作造成的后果展示给学生，可以提高学生的安全意识。(详见《化学磁性教法与创新教育教程》)

2.结构反转从已有实验的相反结构形式上来设想和寻求解决问题的新途径。例如在演示完用碳棒(惰性电极)电解..CuC1溶液的实验，引导学生弄清电解原理后，将原实验中阴阳两根电极(此时阴极碳棒上已附着红色的铜)调换再进行电解，一段时间后改作为阳极的碳棒上附着的铜消失。刷“异性相吸，极性交错”原理作为电化学知识的武器。显然将阴阳两极调换后，可以为非惰性电极作阳极时的电解原理的学习设置探索情境。

3.因果反转从已有事物的果关系出发，变因为果的去发现新的现象和规律，寻找新的实验设计。例如很多教师在铁的钝化的教学中的做法是：先告知学生铁在浓硝酸中可以被钝化，再用实验来验证(由因及果的验证)。我们的做法是：将预先放人浓硝酸中的铁取出洗净，用它来与硫酸铜溶液反应，却置换不出铜，以此来激起学生的认知冲突(由果及因的探究)。

4.状态反转根据事物的某一属性(如动与静)的反转来创新化学实验。例如课本中制备溴苯的实验中是将溴和苯先加入烧瓶，然后向烧瓶中在加入铁粉(即溴和苯静、铁粉动)，由于反应物已全部加入烧瓶，加入催化剂后，反应剧烈无法控制，导致溴挥发从导管溢出而达不到预期目的。我们采取先将铁粉加入烧瓶，将溴和苯的混合液加入分液漏斗，通过分液漏斗的活塞来控制加液速度(即铁粉静、溴和苯动)，从而克服了原实验的缺陷。

总之，化学实验的创新技法远不止上文提到的这些，在实际对实验的创新过程中，所使用的技法并不是单一的，往往是多种技法交融并串的综合应用。化学实验的创新永无止境，各种现代化媒体与化学实验的结合为实验创新提供了广阔的领域，只要我们勤于探索、勇于开拓，一定会有更多更好的创新实验作品问世。