中学化学实验改进的研究进展

高长禹

（重庆市涪陵第五中学校，重庆涪陵 408000）

化学是一门以实验为基础的学科.化学学说和理论的确立往往是从实验得到启发，又通过实验予以验证和完善.[1]化学实验是中学化学教学的一个重要组成部分，在中学阶段培养学生的化学实验技能是整个教学环节中的最重要一环.然而，在短短的课堂教学过程中，既要做到将演示实验成功展示给学生，更重要的是要让“演示实验”发挥其在教学过程中的积极作用，这无疑对演示实验有很高的要求.但是现行的教材大都使用比较经典的实验作为演示实验，许多都比较陈旧.随着社会的高速发展，许多先进的实验仪器也不断产生，所以对比较陈旧的演示实验进行改进是有必要的.

1 装置改进

现行的中学课本中的某些实验，由于装置材料的搭配欠佳等原因而导致实验现象不明显或成功率不高，影响了实验的效果，对课堂教学起负作用.因此，实验装置的改进能使得实验效果更加明显，这是认识深化的必然，也是表现教学创造能力的过程.

褚人希对铜与稀硝酸反应实验装置进行了改进，[2]通过通入与NO不反应的气体（如CO2）赶尽装置中的空气，使得可以清楚的看到无色NO气体变成红棕色的NO2气体.唐美春对二氧化碳比空气密度大的试验装置进行了改进，[3]将集气瓶中的二氧化碳沿着纸卷喇叭筒大口倒入置有着火蜡烛的集气瓶中，不是将二氧化碳直接倒入烧杯中；二支蜡烛不是放在呈梯形状曲折的铁片上，而是一支长一支短.宋济凡对氢气性质（比空气轻）的演示实验改进，[4]使演示实验做起来轻松，现象明显、效果好.张月梅等对 SO2催化氧化实验、H2SO4电离实验、电解食盐水、胶体的电泳、H2S和SO2反应的实验、Fe（OH）2制备新方法以及硅酸胶体制备和性质实验的装置进行了改进.[5]王鹏飞对钠与水的反应试验装置进行了改进.[6]吴慧对电解水实验进行了改进，[7]利用废弃的饮料瓶做电解池，用铁钉做电极，用10%的磷酸二氢钾溶液代替稀硫酸或稀氢氧化钠溶液，这样所用装置极易得到，又不需用稀硫酸或稀氢氧化钠.杨玉萍对二氧化硫气体的性质演示实验装置进行改进，[8]增强了实验的鲜明性和趣味性.罗宿星等对铜与浓硫酸反应的实验装置进行改进，[9]他们认为现行中学化学教材中该实验设计不完善，原实验装置反应易产生 SO2等有毒气体，对环境造成污染，他们就此提出改进意见，使反应过程密闭，减少了有毒气体对环境的污染.

2 药品改进

随着社会的高速发展，生活越来越追求绿色化，所以我们的实验药品除了操作更安全、快捷、方便，更要求污染小.这样在实验过程中，不仅仅让学生学到了课本知识，也能培养学生的环保意识，但现在的课本中有些实验的设计有不足之处，如实验现象不明显，产生有毒气体，或者产生的气体会污染环境等，这样的实验就需要改进.

龙汉斌等在电解水的实验中对药品做了一些改进，[10]把H2SO4溶液和NaOH溶液的浓度降低了，这样既环保，又能得到较好的效果.龙汉斌等还对木炭还原氧化铜实验和氢气还原氧化铜的药品做了改进，黑色氧化铜粉末改为氧化铜片.增大氧化铜与氢气的反应接触面，使实验现象明显，反应迅速，温度要求不高.褚人希对实验室制取乙炔用电石与水反应进行了改进，[2]改为用酒精代替水，尝试用75%的医用酒精来代替水与电石反应，反应速率显著减小，得到的乙炔气流比较平稳，做其它相关实验时效果较好.徐春秀探究了不同催化剂对甲烷制备实验的催化效果，[11]氧化钙或二氧化锰为催化剂的方案较佳.以氧化钙为催化剂时虽然产气较慢，但在一定范围产气较稳定，且实验对试管的腐蚀程度最小.而以二氧化锰为催化剂时产气“稳”和“快”，催化效果较好.制备甲烷时，醋酸钠、氢氧化钠和催化剂（氧化钙或二氧化锰）的最佳质量比为6﹕3﹕2.

3 反应条件的改进

现行中学课本中的某些实验由于反应条件的原因，使得实验现象不明显，实验条件也需要在教学过程中不断改进.

雷功乾认为，教科书上在较高气温下检查装置的气密性效果不好，他们对条件进行了改进，把导管的一端浸在盛有两滴红墨水的清水烧杯中，然后再把试管浸入冰水中冷却，观察现象，如果装置不漏气，导管在水中的一端会上升一段红色的水柱.如果装置漏气，则没有这种现象发生.[12]他们还对氢气还原氧化铜的实验进行了改进，将盛CuSO4白色粉末的支管与之反应生成蓝色 CuSO4.5H2O，证明生成物的液体是水而不是其它物质.[12]蒋绍旺对红磷—白磷转化演示实验进行了改进，[13]通入二氧化碳隔绝氧气使得效果明显.

4 其他改进

在近几年的实验改进中，除了实验装置、实验药品、实验条件的改进之外，还有其他一些改进.

李振华对分子扩散实验进行了改进.[14]宋济凡对证明金属活动顺序实验进行改进，他采用磁铁不能吸引锌片而能吸引铁片的原理，将薄锌片浸入硫酸亚铁溶液中，一会儿取出后干燥，再用磁铁吸引，则能看到锌片被磁铁吸住，可证明锌片上附有铁物质，即锌可以置换铁；同样的原理证明铁可以置换铜，所以锌比铁活泼，铁比铜活泼，进一步可推断出金属活动顺序.[15]王鹏飞对氧气的实验室制法实验进行了原理上创新，[16]通常使用硫酸钾与二氧化锰作催化剂或者是直接加热高锰酸钾固体.过氧化钠（Na2O2）与水反应也可得到氧气，在有氨气的实验室制法中，可以使用铵盐（氯化铵）与碱（碱石灰）按照一定的比例（质量比5﹕8）来制.吴慧对混合气体产生爆鸣实验进行改进，[7]用电解水（10%NaOH）溶液的方法得到氢氧混合气体，点燃浮在发沫剂中的混合气体产生爆鸣.孙旭等[17]以11个实验为例进行了改进，分别是H2、CO2、O2等气体的制取；炭粉吸附色素实验；炭还原氧化铜实验；自制和改造仪器，他们用牛皮纸信封做成漏斗，再经过处理使其实用且不易摔碎，他们还用胶卷暗盒制作的酒精灯增温护焰罩，能使酒精充分燃烧等等.[18]电解水实验、配制较浓的石灰水、培植铜树、注射器实验、滤纸实验、证明分子间有间隔、检验中和反应生成的水.赵立国采用三种改进方法对中学化学教材中铁与硫反应实验的改进.[19]

综上所述，是对近几年中学实验改进的总结.当然，随着新课程改革的不断推进，课堂教学中演示实验也还需要更多的与时俱进，在教学过程中利用实验培养学生对科学和科学方法的兴趣，培养学生的综合素质，是中学教师义不容辞的责任.参考文献：

[1]刘正贤，施其康，华长庆.中学化学实验大全[M].上海：上海教育出版社，1994，2.

[2]褚人希.关于中学化学实验改进的探索与思考[J].科技文汇，2008（6）.

[3]唐美春.一则中学化学演示实验的改进[J].实验教学与仪器，2001（4）.

[4]宋济凡.化学实验教学中的两例小改进[J].实验教学与仪器，2001（4）.

[5]张月梅，何晓燕，欧阳艳.一组中学化学实验的改进[J].伊犁师范学院学报，2002（3）.

[6]王鹏飞.中学化学常见实验的改进方法[J].教学与管理，2008（6）.

[7]吴慧.中学化学实验的三个改进方案[J].呼伦贝尔学院学报，2001（2）.

[8]杨玉萍.高中化学教学部分实验的改进方法初探[J].中国现代教育装备，2011（12）.

[9]罗宿星，勾华，伍远辉.铜与浓硫酸反应实验装置的改进[J].遵义师范学院学报，2011（2）.

[10]龙汉斌，蔡凌云.几个中学化学实验的改进[J].黔东南民族师范高等专科学校学报，2004（3）.

[11]徐春秀.高师中学化学教学论中甲烷制备实验的教学改进研究[J].江西化工，2011（2）.

[12]雷功乾，冯腊英.三个中学化学实验的改进[J].遵义师范学院学报，2005（1）.

[13]蒋绍旺.中学化学实验的改进与创新[J].大学时代，2006（6）.

[14]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（4）.

[15]宋济凡.化学实验教学中的两例小改进[J].实验教学与仪器，2001（4）.

[16]王鹏飞.中学化学常见实验的改进方法[J].教学与管理，2008（6）.

[17]孙旭，黄新阶.中学化学实验设计与改进的研究[J].化学教育，2007（12）.

[18]漆勇.“物理化学实验”实验方法改进[J].重庆三峡学院学报，2000（1）.

[19]赵立国.中学化学教材中铁与硫反应实验的改进[J].教学与管理，2010（9）.