基于定量定性转化的辩证思维创新化学实验教学

摘 要：以培养学生定性定量转化的化学辩证思维为出发点，利用注射器等仪器组装设计了氢氧化铝制备的教学实验，改变传统教材上试管滴定实验的繁杂，增强了实验的可操作性、便捷性和趣味性，提升了教学效果，巩固了学生的定性定量的辩证思维。

关键词：定量定性；辩证思维；氢氧化铝；创新设计；教学实验

一、 问题的提出

实验教学是化学学科教学中最基础的部分之一，也是化学教学中不可替代的教学工具。在以往的传统中学化学实验教学中大都是侧重定性实验，较少有注重定量实验的教学。新课程理念的化学教学应该要注重培养学生的辩证思维，定性与定量的化学思想，把化学的定量实验与定性实验巧妙地完美地结合在一起。

铝及其化合物是高中化学必修一当中的金属知识的重要组成部分，但传统上的氢氧化铝的制备教学，都是老师进行演示的，繁杂的试管滴定实验，再让学生观察现象分析，或者是小组试管滴定实验，很难体现学生的主体地位和发挥教师的主导作用。这就为其教学进行创新实验提供了很大的可能性。这就需要教师在充分理解实验目的、实验原理、实验方法及实验过程的基础之上，再实际结合自己的条件以及学生的学习接受情况对实验进行大胆的创新改进，对实验仪器进行改进，来设计和教学氢氧化铝的实验室制备的创新实验。

二、 实验改进

（一） 实验目的及原理

控制滴加氯化铝与氨水的顺序以及滴加的体积量，观察现象，探究氢氧化铝生成的比例。氯化铝与氨水以1∶3的比例反应会产生沉淀，涉及的化学方程式是3AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3+3NH+4，还可以将氨水换成氢氧化钠，探究氢氧化铝的制备为什么不用氢氧化钠，利用注射器进行装置的创新实验装置就很巧妙地把化学定量实验与定性实验很好地结合在一起，而且装置也比较简单，容易操作，非常适合学生独立地完成，培养辩证思维。

（二） 实验仪器及用品

仪器：注射器三个，大试管一个，铁架台一个，橡胶塞一个。

试剂：AlCl3溶液、氨水（NH3·H2O）、NaOH溶液。

（三） 实验步骤

（1） 向两支三支注射器分别装入AlCl3溶液，氨水（NH3·H2O）和NaOH溶液；将注射器与大试管进行组装，左边注射器装AlCl3溶液，右边注射器装氨水（NH3·H2O）。

（2） 先打开左边止水夹，缓慢推动注射器，推加一点AlCl3溶液之后，再打开右边止水夹，缓慢推动氨水（NH3·H2O），观察现象，如反复，直到出现沉淀时，记录下实验现象和注射器读数。

（3） 打开橡胶塞，倒掉实验废液。先打开右边止水夹，缓慢推动氨水（NH3·H2O），打开左边止水夹，缓慢推动注射器，再推加一点AlCl3溶液，观察实验現象并且记录下来。

（4） 打开橡胶塞，倒掉实验废液。将右边注射器装的氨水（NH3·H2O）换成NaOH溶液，先推加AlCl3溶液，再推加NaOH溶液，然后观察记录现象。

（5） 打开橡胶塞，倒掉实验废液。先推加NaOH溶液，再推加AlCl3溶液，观察记录现象和注射器读数变化量。

（6） 实验结束后，取下注射器，倒掉实验废液，然后再打开橡胶塞，倒掉实验废液，清洗实验仪器。

（四） 实验现象和结论

先推加一点点AlCl3溶液，再缓慢推动氨水（NH3·H2O），一开始没有实验现象，慢慢滴加会出现沉淀，这时候右边体积的变化量差不多是左边体积变化量的3倍。而（3）步骤中观察到的实验现象是一开始就有沉淀的，是因为OH-一开始就过量了，就会生成氢氧化铝了。（4）步骤中的现象是一开始有沉淀但是非常快就消失不见了，几乎快到看不见，因为NaOH溶液OH-浓度太高极易发生Al（OH）3+OH-AlO-2+2H2O的反应。（5）步骤几乎没有现象，与步骤（4）现象相差不大，因为一开始的时候就会发生如方程式为Al（OH）3+OH-AlO-2+2H2O的实验变化，无法直观地看出现象变化。因此，氢氧化铝实验室制备要选用AlCl3溶液和氨水，并且要控制它们的用量比例。

三、 本实验改进的意义

（1） 课堂中对于氢氧化铝制备的探究，原实验只能通过观察沉淀与否现象说明问题，改进后的实验不但可以观察现象变化，还可以方便读取液体体积的变化，用具体数据说明试剂比例关系，这是采用了定性的实验与定量的实验互相结合的化学研究方法，以此来实现定性思维与定量思维的互相转化。

（2） 传统氢氧化铝实验制备是繁杂的试管滴定实验，本次创新实验设计是以注射器与试管的组装为实验仪器，医用注射器小巧灵活，操作简便，廉价易得，而且可作为滴管和量筒使用来进行化学实验，使实验更加方便，简约，增添趣味，简化实验。

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[5]欧阳俊坚.医用注射器在新教材实验中的创新应用[J].课程教材教学研究（教育研究），2012（5）：42-43.

作者简介：

黄巧玲，福建省福州市，福建师范大学化学与材料学院。