化学课堂教学中实验教学的创新

河北省唐山市乐亭县第二中学 张若莹

演示实验是化学教学中的重要组成部分，对“化学实验改进创新”的研究学习，我深深地体会到实验的改进创新可以很好地使教师自身的化学素养得到提升，充分掌握不同类型化学实验的基本原理，能提高教师自身的实验操作能力。教师若能深入地理解教材中演示实验设计的意图，再大胆地创设有趣的教学情境，就能很好地激发学生去主动学习，开拓学生的化学思维，培养学生科学地学习化学。

教材上实验的改进与创新到底应该从哪些方面进行呢？结合多年的教学实践，我认为可以从以下几方面进行。

一、演示实验的改进与创新向微型化发展

演示实验是教师在教室对全体学生做的，而不少实验都使用或会产生有毒有害的物质，若化学试剂剂量用得大，必将对教室环境造成污染，且损害师生健康。若将演示实验微型化，分组实验近距离观察，效果明显，且减少了试剂用量，减少了有毒有害物质的使用和产生。

案例1：关于浓硫酸的脱水性实验改进

教材上浓硫酸的脱水性实验步骤为：在小烧杯里加入约20g 蔗糖，用胶头滴管往里加几滴水，迅速搅拌；然后继续滴入大约15ml 质量分数为98%的浓硫酸，充分搅拌。这样实验蔗糖和浓硫酸的用量较多，且在炭化反应过程中，氧化反应生成二氧化碳与二氧化硫等气体直接排放，对教室内的空气会造成一定程度的污染。

改进：在一大试管放大约2g 的蔗糖，然后注入约5mL 的浓硫酸，迅速地用玻璃棒搅拌，塞紧带有导管的橡皮塞，把导管的另一端伸入品红溶液，观察现象。这样改进所使用的实验物品数量减少了，蔗糖的质量从20g 降到2g，浓硫酸的体积也从15ml 降到5ml，实验器材也把小烧杯改为了大试管。

改进后的实验大大降低了实验用品的数量，符合节约的原则，减少了有毒气体的产生，也向学生渗透了绿色化学的理念，同时对培养学生在化学实验中的环保意识具有极大的意义。

二、演示实验的改进与创新向生活化发展

绚丽多彩的生活离不开化学，所以化学实验的改进与创新应该向生活化方向发展，能让学生更好地体会到化学与生活密切联系，而且趣味性强，能极大地提高学生学习化学的兴趣。

案例2：原电池原理的实验改进

准备的实验材料有：（1）铜为生活中废旧插座铜片（也可用硬币）；（2）锌为镀锌的螺丝钉（也可以使用其他较活跃的金属，如铝片）；（3）几根导线，最好导线上带有夹子（用于夹住铜片和螺丝钉）；（4）西红柿；（5）低电压驱动的发光二极管（LED）（可从废旧充电器上拆卸得到）或可找音乐贺卡的发声装置。接通之后，发光二极管会发光或发声装置会播放音乐。

改进后的原料取材于日常生活，趣味性很强，能很好地激发学生的学习兴趣，发光或音乐的使用，原理更清晰，使原电池原理效果更好。

三、演示实验的改进与创新向绿色化发展

绿色化学是时代发展的主题。所以化学演示实验有必要向绿色环保方向改进与创新，既可引导学生树立环保的责任感，又可以培养学生在日常生活中养成环保习惯。

案例3：用铜和稀硝酸制取NO的实验

化学方程式为：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO ↑+4H2O

存在的问题：当两者反应之后，会生成无色的NO 气体，它易被氧气氧化成红棕色的NO2气体，在实验中就很难分辨出反应中到底是产生了哪种气体，且若发生气体泄漏，还会污染环境。

改进方法：将碎铜片放入注射器中，用注射器吸水并将水排干净，目的是保证排净装置中的空气；用注射器吸取一定量的稀硝酸溶液，把注射器上的针头迅速插进胶塞中，确保其隔绝空气，然后将注射器倒放，详细记录所用稀硝酸的体积。观察注射器内的变化情况，反应一定时间后，将无色气体挤入一个装有空气的密闭小瓶里，继续观察小瓶气体颜色是否会发生变化。用注射器吸取少量浓氢氧化钠溶液注入这个小瓶中，并慢慢地摇动小瓶，观察实验现象。

改进后的实验是微型的在缺氧条件下进行，揭开了NO 气体的“庐山真面目”，同时本实验较好地控制了NO 污染，没有把有毒的NO 排放到大气中。这样改进后，操作简便，试剂用量少，现象明显，全封闭，无污染。

四、演示实验的改进与创新向有趣化发展

演示实验是教师一人面向全体学生所做的示范性实验，操作简单，时间较短，但实验现象不太明显，所以学生常觉得实验枯燥。若把演示实验向趣味化方向发展效果会更好。

案例4：NH4Cl 晶体与Ba(OH)2·8H2O 的吸热反应

改进：各组准备一个干燥的小矿泉水瓶，瓶盖分别扎上两个小孔，加入大约20g 的氯化铵晶体，接着加入约20g 的氢氧化钡晶体。瓶口套一个小气球，用力上下摇动，使两者充分混合，观察气球体积的变化。学生摇动瓶的过程，就能直接真切地感受到反应前后温度的明显变化，气球不断胀大，说明产生了气体。实验现象特别直观，学生亲身体会到化学的奥秘，能激发学生学化学的兴趣。该创新实验比教材实验效果好得多，克服了教材实验现象不明显、不容易搅拌的缺点。

五、演示实验的改进与创新向高效化发展

演示实验的改进应该向着实验操作更简单、现象更明显、成功率更高、演示时间更短等的方向发展。

案例5：电解氯化铜溶液的改进与创新

实验用品：启普发生器、底部打2mm 左右小孔的试管、直流电源、碳棒、橡皮塞、导线

实验药品：稀氢氧化钠溶液、稀氯化铜溶液、淀粉碘化钾试纸

实验步骤及现象：

1.将带有碳棒的橡皮塞塞进启普发生器的侧面出口，从启普发生器内注入氯化铜溶液使液面刚好接触碳棒为止。

2.从试管的底部小孔加入氯化铜溶液，赶尽装置中空气，把试管放启普发生器里。把仪器组装好，为缩短两极距离，使试管的底部轻靠在阴极碳棒上。

3. 接通直流电源，可观察到阳极有浅绿色气泡产生，试管内的液体逐渐被排出来。浸入溶液部分的阴极碳棒表面析出了薄层紫红色的物质。

4.当阳极试管中的液面下降到略低于碳棒时，电解就可以自动停止，便看到阳极试管中有黄绿色的气体产生。取出启普发生器中的小试管，引导学生仔细观察，在外界大气压的作用下，试管中残存的液体不会滴下来，收集的气体也不会逸散到空气中。

5.用小试管收集气体，用手指堵住试管靠近湿润的淀粉碘化钾试纸，松开手指，湿润的淀粉碘化钾试纸立即变成深蓝色，可证明气体为氯气。

创新设计后的优点：

1.比较巧妙地利用了启普发生器的结构特点。

2.改装后的装置拓宽了仪器的使用范围，装置稳定且美观，不需要夹持仪器，操作更简单，学生能更好地观察实验现象。

3.缩短了两电极之间的距离，可在很短的时间内完成实验，实验成功率极高。

4.实验是在封闭环境中完成，收集的氯气在试管观察完成后，马上放入装有氢氧化钠溶液的小烧杯中，能保证氯气没有泄漏到空气，充分体现了绿色化学的教学理念。

六、演示实验的改进与创新向一体化发展

通过对教材实验装置的改进，设计出一套能集展示反应现象、安全可靠、操作方便为一体的创新实验装置。

案例6：钠与水反应的实验

实验原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

实验仪器：圆底烧瓶（250ml）、分液漏斗、双孔塞、玻璃导管、橡胶管、尖管、酒精灯、弹簧夹、铁架台（带铁圈和夹子）、烧杯

实验药品：金属钠、煤油、蒸馏水、酚酞试液

实验步骤：（1）进行装置气密性的检验。（2）向烧瓶中加入煤油，约加到烧瓶颈部，然后放入一块约绿豆粒大小钠，然后把橡胶塞塞紧。（3）打开分液漏斗上旋塞和弹簧夹，从分液漏斗向烧杯中迅速加入滴有酚酞的蒸馏水，控制液面到达烧瓶橡胶塞处，把瓶内空气充分排出，然后关闭弹簧夹。（4）让学生观察实验的现象，钠和水反应迅速“熔”成银白色的光亮小球，并有大量的气泡产生，在气体泡的推动下，金属钠在煤油和水的界面上下“跳”动，同时也可以看到水溶液逐渐变成红色。随着反应的快速进行，产成的气泡逐渐变多。液体流回到分液漏斗中，烧瓶内液面逐渐下降，直到圆底烧瓶颈部以下，煤油层液面渐渐变薄，钠和水接触的时间变长，两者发生剧烈的反应。（5）把分液漏斗旋塞关闭，然后打开弹簧夹，收集一小试管气体并验气体的纯度。因为反应前，烧瓶内空气已经被排干净，检验纯度的操作也可以省去。点燃尖嘴管处的气体，若火焰呈淡蓝色，在火焰上方罩的干冷的小烧杯内壁上有液滴生成，说明收集的气体为氢气。

创新后的优点：现象明显，便于观察；容器封闭，安全可靠；收集的气体纯净，放心点燃；装置简单，操作方便。

总之，化学演示实验改进与创新有很多地方可探讨，需要智慧的化学教师引导学生记录和总结在演示实验中遇到的各种问题，经常思考交流，这样教学中必将收到意想不到的效果。