探索高中化学实验教学的改进与创新设计-精选教育文档

探索高中化学实验教学的改进与创新设计
中学化学教学的魅力在于化学实验，以实验为基础开展化学教学已成为所有化学教师的共识。

那么，怎样才能有效地发挥实验在化学教学中的作用，以适应培养学生创新能力的需求呢？随着时代的进步，课堂教学内容的调整和教学目标的改变，对化学实验进行不断改进和创新，化学实验才能充满生命和活力，保持其在化学教学中的独特魅力。

同时，教师的改进实验的创新意识也会给学生以潜移默化的影响，激活学生的创新思维。

在教学中，我们教师就得考虑对实验进行改进和创新，才能起到事半功倍的效果。

一、对既危险又浪费资源的实验的安全节约改进设计
1.金属钠的燃烧
在学生分组实验中，按课本中介绍的方法，实验过程中可能引起爆炸，十分危险，还会损坏很多玻璃管或蒸发皿。

如选用石棉网，实验后的石棉网肯定被烧坏，不能再次使用，造成很大的安全隐患和资源浪费。

为此，在实验中可以改用铝片作实验仪器。

具体操作方法：把铝片剪成圆形，用手捏成蒸发皿状，将一绿豆大小的钠，吸干煤油后放在铝蒸发皿中，将铝蒸发皿置于三角架上，用酒精灯加热，钠很快便熔化、燃烧。

改进后的实验很容易观察燃烧的现象和产物的色态，金属钠也不会爆炸和飞溅出来，比较安全，冷却后将铝片清洗干净还可再用，节约资源。

2.氯气还是次氯酸具有漂白性
课本在处理有关氯气还是次氯酸具有漂白性的问题时，介绍通过让氯气通过干燥的有色布（纸）条不褪色，然后再通过湿润的有色布（纸）条褪色，以此来说明使布（纸）条褪色的不是氯气，而是氯气与水反应的产物次氯酸，由此说明氯气无漂白性而是次氯酸有漂白性。

这样做要带氯气的发生装置上讲堂，要用很多集气瓶和导气管，要用碱液吸收尾气，很可能漏气污染环境，十分危险、麻烦、累人，并且浪费很多氯气等资源。

为此，在实验中笔者进行创新设计，改用在课前事先用5cm以上的高度无色透明的集气瓶收集干燥的氯气并用塞子塞紧，准备长5cm左右的有色布
（纸）条。

实验时取有色布（纸）条一端1cm左右先蘸点儿水湿润并甩干，要保证不蘸水的部分绝对干燥，然后打开装有氯气的集气瓶的塞子，将布（纸）条伸入集气瓶内，把塞子迅速盖上（以防氯气溢出污染环境），并让塞子夹住布（纸）条干燥的上端，不让布（纸）条落入集气瓶中（以便于稍后观察），当然要保证伸入集气瓶中接触氯气的布（纸）条既有湿润部分也有干燥部分，就可观察到布（纸）条湿润的部分立即褪色，干燥的部分不褪色，接下来还可拿着此集气瓶巡堂让学生近距离观看。

实验现象明显，由此对比不是更能说明氯气无漂白性而是次氯酸有漂白性，而且用过的氯气还可以用于下一个班的氯气与铜的反应实验，真是既能节约资源又能够达到演示实验目的。

又何乐而不为呢？
当然很久以后伸入集气瓶的布（纸）条干燥的部分也会完全褪色，因为布（纸）湿润的部分的水会在集气瓶内挥发或渗透使干燥的布（纸）条全部湿润，所以演示完实验后应该不让学生再观察此集气瓶，宜收藏起来，以免引起不必要的误解。

二、难于成功的实验的成功简便改进
1.铝与水的反应
铝虽然是活泼金属，但由于表面上覆盖了一层致密的氧化膜，阻止氧气和水继续与其反应，因而铝具有较强的抗腐蚀性，通常不与水反应。

根据铝的活泼性，除去氧化膜后的铝与水反应的现象应该很明显，但实验发现，几乎没有什么现象，更谈不上收集氢气并进行检验，以至于学生怀疑铝能否与水反应。

为此，笔者对该实验进行了探究和设计，不仅能清楚地观察到实验现象，还能收集并检验生成的氢气。

取3片0.5cm2宽的干净铝片放入小试管，加入
3cm蒸馏水，然后加3滴酚酞试液，加热3min即可观察到水溶液显粉红色。

反应后水溶液显碱性可说明铝已经和水反应生成碱，因为是铝和水的反应，该碱应该是氢氧化铝，再根据原子守恒可推知反应还生成氢气。

若要收集得到较多的氢气，可向该试管中加入0.5mL的氯化汞溶液放置片刻，倾去溶液后，用水洗涤铝片2～3次，再加水2～3毫升，铝能跟水发生反应，有气体放出，如果现象不明显，可微微加热，因为汞能与铝结合成铝汞齐，扩大铝与水的接触面积，使反应加快，可以很快收集到氢气，另外用试管收集氢气即可点燃。

值得注意的是氢氧化铝难溶于水，应该先加酚酞再加热，以便氢氧化铝一生成就与酚酞充分接触使酚酞显色，否则也很难观察到酚酞变红。

最后如果点燃氢气也要另外用试管收集再点燃，以防爆炸和反应试管中的重金属盐氯化汞溅出，伤及人员。

2.制取乙烯的新法
课本介绍用浓硫酸与无水乙醇混合加热制取乙烯，用此法制取乙烯，由于浓硫酸具有较强的氧化性，反应时浓硫酸不仅具有脱水和催化作用，而且也很容易使乙醇被碳化变黑，同时生成二氧化硫污染环境，并且温度要求的范围也比较窄，副反应较多浪费资源。

为了改变以上不足，如果在仅仅需要制取乙烯的条件下，那么笔者觉得完全可以用另一种药品代替浓硫酸，完全可以起到催化和脱水的作用，又可以避免浓硫酸的缺点。

这种药品就是五氧化二磷（粉末或已吸水呈粘稠状的都可以，绝对不能用磷酸的稀溶液），五氧化二磷吸水后，生成浓磷酸也可以作催化剂。

实验改为可以将lg五氧化二磷与约5m1乙醇均匀混合代替浓硫酸与乙醇的混合物。

其他依照课本，当然甚至连温度计也可以不要，因为本实验要求的温度并不严格，略微加热便可产生平稳的乙烯气流，满足乙烯的性质实验需要，乙醇不会碳化变黑，也不生成二氧化硫污染环境。

把气体通入溴水，红棕色溴水很快褪色，通入酸性高锰酸钾溶液，紫色高锰酸钾溶液褪色。

点燃产生的气体，能平稳燃烧，火焰大又高，能观察到明显的黑烟。

当然了，此法只是作为一种方法而已，如果为了达到实验目的是完全可以使用的，如果要以考试目的来介绍乙烯的实验室制法，此法并不在考试范围，介绍此法还得斟酌再三而后行，所以用此法制取乙烯就一定要把握授课的尺度和技巧，以不增加学生负担为标准。

3.乙炔的实验室制法与燃烧
乙炔的制备实验，按现行教材的装置和方法，实验过程中存在以下几点不足：电石和饱和的食盐水的反应，速度仍然相当快，难于控制。

产生的乙炔气体混有磷化氢、硫化氢等杂质而有特殊难闻的臭味，直接排放到空气中会污染
环境，并且不能让学生闻到纯乙炔的无味。

点燃乙炔这种可燃性气体需要验纯，否则容易引起爆炸的危险。

为了消除磷化氢、硫化氢杂质的干扰和污染，又由于磷化氢、硫化氢容易和铜离子反应生成沉淀，所以改用饱和硫酸铜溶液代替饱和食盐水制取乙炔。

经过尝试发现这样制得的乙炔基本无气味，符合理论上乙炔的无气味，而且通过酸性高锰酸钾溶液和溴水后的尾气排至空气中，污染肯定大大减少。

乙炔可以燃烧，可是乙炔并不像氢气那样瞬间即燃烧完毕，而是较缓慢地燃烧。

检验乙炔纯度时，乙炔靠近酒精灯火焰可以慢慢燃烧，并且可以观察到乙炔燃烧产生大量的黑烟，试管口留下大量烟炱。

所以乙炔燃烧可以改为直接点燃用试管收集到的乙炔，效果与点燃从发生装置的导气管出来的乙炔一样，也能说明乙炔燃烧很不充分，但是绝对不用担心有爆炸的危险。

化学实验的改进和创新方法远不止上文提到的这些，在实际对实验的创新和改进过程中，所使用的方法并不是单一的，往往是多种方法交融并串的综合应用。

化学实验的改进和创新永无止境，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，一定会有更多更合理的创新实验产生。