探究新教材中的实验设计，本文主要内容关键词为：新教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中化学新教材的编写，依据新的课程计划和新的教学大纲，体现和渗透了新的教学思想和观念。与传统教材相比，新教材无论在教学内容还是在结构体系上都作了比较大的变动，体现在实验内容方面，删除了部分对环境有污染的演示实验，如“实验室制取硫化氢”，“苯跟溴的取代反应”；对部分传统实验在仪器的选用上作了改进，如分组实验“中和滴定”用碱式滴定管而不用量筒来量取未知浓度的NaOH溶液的体积，使之更合理，更具科学性；增添了不少新的演示实验和分组实验，如“化学反应中的能量变化”，“铁与水蒸气反应”等。在新增实验中，有不少实验在演示效果和实验的成功率方面还有所不足，尚需我们去不断探索和改进。我对一些实验进行了研究和试验，现提出自己的改进实验设计。
一、铁与水蒸气反应实验
新编高二课本的“铁与水蒸气反应”演示实验有两个不足之处：（1）玻璃管里还原铁粉和石棉绒混和，由于石棉绒传热较慢，铁粉不易很快获得高温变红热。（2）干燥管里用固体干燥剂（如无水氯化钙），当玻璃管导出的气体有过量的水蒸气，遇冷会在干燥管里很快液化，使固体干燥剂溶化，致使干燥作用失效，因而实验不易成功。
为解决上述问题，我改进了实验的设计。
1.设计原理。（1）还原铁粉很快获得足够高的热量。把还原铁粉加水搅成糊状，直接涂于耐高温玻璃管内壁，并在玻璃管内放光亮的细铁丝圈，这样加热时，铁粉及铁丝能很快受热变红，与水蒸气充分反应。（2）干燥剂稳定有效。干燥剂改用浓硫酸，以洗气瓶盛装，足量的浓硫酸有效洗去水蒸气，经干燥的氢气顺利通过。
2.装置（如图1）
图1 装置图
3.实验步骤
（1）玻璃管内壁涂还原铁粉环约10cm宽（预先用酒精灯烘干），再在管内前、后、中间放三段用砂纸擦亮的螺旋状细铁丝圈。烧瓶里盛水用开水，以缩短实验时间。按装置图连接好仪器。（2）打开弹簧夹，加热产生水蒸气后一会儿，即用喷灯加热玻璃管，当喷灯火焰把铁粉烧得红热，可观察到浓硫酸洗气瓶里不断有气泡产生，当气泡连续均匀时，可用试管收集气体验纯。（3）验纯后，直接在导管口点燃，会观察到氢气火焰燃烧，现象十分明显。整个实验约需5分钟。
4.实验注意。（1）使用喷灯加热玻璃时，要适当移动喷灯，避免玻璃管的一处因过热而熔化烧破。（2）实验完毕，要先关闭弹簧夹，再熄灭喷灯和酒精灯，防止浓硫酸倒吸。
二、乙酸钠水解反应
在新高二化学课本的学生分组实验“电解质溶液”中，有一个重要实验乙酸钠水解反应，这个实验看似十分简单，但要做成功却不很容易。乙酸钠是强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，升高温度促进盐类水解，OH[-]浓度变大，依实验要求应有：在乙酸钠溶液里开始滴入酚酞试剂显浅红色，加热后变深红色。但常常是先滴入酚酞试液不显色，加热后显红色不深。失败的原因是什么？我进行了认真的研究：
1.影响实验的因素。教本没有提及乙酸钠溶液的浓度，影响实验效果是否只与乙酸钠溶液的浓度有关？还有其他因素吗？我经多次实验分析，发现既与配制的溶液浓度有关，也与配制的溶剂水有关。
（1）溶剂水：首先，配制乙酸钠溶液不能用自来水，因自来水用氯气消毒后pH＜7，显酸性。要用蒸馏水，一般也要检测其pH值是否等于7，因我们实验室使用的简单蒸馏法难于制得高纯度的蒸馏水，普通蒸馏水pH值往往也略小于7。影响pH值的因素主要是水源。通过水厂处理过的自来水，其中还尚存在一定的杂质，这些杂质尤其是挥发性的、易溶于水的化学杂质（例如二氧化碳等），往往在蒸馏加热过程中挥发成气体，而在冷凝过程中又重复溶解于蒸馏水里。
（2）乙酸钠溶液的浓度：我经过用不同浓度的溶液对比试验作了一个统计，列表如下：
表1 不同浓度的溶液对比试验统计
┌──┬────┬────┬────┬─────────┐
│编 │乙酸钠溶│乙酸钠溶│酚酞试液│实验现象 │
│号 │液的浓度│液的体积│ 的用量│ │
││││├───┬─────┤
││ （％）│ （mL）│（滴数）│加热前│ 加热后 │
├──┼────┼────┼────┼───┼─────┤
│ 1 │5
│3
│2
│不变红│ 浅红色 │
├──┼────┼────┼────┼───┼─────┤
│││││ │ 红色略 │
│ 2 │10 │3
│2
│浅粉红│ 有加深 │
├──┼────┼────┼────┼───┼─────┤
│││││ │ 深红色 │
│ 3 │15 │3
│2
│浅粉红│ （明显）│
├──┼────┼────┼────┼───┼─────┤
│││││ │深红色（十│
│ 4 │20 │3
│2
│浅红色│分明显） │
└──┴────┴────┴────┴───┴─────┘
从上表实验结果可知，乙酸钠溶液的浓度大小对实验效果是有影响的。浓度太小，加热前后，溶液颜色变化不显著，适宜的浓度是15％～20％，效果显著。
2.实验操作方法。（1）预先处理蒸馏水，测蒸馏水的pH值如小于7，把蒸馏水放在烧杯里，加热煮沸2分钟，使溶解其中的二氧化碳等酸性气体挥发掉，冷却后装入容器密闭备用。（2）实验时，用上述的蒸馏水配制15％～20％的乙酸钠溶液，按实验步骤，取3mL乙酸钠溶液在试管里，滴入2滴酚酞试液（酚酞试液浓度稍大些，每升90％乙醇中溶解2克酚酞为好），即显浅粉红色。再分成两份，一份加热即变深红色，一份对比，现象就十分明显。
化学是一门以实验为基础的学科，加强实验教学是提高教学质量的重要一环。教师要做好实验，尤其是演示实验的效果要明显。实验本身是一门科学，现在新教材给我们提供了许多的实验，这些实验对教师和学生都起到了重要的指导作用。我们应当对这些实验的设计不断去学习，不断去探索，有所发现，有所创造，从而提高自身的科学探索水平，以达到优化教学过程，提高教学质量的目的。