中学化学实验的改进，本文主要内容关键词为：化学实验论文,中学论文，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。
化学是一门以实验为基础的自然科学，以实验为基础是化学学科的重要特征。高中化学新课程改革将化学实验提到一个全新的高度，实验在地位、功能、内容以及教与学的方式等方面部发生了较大的变化，并从实验探究、实验事实、实验史实和实验方法论等角度重新阐释了以实验为基础的涵义，“突出化学的学科特征，更好地发挥实验的教育功能”。
笔者在研究中学化学教材中的化学实验后，发现中学化学教材中部分实验在设计上存在一些不足，不适应当前教育教学发展的需要。具体反映在：部分实验结论不能体现科学的严谨性，装置材料的搭配欠佳，操作复杂，实验现象不明显或成功率不高；实验的内容、方法、技巧手段较为陈旧，实验现象不够直观、鲜明；实验对环境存在污染，在安全性和环保性上还不能达到要求；缺乏各学科之间的相互渗透，不能体现化学的社会化，不能满足当今高科技发展的需要。针对这种情况，教育工作者有必要对化学实验进行改进，这是化学教学的需要，也是社会发展、全面实施素质教育的需要。笔者现就中学化学实验的改进谈几点粗浅的认识。
一、紧扣化学课程标准，充分理解教材编写者的设计意图
《化学课程标准》是指导中学化学教学的纲领性文件，它规定了化学教学内容的范围和深度。化学实验的改进或增补应严格遵循课程标准的要求，使其成为实现化学课程目标的有效手段。化学教材是教和学的主要载体，是化学课程标准的具体化。现行的几种版本的中学化学教材在编排上都形成了完整的化学科学知识体系，实验的编排是这一知识体系的重要组成部分，是大量专家和一线教师集体智慧的结晶。优秀的教材在实验教学编排上有自己完整的体系，有其自身的规律，如对仪器的认识、使用由简到繁、逐渐增多；各种实验基本技能的训练由教师示范到学生逐步掌握是有计划地安排的；在化学实验教学中对学生观察、分析能力的培养也是循序渐进的。中学化学教材中的化学实验都是经过教育教学专家反复论证后选择入编化学课本的，具有较强的权威性，因此，要进行中学化学实验改进的难度是很大的。实验的设计与改进，一定要明确实验编写者的设计意图和在教材中的作用，以及存在的问题。改进必须遵循实验教学自身的规律和学生的认识规律，要在不违背教材编排科学性的前提下进行。例如，对初中化学实验的改进，宜装置简单、原理涉及单一、操作简便，随着学生接触的实验多了，化学知识更丰富了，再逐步提高化学实验的综合性和复杂程度。在改进实验时，一定要认真考虑实验的改进是否有价值，是否有助于化学概念的形成或化学原理的说明。
二、体现探究性和开放性，全面提高学生科学素养
探究性和开放性实验是从发展学生思维能力出发，将实验变成学生创造性学习的手段。在教师的指导下，学生通过亲自探索新知识、亲自实验，去认识化学概念和规律，有利于对学生进行科学方法的初步训练。第八次课程改革背景下各种版本的化学教材在化学实验的设计上较之过去教材中的化学实验更具有探究性和开放性，但在具体形式和程度上，还需进一步斟酌和思考。教师要精心设计实验教学过程，尽量设法提高每个实验的智力价值，使整个教学过程充满启发性、思考性。
例如，下面利用不同仪器对中学化学简易启普发生器的改进（图1）就充分体现了探究性和开放性，对培养学生的创新思维大有益处。
图1 简易启普发生器
然而，像关于溴与乙烯加成的演示实验，把溴水的褪色完全归因于溴与乙烯发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，其科学性就不够严谨。事实上，即使不存在生成1,2-二溴乙烷的反应，溴水也会褪色，因为乙烯与溴水可以发生下面的反应：
这是一个可用于制备邻溴乙醇的反应，不能认为是一个可忽略的副反应。若将实验中的试剂改为溴的四氯化碳溶液，其科学性就严谨得多，有利于培养学生严谨的科学素养。
三、实验的改进应考虑课堂教学的实际需要
实验的改进应考虑课堂教学的实际需要，应有利于调动学生的学习兴趣和积极性，有利于完成该节课的教学目标。新课的讲授往往以单独的实验为主，也可以将该节课涉及的实验进行整合。复习课则可设计、增补综合系列实验，以实验为线索引导学生进行复习。实验课的设计应注意如何把实验简化，使之仪器简单，需时少，易成功，无危险。
例如，在做铵盐的分解实验时，学生容易将氯化铵的分解与碘单质的升华混淆，为突出分解的化学特征，笔者将演示实验作了改进（图2），通过pH试纸的颜色变化和洗气瓶中的白烟，让学生清楚地认识了氯化铵分解过程一系列现象的化学本质，取得了满意的教学效果。
又如，
的热稳定性实验，教材基本上是将2种药品分别加热。如果将2个实验进行整合（图3），加热后很快就可看见A试管内的澄清石灰水变浑浊，而B试管内的澄清石灰水无变化，既增强了对比性，又节约了实验时间。
图2 氯化铵分解实验
图3 的热稳定性实验
四、力求装置简单、药品节约、现象明显
实验现象明显，可见度高，实验结论的得出要直接，这是化学实验改进成功的标志。实验现象应在药品节约的前提下越明显越好。仪器装置简化的目的是为了突出重点、便于观察。然而，当简单性与直观性发生矛盾时，应服从直观性的需要。
例如，乙酸乙酯的制取实验改用W形管（图4），然后水浴加热，可使药品用量少，反应快，现象非常明显。
图4 制取乙酸乙酯的微量装置
又如，高中化学选修教材中的“
制备实验”改用Y形管（图5），待2中反应结束后关闭止水夹，将1,2混合，生成的沉淀既能较长时间保持白色，又能让学生清楚地观察到转变为
的过程。这样的改进既节约了药品，又增强于实验效果。
图5 制取的微型装置
五、提高实验成功率，缩短实验时间
化学实验是为配合课堂教学内容进行的，时间过长会影响教学的进度。为保证实验在预定的时间内顺利完成，教师应探究实验原理，寻找最佳反应条件，研究反应物的数量关系和形态，考虑影响实验的各种因素。提高实验成功率，使实验准确及时完成，这是实验改进的重要原则。
例如，实验小组设计碳与浓
的实验，开始是将灼热的木炭投入浓中，因热量迅速被溶液吸收，故无法获得预想的实验效果，且浪费了大量时间。后来，笔者设计了如图6所示的装置，将浓滴到灼热的木炭表面，获得了满意的实验效果。
图6 碳与浓的实验
六、确保实验安全，防止环境污染
中学化学涉及一些易燃、易爆、腐蚀性强及有毒气体逸出的实验。在实验教学中，确保学生安全、防止师生中毒及环境污染是实验设计与改进的重要内容。这可从改进仪器装置、增加防护措施、提高实验技巧等多方面加以研究。教师可以将制备物质的发生器、该种物质多种性质实验的反应装置以及尾气吸收和转化装置，根据每个化学实验的具体特点进行组合，组装成一套可控的完全封闭的系统。实验过程中的反应物、生成物、副产物以及尾气等物质均控制在该系统之中，凡是有毒有害、易燃、易爆的物质都在封闭系统里完成吸收、转化，从系统中释放出来的是无毒无害的物质，并可消除易燃易爆的隐患。
例如，液封除毒气化学仪器的制备。在中学化学课本的演示实验中，有一些实验会产生污染物，如二氧化硫、氯气等，对师生健康有害。可在现有仪器的条件下加工制成具有防毒气逸出的装置，使实验更加安全，也可以对学生进行环境保护的教育。如图7中的液封集气瓶。可进行多种有害气体的性质实验。
图7 液封集气瓶
又如，验证
漂白性的实验，将气体通入装有品红溶液的试管中，观察品红溶液颜色的变化。给试管加热，再次观察溶液发生的变化。该实验的缺点是，加热试管时放出对环境造成污染。教师可以在装有品红溶液的试管口放一团用稀NaOH溶液湿润的棉花球，以吸收生成的；或当品红溶液刚好褪色时，在试管口套上1个气球，再给试管加热，然后冷却，防止生成的排入大气污染环境。
七、不能完全以电化教学取代实验操作
化学是以实验为基础的学科，大量实验要求教师必须亲手对学生演示，学生必须亲自去操作，这才是学生获取知识的重要途径。利用计算机制作的课件表述微观粒子的运动，形象生动，对教学确有帮助。可是，过分夸大计算机、网络在实验教学中的作用，将应该展现在学生面前的实验都用虚拟的、理想化的“课件”代替实际操作，把实验教学变成了学生看电影，学生完全处于被动地位中，又怎能获得完整的化学知识呢？
总之，中学化学实验的改进是为了提高现行中学化学课本中所规定的化学实验的可操作性、可观察性。若要使其在化学教学中的服务功能更强，作用更大，效果更好，化学实验的改进就必须从实际出发，体现以人为本的思想和新课程理念，充分体现装置简单、操作方便、现象明显、节省试剂、对环境污染小、安全性能高等特点。