中学化学实验的设计与创新

中学化学实验的设计与创新

　　摘 要：为进一步培养学生创造性思维能力和创新精神，本文针对传统的化学实验的设计模式进行了研究。

　　关键词：化学 实验 设计 创新

　　实验改进是培养学生创造性思维能力和创新精神十分有效的途径。化学实验的创新方法很多,教师应该学会如何选择创新点,即学会寻找从何处创新。一般来说,实验创新可以从以下几方面进行考虑:

　　一、改造实验仪器

　　传统的实验仪器由设计到推广已经有一百多年的历史了。人们在使用每一种仪器的时候,往往能够很好地牢记每一种仪器在使用时应注意什么,操作时在避免出现危险方面也可以做到最好,可是却很少进一步想到如何让这种危险或其它不利因素的可能减小为零；在充分享受某种仪器带来的非常好的效果的同时,而忽略了该仪器的笨拙或使用时的千万小心。这种视经典为权威的思想和不自觉的意识，往往就是教师缺乏创意的症结所在。实际上，科学的实验方法就是应该不断地发现问题和解决问题，而不是回避问题，各种仪器的不利之处无疑都给我们提供了实验创新的课题。

　　以酒精灯为例，传统的酒精灯在使用时不得不遵守一些特殊规定：不能装满酒精，不能相互点燃，不能用口吹灭等等，究其原因，主要是它无密封性，易泼洒酒精引发火灾；其次是其扁平的外形，虽然重心较低、稳定性较好，但受辐射面积也大，促进酒精气化，致使燃烧和吹灭时不安全。

　　考虑这些方面，有人就设计了一“安全酒精灯”，让其瓶口用单孔橡胶塞塞住，灯芯置于一玻璃管中，插在橡胶塞中，玻璃管长度插至接近酒精灯瓶底。通过这一简单的设计，就解决了密封性问题，同时可装满酒精，可相互点燃，可用口吹灭，甚至可以倒置燃烧而不用担心会泼洒酒精。

　　这一简单的设计无疑给了我们很大的启发：传统并不一定权威，只要我们开拓思想，创造之门定会为我们敞开。

　　二、改造实验装置

　　氧化还原反应装置或多或少也存在一些问题，例如连接仪器多、会产生有毒尾气、操作起来不太方便、反应操作时间长而不利于课堂教学等等，要进行实验创新和改革，这些多应该成为考虑的因素，因为它们意味着有可变之处，可通过改造而优化。

　　在一些实验过程中，常由于物质化学性质的特殊性，给实验增加了难度甚至危险性，一般教师都是避开的，而只给学生正确的方法，殊不知，在这些操作中，却蕴藏着丰富的内容来供给学生创新，用以培养他们的创造思维能力。例如在浓硫酸的稀释过程中，如果向浓硫酸中滴加水，会有危险，但如何让学生看到该操作的危险性呢？直接向一烧瓶的浓硫酸中滴加水，由于沸腾而飞溅出来的水滴非常小，并且持续时间短，所以沸腾现象不明显，不足以说明问题。此时可启发学生进行改进，例如可将浓硫酸放在培养皿中，将一大漏斗内壁上贴几条湿润的石蕊试纸，然后罩在培养皿上，用吸管吸足水，从漏斗管中插入，接近浓硫酸液面时，将水滴下，浓硫酸立即沸腾，虽然飞溅的液滴仍然很少，但留在试纸上的红色斑点却能把飞溅的液滴“记录”下来。通过这种设计，既能很好地说明将水注入浓硫酸中进行稀释的方法具有危险性，又让此演示的过程毫无危险，而且形象生动，富有启发性。

　　又例如苯酚与溴水的反应实验中，应该向苯酚的稀溶液中滴加过量的浓溴水，此时也不妨将实验进一步深化，问一个“为什么”必须这样，从而引导学生动脑，想到做对比实验：如将少量浓溴水滴入苯酚稀溶液中，以及将少量苯酚稀溶液滴入浓溴水中，看能否得到白色沉淀。

　　四、根据物质的化学性质设计实验

　　根据物质的化学性质，也可以设计一些有趣的实验，既能丰富课堂内容，提高学生学习兴趣，又能巩固知识。例如，金属钠能与水剧烈反应生成氢气和氢氧化钠，教材上的实验就是将钠放入水中反应，观察现象，另收集一试管气体点燃，显得过于简单。此时不妨设计一套实验，取一U型管，装满溶有少量酚酞试液的水，在其一端管口塞上一只带尖嘴导管的橡胶塞，且在橡胶塞底部插入一小钢针。让钢针插上金属钠块，使活塞关闭后立即塞入U型管的另一个管口（要迅速，防止有空气进入而产生危险），可清楚地看到，钠块立即与水反应，U型管里的溶液很快变成红色（生成了碱性物质），同时产生大量气体，使水从另一端能够形成美丽的喷泉，且喷泉颜色逐渐变浅，反应完毕，打开活塞，用燃着的木条接近尖嘴，可看到气体的燃烧现象（生成了氢气）。该实验在原理上十分简单，也很容易操作，实验过程中既可观察钠与水反应的现象，又由现象能推出反应中生成了氢氧化钠和氢气，而且能够大大增加学生学习的兴趣，启迪他们的思维，进行创造。

　　同是喷泉实验，在讲乙酸的时候，可向装有小苏打的饱和溶液的平底烧瓶中倒入适量的浓醋酸溶液，迅速塞上带有长细嘴导管的橡胶塞，也可以得到高达三四米的喷泉。既表明乙酸的酸性比碳酸强，具有酸的通性，又有启发性：将化学知识与物理知识简单地结合，就能创造丰富多彩的实验内容。

　　五、走进生活，发现化学

　　生活中的化学五彩缤纷，从铁生锈到溶洞的形成，从食品中的干燥剂到如何检验酒后驾车，从易拉罐到漂白粉，我们都可以从中找到相应的实验课题进行研究，并把它联系到我们的课堂上；可以对形成的过程进行模拟，对仪器的构造利用化学原理进行设计，对成份进行鉴定或让它代替实验药品等等。

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