例谈中学化学实验装置的新创新.doc

例谈中学化学实验装置的创新 摘要：中学化学实验装置的创新是针对实验具体操作过程中可能出现的问题，提出有实效性的建议，改进化学实验，使化学实验的研究结果更接近于真实的化学反应结果的前提条件，是化学实验研究的重要课题。本文选取比较有代表性的例子分析化学实验装置创新的效果，以电解水实验装置为导例，进行创新方法的探究，为提高化学实验教学质量提供建议。 关键词：中学化学；实验装置；创新 中学化学实验有：依据镁条的特性，将镁条在空气中点燃，观察镁条在燃烧过程中的化学反应。实验表明，镁条在燃烧时会发出耀眼的白光，燃烧剧烈，释放大量的热量。燃烧结束后会有白色物质生成。这项化学实验操作简单，基本不需要用到化学装置。但在其它大多数化学实验中，化学装置是必不可少的设备，比如电解水实验，氢气还原氧化铜实验等等。 一、中学化学实验装置创新的要求 （一）与实际相结合 中学化学实验在一定程度上是课内教学，教学目标是实验结果与课本结果一致。这样的教学只是检验式的教学，即学生带着答案去观察，学生进行的是缺少主观能动性的学习，观察期间会忽视大量的客观现象。进行中学化学实验装置的创新，让学生自己动手设计化学装置，在互相评比中归纳观察所得，这在极大地程度上发挥了学生的主观能动性，不仅调动了学生学习的热情，更在一定层度上为学生的化学学习奠定了坚实的基础。 （二）操作方便，便于观察 课堂中的化学实验受客观条件的限制，装置种类和数量满足不了实际教学的需要，这就要求教师鼓励学生积极开动脑筋，用最简便的装置设计并完成实验，达到实验的效果。 安全清洁 化学实验是剧烈的实验，很容易因为操作不当导致学生受伤或污染环境，以及生态环境遭到破坏等等。这就要求学生在进行化学实验装置的设计与创新时不能盲目，要在教师的的指导下进行，实验完结后要根据要求仔细清理实验所用的装置和物质。 二、中学化学实验“电解水”装置的创新 电解水实验是中学化学的基本实验之一，探究的是“水是由氢和氧两种元素组合而成，且其所占的体积比是2:1”。以往的实验研究对象图如下： 从图1可以看出，这一实验装置存在着严重的不足之处：第一，由于水的导电性，电极在水槽内部极不稳定，在一定程度上影响氢气和氧气的收集，影响结果的可靠性；第二，试管倒置在水槽中，气体检验不方便；第三，在实验过程中需要添加氢氧化钠或稀硫酸保证溶液的导电性，并不是单纯的只有水这种溶液，因而实验得出的结果不得不遭到质疑。第四，进行电解水实验操作时，实验用的导线和电极都要与水接触，这会对实验器材和设备造成损坏，影响下次实验的结果和器材的长期使用，增加教学经费的支出。 为解决这些问题，学生对这一装置进行了改进，改进后的结果如下图所示： 从图中可以看出，选用的装置是日常生活中较容易得到的器材：两只规格相同的15毫升的注射器，是收集氢气和氧气的主体装置；两根规格相同的2厘米长铅锑合金保险丝，保证实验的安全性；两只青霉素瓶橡皮塞，确保实验收集的气体与外界相隔离；一台低压电源，为实验提供供电装置和电力支持；一个透明塑料水槽，便于观察并记录实验过程中的现象；两根带外皮的30厘米长的导线，一瓶502胶水，一支蜡烛和一块直径大于塑料水槽口径的木板，若干硬纸片。 实验装置改进后的优点：日常生活中的材料，方便易得，装置安装简便，每个学生都可以自己动手制作；收集氢气和氧气的注射器上有刻度尺，能清楚方便地观察两种气体的体积差；能在各方面避免实验过程中的误差，增加实验的精确性。 三、中学化学实验装置创新的方法 （一）补短创新法 在进行中学化学课堂实验时，由于装置本身的问题，实验结果往往达不到理想的效果。补短创新法就是依据实验过程中出现的误差采取相应的调节手段，通过改进装置达到实验效果。 以“镁条在空气中燃烧”的实验为例，正常情况下，镁条在氧气中可以燃烧，燃烧过程中因燃烧激烈会发出耀眼的白光和释放大量热量，生成白烟的同时生成白色物质。可是在进行课堂化学实验时往往出现一些突发情况，影响实验结果的准确性。如镁条不易点燃，在空气湿度大的情况下，这一现象经常发生；镁条伸入氧气瓶中的时机难以把握，伸入过早，镁条燃烧未充分，伸入过迟，镁条在氧气中燃烧的现象难以观察彻底；由于镁条剧烈的燃烧，生成的白色物质处于高温的情况下散落瓶底，会引发瓶底炸裂。 针对这些可能出现的意外情况，可以对装置做如下改进：在镁条被点燃的一端连一小段铁丝，在瓶底放入一块湿海绵，将镁条固定在湿海绵上，由于瓶中的氧气比空气密度大，镁条可以再瓶中自由燃烧，免去了后续的把握时机不准的忧虑。 希望点列举法 希望是前进的动力。进行化学实验装置创新时，可以根据要完达到的实验效果自主创新实验装置。进行希望点列举法创新时，需要按照如下步骤进行：第一步，确定实验的课题，这是明确做什么装置的前提条件；第二步，列出希望点