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论高中新课程中的化学实验教学创新 北京市顺义区第一中学 赵向军 关键词 : 新课程 实验仪器 实验方法 实验探究 “通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”这是高中化学新课程的基本理念之一[1]。在实施高中化学新课程的过程中，如何开展化学实验教学创新，以发挥化学实验对提高学生科学素养的重要作用？本文谈一些做法和体会。 一、开发实验仪器 创设教学情景 新课程倡导鼓励教师和实验管理人员开发实验仪器，研究低成本、少污染的化学实验。同时也鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物，设计富有特色的实验和实践活动。开发的化学实验仪器应有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。 1.开发简单实验仪器 新课程中很多化学概念和理论的形成，一般都首先从认识具体物质的性质入手。而物质的性质，必须借助于一定的实验仪器装置，在人为控制的条件下，使物质发生物理变化或化学变化时才显露出来，被学生感知。学生从获得化学实验事实的基础上形成化学概念、认识化学理论。新教材中安排使用了许多先进的仪器设备和现代化的实验手段，为高中化学教学提供了可靠的保障。但是开发一些简单的仪器装置，在化学教学中也能发挥出独特的作用。 例如，胶体电泳的实验虽经不断改进，但都没有重大突破，仍具有所需电压高，操作不便，耗时过长等缺点。改进的重点应放在控制较低的电压来实现胶体的快速泳动，以帮助学生理解胶体的电泳原理。笔者通过查阅大量有关文献，得出以下几点可借鉴的改进思路：一是用氢氧化铁胶体比其它胶体的色差好，便于观察胶体的泳动现象；二是用氯化钾溶液作辅助液比其它电解质溶液好，阴阳离子的迁移速率与氢氧化铁胶粒的迁移速率很接近；三是电压越高实验所需的时间越短[2]；四是电泳装置主要是U形管或H形管。 解决问题的关键是通过缩短两个电极的距离来降低所需电压和缩短实验所需的时间。实验室里有现成的U形管，但由于管内径较大，氯化钾的稀溶液与氢氧化铁胶体难形成清晰的界面，而且两电极的距离太远，所以所需的电压高和时间长。H形管虽好些但不容易加工成型。我设想用各种装置来代替U形管或H形管，如小塑料槽，直形玻璃管等，虽然能缩短两个电极之间的距离，但氢氧化铁胶体与氯化钾的稀溶液总易混合在一起而不能形成清晰的界面。经过多次改进和摸索，终于找到了解决方案，就是用内径为4mm、长180mm的细玻璃管弯成V形，效果很好，既缩短了两个电极的距离，而且容易形成电解质溶液与氢氧化铁胶体的清晰界面。但是寻找合适的电极材料又遇到了麻烦。开始用粗铜丝做电极，阳极铜丝有损耗。最后发现用长85mm的2B铅笔芯做电极，且使两电极距离缩短到30mm时，效果最佳。通16V直流电1分钟，就能观察到非常明显的界面移动现象，通电3分钟时就可看到V形管中氢氧化铁胶体的液面差接近10mm(见图1)。实验表明：将V形管替代U形管就能使电泳实验化难为易，轻易地揭开了胶体电泳神秘的面纱。 ①固定在铁架台上 ②通电前 ③通电3分钟后 图1 简易电泳装置 2．寻找仪器替代用品 用日常生活用品替代一些化学仪器，不仅节约开支，而且实验效果很好。例如在原电池和电解实验中，用1号锌锰电池的碳棒替代石墨电极，用盛放石蕊试纸的小塑料盒替代U形管或小烧杯做电解槽效果就很好。这是因为装置中两个电极的距离比在U形管中小很多，所以省电省时。这种塑料盒长60mm，宽53mm，厚13mm，容积24mL，与小型U形管容积相当，而且材质无色透明，便于观察实验现象。使用时用双面胶固定在塑料板或木板上，防止倾倒。 ⑴用小塑料槽做氢氧燃料电池的实验 小塑料槽内盛放饱和硫酸钠溶液，用1号锌锰电池的碳棒做电极，通14V直流电，待碳棒上吸附少量氢气和氧气时断开直流电，连接电子贺卡或电子钟，则电子贺卡又响又亮或电子钟指针走动（见图2）。实验成功率100%，有利于帮助学生理解氢氧燃料电池的工作原理。 ⑵用小塑料槽做电解池的实验 将饱和硫酸钠溶液倒入小塑料槽，插入两根1号锌锰电池的碳棒做电极，中间用纸板或塑料片隔开，通14V直流电，很快观察到两极碳棒表面出气泡；在两极附近滴加几滴石蕊试液，可观察到阳极区溶液显红色（见图4左侧），阴极区溶液显蓝色（见图4右侧），现象很美观。 4 电解硫酸钠溶液 二、改进实验方法 提高实验技能 化学实验方法是根据化学实验目的，通过运用实验仪器、设备、装置等物质手段，在特定的实验条件下，变革化学实验对象的状态或性质，通过实验观察获得各种化学科学事实，以探究化学问题的一种科学研究方法。新课程标准要求掌握基本