淺談高中化學創新實驗

蘇小茹

摘 要：創新性是一個實驗的核心，在高中化學教學中目前很少涉及到創新實驗。我們教材中所設計到的內容都是一些驗證性實驗，學校和教師為了節約時間和簡化實驗過程，為學生編排好一系列的實驗，這些實驗都是一些非常經典的實驗。驗證性實驗固然重要，因為它不僅可以鍛煉學生的獨立思維能力，還可以很好的鍛煉學生的動手能力。但是對于鍛煉學生創新思維還得依賴于創新性實驗，這樣的實驗可以培養學生科學的邏輯思維和科學的研究方法。在高中適當給學生們創造一個自由的實驗室，在保障安全的前提下讓學生們自己獨立設計創新性實驗，這不僅可以提高學生們學習化學的積極性，同時還可以激發他們的科研探索精神。

關鍵詞：創新性 驗證性 探索精神

化學是一門非常有意思的學科，它不僅包含了豐富的實驗，而且很多實驗是和我們生活息息相關的?；瘜W伴隨我們人類的發展，人類也離不開化學。我們常吃的鹽（NaCl）就是一種最簡單的鹽，我們的生活是離不開它的。我們過年放的煙花是非常漂亮的，它包含了多種顏色。在沒有學到焰色反應的時候，我們不知道這是為什么。在接觸到這部分內容時，學生就了解了這是不同的金屬元素在燃燒時，顯示不同的顏色。這些化學實驗都引起了學生的興趣，在他們能夠熟練完成驗證性實驗，并了解其機理之后，適當給他們開放一些探索性的創新實驗，是非常有意義的。

1.驗證性實驗的意義

高中化學是高中科目中實驗最多的一門學科，一本簡單的教材中就包含了上百個常見的化學實驗。例如焰色反應、氣體的燃燒、金屬的氧化還原反應等，這些對于學生們認識化學有著重要的影響。例如，焰色反應就是一種辨別金屬成分的簡單方法。在沒有XRD（X射線衍射）儀器的前提下，我們粗略估計一個物體的化學元素組成就使用這種方法。在燃燒的金屬表現出不同的顏色，Na元素是黃色、K元素是紫色、Fe元素是綠色等。但是一般檢測K元素的時候，我們都用藍色的鈷玻璃，這是為什么呢？因為Na和K是同一族元素，而且兩者都非?；顫?，所以他們兩者是很難分離的。在我們經常見到的K中會多少摻雜一些Na，所以為了略去Na對K的影響，我們一般使用藍色的鈷玻璃。如果在大自然中，我們遇到了某種不認識的金屬，完全可以采用焰色反應來鑒別。當然其中有很多細節，例如要把金屬弄成粉末，盡量顆粒小，因為空氣中的氧氣較為稀薄，這樣可以和空氣中的氧氣充分燃燒。置換反應是高中化學的一個重點內容，在考試題目中幾乎從來沒有落下過。例如鐵置換銅元素。將洗凈的鐵絲放入到硫酸銅溶液中，過一段時間之后鐵絲表面變成了紅色，而且溶液的顏色也逐漸變淺。這就是一個置換實驗，例如銅置換銀，是一樣的道理?；顫姷慕饘倏梢灾脫Q相對不活潑的金屬元素。我們可以根據置換結果中表面的顏色來判斷溶液的成分。但是其中也是有很多細節需要注意的，例如置換出來的金屬層在空氣中放置幾分鐘之后就會變黑，這是為什么呢？老師應該把這一問題留給學生，讓他們去課下思考。這對于提高學生對化學實驗的興趣有重要的幫助[1-3]。

2.創新實驗

當學生們對化學實驗操作和設計都非常熟練的時候，可以給他們機會讓他們自己設計一些自己想完成的實驗，這對于提高學生們學習化學的興趣有重要的意義。例如，在金屬置換反應之后，金屬層往往在空氣中會變黑。這個問題學生們提出了不同的意見，有的學生認為是被空氣中的氧氣氧化了；有的同學認為這是因為它的粗糙結構，造成了光的吸收；還有的同學認為這是因為吸收了空氣中的雜質造成的。對于這一問題，我們完全沒有必要給學生們解釋，可以讓他們自己來設計實驗，來驗證到底是怎么回事。在保障學生安全的前提下，讓學生們自己拉出清單，把所需要的材料和設備給老師看，老師在審核之后，給出合理的建議，給他們創造實驗的機會。根據學生們提出的各種可能性，我們設計幾種實驗方案，對這些方案進行逐一的排除。例如有的學生說可能是表面被臟東西污染了，那么我們可以把置換反應在一個密閉的裝滿干凈空氣的箱內進行，當置換反應完成之后，把金屬提拉出來，放到空氣環境中觀察顏色變化。如果顏色變了，證明這種說法是不成立的；如果是顏色不變，那就證明這種說法是成立的。而對于有的學生說的可能是氧化層造成的，我們可以設計兩個實驗。（1）反應在真空環境中進行，當置換反應完成后將金屬放入到真空氣氛中。根據顏色變化來判斷這種方法的正確性。（2）可以把已經變黑的表面放入到氫氣環境中，給予適當的熱量，如果顏色變回本色，就證明是發生了置換反應。氫氣將表面的氧化物還原成為了金屬元素，這也就證明了顏色變化是因為空氣中的氧氣把金屬表面氧化造成的。其實很多實驗都可以采取這樣的方法，讓學生們親手操作。這樣不僅有利于提高他們的探索精神，同時還可以很好的鍛煉他們的動手和動腦能力[4-5]。

創新性實驗就是要學生們親自動手去操作，獨立動腦去設計，順利完成這樣的實驗就代表著學生們的科研思維已經到達了一定的境界。學生們學會了獨立思考，對于我們教育工作者來講是非常好的事情，這樣給學生傳授知識的時候就會變得輕松很多，而且效率卻可以非常高。

參考文獻：

[1]畢華林.高中新課標必修化學實驗教材比較研究[J].化學教育，2005，10.

[2]王磊，胡久華.高中生解決化學實驗問題的心理過程及其影響因素的第一步研究[J].心理發展與教育，2001，03.

[3]范利平.人教版高中化學新教材化學實驗的特點及教學模式探討[J].化學教育，2003，07.

[4]竺麗英，趙雷洪.高中化學實驗情感態度與價值觀的調查分析[J].化學教學，2006，01.

[5]佘平平，熊輝，黃令.初高中銜接過程中化學實驗教學"方案"的特點--以新課程人教版"萃取"為例[J].化學教育，2008，06.