新课程高中化学教学中实验的改进与创新——以乙烯的性质实验为例

发表时间:2021/6/11   来源:《中小学教育》2020年12月第34期   作者:王赛中
[导读] 化学是一门以实验为基础的科学

        王赛中
        湖南广益实验中学  410014
        摘要:化学是一门以实验为基础的科学,但是实际教学中很多化学实验难以达到理想的效果,本文以乙烯的性质实验为例阐述化学实验中存在的困难和相应的改进与创新措施。
        关键词:化学实验;实验繁杂;现象不理想;耗时太长;实验污染;改进与创新

        化学是一门以实验为基础的科学,普通高中化学课程标准提出高中化学课程目标要求学生能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论;能和同学交流实验探究的成果,提出进一步探究或改进的设想;能尊重事实和证据,破除迷信,反对伪科学;养成独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神。基于此,化学教学中实验教学特别重要。但是我们在实际教学过程中发现有些实验在课堂上操作会存在一些困难,这就导致在实际教学中很难保证实验效果和实验数量的落实。因此,有效地改进和创新教学实验具有十分重要的现实意义。
        下面就以人教版高中化学新教材必修二中乙烯的性质实验为例谈谈化学实验中存在的困难和相应的改进与创新措施。
一、实验繁杂对教学实施造成的不便及应对改进:
        教学中我们发现有些实验相对复杂繁琐,操作过程和步骤比较麻烦,在课堂演示实验中,学生的注意力很容易被分散,导致对实验现象的观察无法仔细到位,也就无法有效的探究和思考,质疑和创新。同时复杂的操作也对教师提出了更高的操作要求,很容易造成失误导致的实验失败,甚至出现安全事故。
        教材中乙烯的性质实验需要点燃乙烯,将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中。这里有一个很麻烦的事情就是乙烯哪里来的问题。不管是在教室里直接制取乙烯,还是采用储气装置带乙烯到教室,这里的仪器药品的搬运和实验的操作过程都极其复杂麻烦、费时费力,给教学工作带来了极大的不便。所以很多时候,老师考虑到实际操作的麻烦会省去实际操作实验而采用其他的替代方法。
        为了克服这个困难,我们化繁为简,在实验室制取好乙烯,分别用瓶子收集好燃烧实验需要的乙烯,用试管收集好另外两个实验需要的乙烯,带到教室里只需要简单操作就可以完成。这样就将复杂和费时费力的实验改进成了可以简单快速完成的实验。
二、实验现象不够理想的遗憾及应对改进:
        教学中我们有时会遇到实验现象不够理想,严重影响教学进度和教学效果,学生观察不到理想的实验效果,只能机械的背记实验现象,课堂演示实验效果没有达到,给学生造成了极大的不便和负担,也不利于培养学生的化学核心素养。
        在乙烯的性质实验中,我们将乙烯收集在塑料瓶中,点燃瓶中气体并且不断挤压塑料瓶,实现了在行进中如火炬一样持续燃烧,方便学生观察。

另外用集气瓶收集乙烯,直接从瓶口点燃,因为瓶口很大可以看到非常大的火焰和黑烟,而且可以持续燃烧很久。
        将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中和将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,我们调节好两种溶液浓度,并且分别用空白试管做对照试验,褪色速度很快,现象明显,取得了非常好的实验效果。
三、实验器材或者方法不够理想,耗时太长的应对改进:
        化学实验中很多实验需要耗时较多,尤其是有机反应往往速度比较慢而且伴随着副反应的发生,这在实验过程中对教师的工作带来了极大的不便和不利,如果作为演示实验可能导致无法完成实验或者极大的浪费课堂宝贵时间,无法正常或高效的达成教学目标。
        在做制取乙烯的实验时,由于天气冷气温低,用酒精灯加热时温度很难升上去,好不容易达到了一百多度,继续加热到140℃左右又发生副反应,无法快速达到170℃。做一场实验下来,折腾了四个多钟头,而且副反应很多,实验效果很不好,虽然是在实验室预备完成,但是对教师的实验准备工作带来了很多不便。
        后来我们将酒精灯进行了改进,采用四根灯芯的酒精灯燃烧,实验效果非常好,虽然室温只有几度,但是实验过程也非常快,可以快速升温到170℃,然后也很方便控制温度,整个实验过程特别顺利,可以快速制取和收集到很纯的乙烯气体。
        四、实验污染和安全性的问题及应对改进:
        化学实验中,有些实验产生污染性物质,难以有效的控制和处理,还有些实验存在安全隐患,这些都给实验教学造成非常多的不利因素,因此导致实际教学中难以保证课程标准要求的实验得到保障落实。
        在乙烯的性质实验中,乙烯的制取过程就存在污染和安全隐患,我们做了一些改进,将实验进行了优化处理。比如乙醇和浓硫酸的比例本来是1:3,但是这会导致加热过程中碳化很快,而且实验过程中会产生大量二氧化硫污染气体。我们将药品的浓硫酸比例降低,加热时控制好加热速度,有效控制了碳化变黑。另外实验装置中采用较大洗气瓶盛装氢氧化钠过饱和溶液洗气;达到170℃之后控制好加热速度,防止过度加热导致碳化和产生气体过快而出现安全问题;预先做好收集气体准备,收集气体时快速切换集气瓶,防止乙烯逸出造成污染。这些改进有效地减少了污染和安全隐患,取得了比较好的实验效果。
        实验改进与创新是化学教学中一个应该长期关注的重点,需要我们坚持多用心、多思考,多努力实践。我们除了教师设计改进创新实验,还要多引导和指导学生改进和设计创新实验,多启发学生的思维,提高学生的兴趣,培养学生分析和解决问题的能力,有效地提高学生的化学核心素养,切实做到培养好会探究、会思考、敢质疑、勇创新的优秀的社会主义建设者和接班人。
        
        参考文献:
[1]《普通高中化学课程标准(2017年版)》
[2] 孙奇文. 高中化学实验的改进与创新研究[J].化学教育. 2016(37)
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