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例谈高中化学实验的创新设计

实验创新设计是指在高中化学课程标准的指导下，结合教学的实际情况，对新教材中所涉及的实验进行改进，优化，增设或创新等。这不仅是提高化学教学有效性的需要，更是深入理解高中化学课程改革的需要，也是提升老师自身教学素质，加强实践的需要。那么在平时的教学实践中该如何进行实验创新设计呢？现结合几个实例和自身的教学实践，谈谈对高中化学实验创新设计的“五化”新视角。

一、紧跟时代，实验装置微型化

微型实验是近20年发展较快的一种新的化学实验，微型实验节约药品，节省时间，操作安全，污染少，学生可以自己动手自制仪器，自行实验，积极参与，激发兴趣，培养创新精神。

例如，水和酒精混合的体积变化实验。取一干燥带大胶头（如图）的胶头滴管，倒置，从导管口向滴管中加入显红色的水，水面约占总体积的一半（A处），再从导管口向滴管中加入无色的酒精，加满滴管（B处）。用拇指按住管口，上下颠倒滴管两三次，红色的水和无色酒精混合，有少量气泡产生，橡胶头稍稍变“瘪”。松开拇指，液面下降2～3cm（C处）。仪器易得，操作简便，用料很少，现象明显。

二、反向思考，实验思路逆向化

逆向思维即是沿着事物的相反方向，用反方向探求的思维方式对现有的实验设计进行逆向思考，从而提出新的实验设计的实验创新方法。

（一）运用逆向思维改进实验

例如，做乙醇在铜作用下发生催化氧化反应时，一般的做法是：把下

部绕成螺旋状的红色铜丝先在酒精灯的外焰上烧黑，然后趁热迅速伸入装有适量乙醇的试管中，铜丝又变红色。反复多次，闻试管中乙醛的刺激性气味。这种做法耗乙醇较多，而且由于未反应乙醇的影响，很难闻到乙醛的刺激性气味。既如此，想到能否减少乙醇的量，能否逆向试验呢？取一铜制的燃烧匙，放在酒精灯的外焰上烧黑（若不易烧黑，可在稀硝酸稍浸一下）。用胶头滴管滴入一滴乙醇，立即看到乙醇液滴伴随着“嗤嗤”的声响在燃烧匙中晃动，且不断缩小，同时能闻到一股明显刺激性气味，乙醇液滴所到之处又恢复铜的红色。无疑，逆向改进的实验不仅节约试剂，而且现象明显，更科学、合理。

（二）运用逆向思维创新实验

做钠与水反应的实验时，观察到钠投入水中能放出巨大的能量使自身熔化，同时甚至能使周围产生的氢气在水面上燃烧。此处若运用逆向思维想到：把少量的水滴在小块钠上，不就是引火剂吗？我们试做了这样一个实验：把一黄豆般大小的钠放在酒精灯的灯芯中，向钠上滴入一滴水，随着“啪啪”声音，酒精灯点燃了。

三、一物多用，仪器功能别样化

仪器本身没有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要适用于什么。反思仪器的别样用途，可以帮助我们加深对实验仪器和实验原理的认识，进行化学实验的创新。如：

（1）漏斗的别样用途。漏斗充当集气与尾气吸收作用，例：钠与水反应气体产物的验证实验中，将漏斗置于水中，倒扣在钠块上，产生的少量气体可顺利地富集到试管中。

（2）蒸发皿的别样用途。蒸发皿一般用于加热蒸发溶液。但有时充当反应容器。例：实验室制取肥皂的实验中，将植物油、氢氧化钠和酒精混合，在蒸发皿中加热制取肥皂。

（3）锥形瓶的别样用途。锥形瓶因其易振荡而用于定量测定中的反应容器，主要应用于在中和滴定实验。它还可以作为制取气体的反应装置而广泛使用并显示出优越性。例：利用双氧水和二氧化锰制取氧气时无需铁架台的支持，制取氯气时锥形瓶可在石棉网上受热。

（4）玻璃管的别样用途。作为反应容器，例：将钠密封在玻璃管中制成标本便于观察，将碘密封在玻璃管中，加热盛碘的一端观察碘升华与凝华现象并可循环使用。

（5）干燥管的别样用途。用石棉堵住干燥管的小口，装入固体反应物，在大口端连接导管，就可用于可控式简易气体发生器，例：干燥管内装电石，通过控制其接触水面而方便制取乙炔。干燥管一端插入溶液一端连接导管，增加了气液接触面，用于尾气吸收兼安全装置。

四、就地取材，仪器来源生活化

山区农村教育资源有限，由于实验仪器不足开展学生实验成为难题。我们就想到将日常物品应用于实验，以替代普通化学仪器。如试剂瓶可用青霉素药瓶、盐水瓶、或矿泉水瓶代替；滴管可用小的一次性注射器代替；量筒可用有刻度注射器代替；反应板可用盛药片（如草珊瑚片）的塑料板代替；研钵，可用瓷质小酒盅代替；导管可用输液器塑料管代替。

氯气的制取与性质实验即可在下图装置中进行，在干净的青霉素小瓶中装入0.5g 固体高锰酸钾（需先压碎），塞紧胶塞用胶头滴管吸取浓盐酸