一堂化学学生分组实验的思考

摘 要：从基础知识入手引导学生改进并做好分组实验，研究化学反应现象，探索化学反应规律。为学生提供动手实验、探究思考的机会，引导学生体会实验对于基本概念和基本原理的重要作用， 联系“五大平衡”，用变化、平衡的观点去分析化学问题。

关键词：分组实验；优点；不足；效率；收获

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 收稿日期：2018-02-21

作者简介：阮龙发（1976—），男，福建龙岩人，福建省龙岩高级中学教师，本科。

鲁科版《化学反应原理》第二章《化学反应速率和限度》阐述了影响化学反应速率和化学平衡的因素，讨论了化学平衡的基本理论。第三章引导学生运用前两章学习的理论知识认识物质在水溶液中的行为及其规律， 以溶剂水为线索，具体内容包括水的电离、溶液的pH、弱电解质电离平衡。课程到此时，我们高二化学备课组按期初的安排，引入一堂探究5-9（鲁科版《化学实验探究报告册》）的学生分组实验。在此，我提出几点思考：

一、学生分组实验的几点改进

一堂课要完成5个探究实验难度很大，如何把它们串在一起 ？我们把5个探究实验归纳为外界条件对速率和平衡的影响以及三大平衡（化学平衡、弱电解质平衡、盐类水解平衡）两大块，并对部分学生实验进行改进：

（1）探究5：温度对化学平衡的影响，原实验： 分别将两个充有NO2的密闭烧瓶浸入盛有冷水和热水的烧杯中，持续一段时间直到颜色不再发生变化为止，观察并记录实验现象。

改进：使用NO2 和N2O4的平衡管装置，用酒精灯微热平衡管的一端2～3秒。

优点：①实验操作简单、迅速。②实验现象明显，加热后的一端红棕色迅速加深。

③明确实验目的：升高温度NO2的浓度增大，平衡向逆反应进行，逆反应进行为吸热反应：2NO2 ？葑N2O4△H﹤0。

（2）探究7：删掉浓度对化学反应速率的影响实验：0.01mol·L-1KMnO4溶液分别与0.1 mol·L-1、0.2mol·L-1H2C2O4溶液反应的实验。取而代之：截取的质量相同的镁条分别放入A、B、C三支试管的盐酸（浓度分别为1.0 mol·L-1、1.5 mol·L-1和2.0 mol·L-1）中，记录试管中镁条消失所用的时间t。计算各条件下反应的化学反应速率。（用单位时间内消耗盐酸的物质的量来表示）

优点：①此实验已经能探究浓度对化学反应速率的影响，没有必要增加一个探究实验，提高课堂效率。②省略截取三根镁条，分别称重，记录它们各自的质量，此步骤太烦琐。③计算反应速率，用消耗盐酸的物质的量代替鎂，因为纯固体没有浓度变化量。④学生通过计算，能加深对“三段式”计算的理解。

（3）探究7：温度对化学反应速率的影响。原实验：①取两支试管A、B，各加入5mL mol·L-1Na2S2O3溶液；取两支试管C、D，各加5mL mol·L-1硫酸溶液。②将试管A、C放入盛冷水的烧杯中，试管B、D放入盛热水的烧杯中，静置约2min。③迅速将试管A中溶液倒入试管c中，试管B中溶液倒入试管D中，观察现象并记录出现沉淀的时间t。

改进：取一支试管加入3mL mol·L-1Na2S2O3溶液， 再加入3mL mol·L-1硫酸溶液。然后分成两支试管，一支试管作参照实验，另一支试管的溶液用酒精灯进行加热。

优点：①大大简化实验操作，省略了长时间对烧杯中的水加热，省略了记录出现沉淀的时间t。②节省实验药品，符合绿色化学理念。③实验现象明显，另一支试管加热后迅速出现浅黄色沉淀。④掌握并进一步应用参照试验的方法。

（4）探究8：电解质溶液的导电。①在5个100mL烧杯中分别加入50mL0.5mol·L-1的盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、氨水。②在每个烧杯中分别放入相同规格的碳棒电极，连接好实验装置。③接通电源，观察各灯泡的亮暗情况。

改进：增加一个蒸馏水的烧杯，把6个烧杯串联在一起，一次完成实验，如下图。

优点：①实验操作简单，一次完成实验，节省时间。②增加对比性，说明弱电解质蒸馏水、CH3COOH溶液、氨水的灯泡暗，同浓度的弱电解质部分电离，溶液中离子浓度小。

（5）探究9：影响盐类水解的主要因素。原实验： 在六支试管中分别加入约1mL0.1 mol·L-1的CH3COONa、Na2CO3、NaCl、NH4Cl、 Al2（SO4）3和KNO3溶液，用pH试纸测定六种溶液的pH。继续向盛有0.01mol·L-1CH3COONa溶液的试管中滴入一滴酚酞溶液，观察现象。将试管放在酒精灯上微微加热，观察溶液颜色的变化情况。

改进：分为a组CH3COONa、NaCl、 NH4Cl和b组Na2CO3、KNO3 、Al2（SO4）3，把药品分别放入专用烧杯，并放入专用玻璃棒，一、三组完成a组，二、四组完成b组，然后一组和二组、三组和四组交换做。

取一支试管加入5mL 0.01mol·L-1CH3COONa溶液， 再滴入一滴酚酞溶液。然后分成两支试管，一支试管作参照实验，另一支试管的溶液用酒精灯进行加热。

优点：①两组实验进行对比，第一组pH比较接近7，第二组pH差别比较大，现象明显。②解决了药品品种过多、学生难找的问题。③应用滴酚酞进一步验证CH3COONa溶液的酸碱性，明确水解规律：谁强显谁性，都强显中性。④应用参照试验，明确升高温度促进水解。

二、学生分组实验的不足之处

1. 学生不好的实验习惯

少部分学生没有做好课前预习，体会不到实验目的，进入实验室，不知道要做什么，不知从何做起。另一部分学生认为分组实验只要按报告册“照方抓药”就行，把老师在实验前讲的改进之处抛到九霄云外。另外，有极少数学生抱着来实验室玩的心态，一会儿玩新鲜仪器，另一会儿试一下没见过的药品，这种学生根本没做实验，更不用说完成实验任务或探究化学反应规律。

2. 分组实验仍存在的不足

探究5：每个班要报废2～3个NO2 和N2O4的平衡管装置，学生爱玩，通常加热时间过长，引起装置跑气，而使平衡管装置报废。

探究6：将3mL0.01molL-1FeCl3溶液与3mL0.03mol·L-1KSCN溶液混合，振荡，观察溶液的颜色，此处的KSCN溶液还可以再稀释10倍，后续加入少量1mol·L-1KSCN溶液或加入少量1molL-1FeCl3溶液，现象为血红色变深会更明显。

探究7：很难截取质量相同的镁条，但对实验影响不大。若要准确计算各条件下反应的化学反应速率，若用盐酸的浓度变化量来表示，还要量出所用盐酸溶液的体积。

三、提高分组实验的效率

1. 课堂中渗透分组实验内容、原理

在学习第三章第一节《水溶液》中渗透实验内容、原理。例如，在学习溶液酸碱性判断依据时，就提出：盐溶液一定是中性吗？也就是说一定存在[H+]= [OH-]吗？随口引出：纯碱不是碱而是盐（Na2CO3），可以用pH试纸检测纯碱的酸碱性。结合水的电离分析：CO32-与水电离产生的H+结合生成HCO3-、H2CO3，使水的电离平衡向右移动，促进了水的电离，从而使得溶液中[H+]<[OH-]而呈碱性，在课堂中初步渗透盐类水解规律：谁强显谁性，都强显中性。

2. 精细安排分组实验

实验课前，要求学生充分认真地做好预习，完成探究5-9（鲁科版《化学实验探究报告册》），组长登记，教师检查。使学生对所用的实验方法、应该达到的实验结果做到心中有数，从而收到理想的实验效果。教师应用多媒体把实验原理、操作步骤和注意事项投影出来，减少讲解实验的板书，提高课堂效率。

由于本堂分组实验包含5个探究实验，实验的内容多，仪器、药品也不少，为此把本堂分组实验分为前、后段。前段用时3分钟讲解探究5、6，学生做实验7分钟；后段用时6分钟讲解探究7、8、9，学生做实验26分钟，学生清洗、整理仪器和药品3分钟。讲解精练，以學生实验基础操作、基本步骤为重点，以学生探究实验为主体。做实验时，要求课内人人都动手，教师来回巡视，纠正学生错误的实验操作，引导学生透过实验现象探索化学反应规律。

3. 课后及时总结分组实验

课后，教师要求学生完成鲁科版《化学实验探究报告册》探究5-9，并及时上交批改。及时鼓励学生开动脑筋，大胆质疑，抓住现象的本质，找出与该现象相关联的问题，进行认真分析。同时，教师随后的授课中要经常启发学生进行分析、讨论，通过分析分组实验的化学现象，提高学生分析问题和解决问题的能力。在接下来的授课中穿插实验内容，例如，从测定不同类型盐溶液的PH探究9实验引入盐类水解的知识，为学生掌握盐类水解的规律作铺垫，让盐类水解的难点知识更加有效突破。本学期在后续水解平衡、沉淀的溶解平衡的课堂中，学生更能跟上老师的思维和进度，师生在思维上的链接更加融洽，课堂气氛显得轻松、愉快。

教师和实验员的一分耕耘，换来学生一分收获。此堂分组实验课让学生从残存记忆和记演示实验结论中走出来，进入自己亲自动手做实验，探究实验规律，学生从感性认识化学反应的基本规律提升为理性认识。学生进一步明确了：外界条件增强，化学反应速率加快；外界条件改变对平衡移动的影响；弱电解质在水溶液中存在电离平衡，溶质少部分电离；盐类的水溶液也不一定都是中性，有弱离子的盐存在水解平衡；勒夏特列原理不仅适用在已经学过的化学平衡、水的电离平衡、弱电解质的电离平衡，也适用在即将要学习的水解平衡、沉淀的溶解平衡，它像一座桥梁把“五大平衡”联系在一起；帮助学生用变化、平衡的观点去分析化学问题。

总之，笔者认为学生分组实验仍是学生最重要的实践活动，是培养学生实验能力的主要途径之一，如何通过学生分组实验，有效提高学生实验能力，培养学生科学素养，是一个迫切需要进行深入硏究的问题。关键是教师如何激发学生学习化学的兴趣，引导学生思考：要做什么实验？怎么做好实验？怎么样做实验更能揭示化学反应的本质规律，从而改变学生“照方抓药”做分组实验的习惯。一方面，教师要做出表率，通过改进学生分组实验，引入更具有对比性的参照实验，使实验现象更清楚，探究目的更明确。另一方面，教师创造性地改革和设计实验，起到激励学生的作用，使学生积极开拓思路，大胆地去探索，改进实验方法，自主地设计实验路径。

参考文献：

[1]覃少宏.高中化学实验教学的创新性研究[J].中国教育技术装备，2013（5）：111-112.

[2]史勇军.浅析高中化学学生分组实验教学[J].教师， 2012（4）：92.