高中蔗糖水解与SO2化学性实验分析与研究

摘要：实验是化学的灵魂，通过化学实验，可以得出很多结论。开展化学实验，不仅有利于增强我们学习化学的浓厚兴趣，调动我们的学习积极性，还有利于培养我们的实验操作能力，理论与实际相结合，更能够激发我们的创造性思维。尤为重要的是，开展化学实验有利于树立我们的科学态度。本文是通过我之前做过的化学实验实例，进而谈谈我对高中化学实验的一些感受。

关键词：化学实验;实验研究

我做过不少化学实验，有的是课程规定的，有些则是课程规定之外的。通过这些实验，都能得出相应的结论。来看以下我做过的两个实验。

一、两种化学实验研究

1.蔗糖水解的产物

《基本营养物质》中的实验“蔗糖的水解”，如何证明蔗糖水解的产物是葡萄糖，通过下图可以看出。

上图体现了由演示法、问答法和探究法三种方法融合而成的实验研究模式，这种合成法的效果便于我们学习，由于在现实化学学习中，我们缺乏对实验条件的深入分析。比如，探讨影响化学反应速率因素的实验，我们只能看到老师给我们的演示，而且只会得出先出现现象的反应速率快从而得到影响速率的因素的结论，而不会去分析实验中溶液为何采用相同浓度或相同温度。这其实是一种重要的科学方法――变量控制。因为只有这样，反应速率才仅与其中一种因素有关。所以，课本中的实验内容只是表面，更深层次的内容必须通过研究性实验来进行验证。

2.SO2和NaOH溶液发生反应

比如我在学习SO2的化学性质时，用实验验证SO2和NaOH溶液发生反应。这个实验没有明显现象，首先设计实验：可以用加入指示剂的方法得以验证。向滴有酚酞的NaOH的红色溶液中通入SO2，如果红色褪去，证明发生反应。有同学提出：溶液褪色也可能因为SO2具有漂白性使红色酚酞变成了无色的物质。下面分析：方法一：向刚刚褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若红色再一次出现，那么第一种解释正确，若红色不再出现，那么第二种解释正确;方法二：加热褪色后的溶液，若红色不再出现，则第一种解释正确，若红色不再出现，那么第二种解释正确。我们可以通过以下步骤进行实验，从而得出不同的结论。

在设计SO2的还原性应表现在它与氧化剂的反应上，一般通过SO2与卤素单质水溶液、过氧化氢等氧化剂的反应来证明它的还原性。当我们进行实验，却发现SO2和双氧水无明显现象，那么如何设计实验证明SO2和双氧水是否发生反应呢？首先分析：SO2和双氧水假如发生反应生成SO42-，则可以通过检验SO42-的存在证明。接下来设计实验并证明。通过以上这些实验探究活动，可以更好地掌握SO2的化学性质。但也得具备扎实的基本知识，再进行实验研究活动，这样的话就可以更系统更深入的了解这些化学物质。

很多化学结论都是通过实验得出来的，所以在验证过程中得把握好每一个步骤和程序，南京师范大学化学教育研究所的孙同明和李广洲在文章《问题解决教学与中学化学实验》中提出化学实验问题解决教学的实施程序，如下图。

二、实验研究的五个阶段

采用实验研究模式，在研究一些问题时，一般分为五个阶段：

1.创设问题情境阶段：通过老师创设问题情境，激发我们探究问题的兴趣。这一步骤对我们的元认知策略、问题解决技能和态度学习均有十分重要的意义。它主要是让我们形成清晰的目的图式，奠定解决问题的方向，引起我们对研究活动的动机和兴趣。

2.提出假设阶段：由于这一步是问题解决十分关键的一步，因此，请老师不要对我们进行过多的干涉，即使有时我们的假设看起来相当幼稚。只有这样，我们才能真正获得问题解决的能力，也只有这样，我们才能真正领略到科学的本质。如果我们的注意偏离了问题本身，老师不妨给予简单的提醒，让我们不偏离目标本身。

3.设计实验方案阶段：进行分组讨论，将各种假设汇总，在相互交流中形成正确的实验方案过程。

4.实验验证阶段：通过上述分析设计实验方案并实际操作。这很培养我们的实验动手能力和观察能力。

5.解决问题得出结论阶段：通过实验现象的分析讨论，得出正确结论。这可以培养我们灵活运用知识解决问题的能力，进一步加强我们对科学研究方法的掌握。

通常情况下，我们可以运用以上五个步骤独立完成有关实验。因为实验研究的过程是一个不断优化实验、优化思维的过程，对我们来讲难度虽大，但却可以培养我们在观察中发现、在发现中思索的能力，实现知识、技能的统一。激发我们的创新思维，提高我们的创新能力。

这种实验研究的设计是应用新知识的探究，主要培养我们的研究技能和思维能力。所以能力的培养是第一位的，至于选择什么内容，并不是最重要的，因为内容只不过是获得能力的媒介而已。

三、实验研究分析及其要注意的问题

不管是化学实验条件的研究设计，还是化学性质的研究设计，两者的优点是非常明显的。研究实验设计活动有两种过程，一种是发现问题的过程，另一种是解决问题的过程，发现的过程就是根据一定的原理，对事物进行有目的的观察后，得出具有逻辑合理性的概念、原理或规律等;解决问题的过程，就是综合运用各种概念、原理或规律来解决一个比较复杂的问题的过程。从研究的本意来说，这些研究设计都可以激发我们的学习兴趣，并能通过此获取成功的喜悦。

在化学实验研究活动中我们的活动可以概括为下图：

开展这样的研究性实验，需要我们不断学习和研究，敢于质疑、敢于创新。而在实践中，我们应该重视课程内容与现实生活的联系，多进行实验和各类实践活动。

在进行实验研究设计时有几个问题值得注意：

（1）研究的选题要注意适度、能引起我们学习兴趣和具有可操作性。第一，选择的研究内容决不能毫无疑问、不费努力即可解决，要有适宜的难度。第二，能够满足我们现实需要的内容，能够激发我们进一步探究的动力。满足我们的好奇心和成就感。因为作为学生，我们有一种天生的好奇倾向，喜欢探索未知世界，喜欢探究问题的答案。第三，要具有可操作性，可以通过有步骤的实验得到答案。也就是说，在现有的如学习材料、实验设备，以及知识准备、技能准备等条件下可以通过实验证明的问题。

（2）以我们为主体，老师是我们学习的高级合作者，是引导者、组织者、促进者。研究设计在实质上是一种模拟性的科学研究活动。具体说来它包括两个相互联系的方面：一是有一个以“学”为中心的研究学习环境。这个环境中有丰富的教学材料、各种教学仪器和设备等，而且这些材料是围绕某个知识主题来安排，而不是杂乱无章;可以自由寻找所需要的信息、自己作种种设想、以自己的方式检验自己设想。总之，这种环境要使我们真正有独立研究的机会和愿望，而不是被教师直接引向问题的答案。二是老师给我们提供必要的帮助和指导，让我们在实验探究中能明确方向。这种指导和帮助的形式主要是通过安排有一定内在结构、能揭示各现象间的联系的各种教学材料，以及在关键时候给我们必要的提示等。让我们在主动研究的同时，受到科学方法的训练，提高实验创新能力，更能增加我们学习的积极性，使我们真正成为自主的思考者和学习者，从而取得良好的学习效果。

结语：通过实验研究活动，可以获得比较系统的知识，这远比只学习课本知识要强很多，而且这种研究往往更便于利用现有的课本知识。更为重要的是，通过实验，可以培养我们不断学习和创新的能力，让我们更清楚的了解万物世界。

参考文献：

[1]杨蕾蕾 高中化学实验改进的建议[期刊论文]-科技展望 2015（04）

[2]吴迪 高中化学实验的改进建议[期刊论文]-长春教育学院学报 2014（9）