關(guān)于初中化學(xué)部分實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的探索

李　英

摘要：不少農(nóng)村中學(xué)由于受實(shí)驗(yàn)條件的限制，藥品或儀器有時候會出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象，而現(xiàn)行九年級《化學(xué)》中某些實(shí)驗(yàn)存在操作難，實(shí)驗(yàn)時間長，效果較差等現(xiàn)象。筆者對部分實(shí)驗(yàn)提出一些改進(jìn)方法與同行共商，旨在有利于增強(qiáng)教學(xué)效果和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；裝置；條件；改進(jìn)

我國著名化學(xué)家戴安邦先生曾經(jīng)說過：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式?！痹诖罅μ岢刭|(zhì)教育的今天，在化學(xué)教學(xué)中更應(yīng)充分應(yīng)用實(shí)驗(yàn)這一手段?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)形象、直觀、有趣，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中有著很重要的地位。然而，不少農(nóng)村中學(xué)由于受實(shí)驗(yàn)設(shè)備差，藥品缺等諸多因素的限制，加上現(xiàn)行的九年級《化學(xué)》課本中的部分實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)裝置不合理、操作較困難等原因而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或成功率不高，不僅影響了實(shí)驗(yàn)的效果，對課堂教學(xué)也起到了不可估量的副作用。因此，對實(shí)驗(yàn)的不斷改進(jìn)，不僅是教師認(rèn)識深化的必然，也是教學(xué)不斷創(chuàng)新的需要。為使實(shí)驗(yàn)操作簡單、快捷，現(xiàn)象更加明顯、準(zhǔn)確，更富趣味性，現(xiàn)結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐，對現(xiàn)行課本中幾個實(shí)驗(yàn)提出一些改進(jìn)意見。

一、九年級化學(xué)幾則實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

(一)設(shè)計新裝置，改善實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1.分子運(yùn)動──氨分子的擴(kuò)散

在此實(shí)驗(yàn)中，用大燒杯罩住兩只分別裝有酚酞試液和濃氨水的小燒杯。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，教師可以發(fā)現(xiàn)最大的問題在于：氨水揮發(fā)出來的刺激性氣味很大，而且氨水的用量也較大。對于這個實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法是：用小燒杯代替大燒杯、用小貝殼或小藥瓶代替小燒杯，分別在貝殼（或小藥瓶）內(nèi)滴入酚酞試液和濃氨水，把實(shí)驗(yàn)微型化，這樣既節(jié)省了藥品，現(xiàn)象明顯且又不會有很大的刺激性氣味，可以說是一舉兩得。

2.木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

影響此實(shí)驗(yàn)的因素主要有兩個：一是藥品比例。按理論計算，碳與氧化銅的質(zhì)量比為12:160，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)時，考慮到木炭純度、吸附作用及炭粉在實(shí)驗(yàn)過程中的損失等因素，而應(yīng)以MC:MCuO=1:10進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果最佳。二是溫度要求較高。在實(shí)驗(yàn)時，往往要用到酒精噴燈加熱，但現(xiàn)在硬質(zhì)試管較缺少，尤其是存在質(zhì)量方面的缺陷，不少教師在課堂演示時，常常會出現(xiàn)試管不是被燒變形就是被燒穿的“尷尬”局面。如果加熱前向試管里滴加二、三滴酒精，可以改變這一“窘境”。這樣做，不僅不需要硬質(zhì)試管(用普通試管即好)，也不需要用酒精噴燈，更不需要在酒精燈上加網(wǎng)罩，只需在酒精燈上“稍稍”加熱即可。而且現(xiàn)象明顯，經(jīng)常能見到“銅鏡”現(xiàn)象，十分有趣。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)條件改進(jìn)后，這部分演示實(shí)驗(yàn)也可改為由學(xué)生用試管夾夾住小試管分組來做，非常便于課堂教學(xué)。

(二)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，確保實(shí)驗(yàn)安全

1.滅火器原理的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

探究滅火器反應(yīng)原理的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常會發(fā)生以下情況：①噴射現(xiàn)象不明顯；②噴射現(xiàn)象明顯，但持續(xù)時間短且經(jīng)常會發(fā)生膠塞被彈出的情況，甚至有吸濾瓶發(fā)生爆炸的危險，這樣極容易傷害周圍的人。影響此實(shí)驗(yàn)效果的主要因素有兩個：一是碳酸鈉溶液的濃度和溫度（碳酸鈉的溶解度隨溫度升高而增大）；二是碳酸鈉溶液和濃鹽酸溶液的量。本人在實(shí)際教學(xué)中對此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)：

用500ml大小的礦泉水瓶（離口部1.5cm處打一直徑1mm～2mm的小孔）代替吸濾瓶，內(nèi)裝碳酸鈉溶液（溫水配制的濃溶液）20ml左右。用小試管取10ml左右的濃鹽酸，用線系住小試管，然后小心地放入礦泉水瓶中，并用一根與礦泉水瓶等高的玻璃棒頂住試管，擰緊瓶蓋。實(shí)驗(yàn)時翻轉(zhuǎn)裝置，即可觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，噴射效果相當(dāng)好（霧化好、噴射時間長），且礦泉水瓶耐壓，瓶口密封好，不會出現(xiàn)其他意外，實(shí)驗(yàn)操作中，如果不斷上下振蕩礦泉瓶則效果更好。

2.燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)

白磷在熱水里通入氧氣燃燒的趣味實(shí)驗(yàn)，教師演示時，可以直接用集氣瓶罩住白磷的方法，效果很明顯，這樣就省掉了氧氣的制取裝置（空氣中也含有氧氣）。在提供給學(xué)生的操作設(shè)計中，可以做兩個改進(jìn)：1.氧氣的儲存可以采用裝入充氣玩具的方法，出氣口接橡皮管（配止水夾），需要時擠出便可，簡單方便；2.由于白磷燃燒時，表面的水會沸騰，部分白磷會浮上水面燃燒，帶來安全隱患，故可將一個小漏斗與橡膠管連接，倒放入水中將白磷罩住，通入氧氣或空氣時，漏斗內(nèi)的水被排出，白磷可以在水下的漏斗內(nèi)安全燃燒。

(三)調(diào)整適合的實(shí)驗(yàn)條件，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果

面粉爆炸實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)（九年級《化學(xué)》上冊）

該實(shí)驗(yàn)很難成功，其主要原因是：①面粉顆粒太粗，霧化效果不好；②用蠟燭作引燃劑，當(dāng)容器蓋蓋好后，再鼓氣吹面粉，容器內(nèi)空氣中的氧氣也已消耗了一部分，這樣使得面粉燃燒時空氣中的氧氣量不足，所帶來的結(jié)果必然是實(shí)驗(yàn)效果較差。

根據(jù)上述原因，本人查閱了一些有關(guān)資料，并經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出一些實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和看法：

（1）面粉的選擇。我在實(shí)驗(yàn)中首先將面粉干燥，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（面粉的顆粒越細(xì)越好）。

（2）火源的選用。由于用蠟燭作引燃劑，影響實(shí)驗(yàn)效果，因而想到采用電火花引爆。其方法是：在兩根導(dǎo)線中連接兩根從銅導(dǎo)線中抽出的細(xì)銅絲，當(dāng)打開電源，兩根細(xì)銅絲因承受不了過重的負(fù)荷瞬間燒斷并放出電火花。

（3）反應(yīng)容器的選用。書上的容器是一個小的金屬罐，它的容積比較小，其中含有氧氣的量就更少了，面粉燃燒時氧氣不充分也會影響實(shí)驗(yàn)效果，所以可以選擇一些其他的代用品比如裝過食用油的廢油桶，可以有很明顯的實(shí)驗(yàn)效果。

此外，通過調(diào)整其它合適的實(shí)驗(yàn)條件，比如溫度，也可使某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象達(dá)到“立竿見影”的效果。如學(xué)習(xí)硫酸與氧化銅反應(yīng)（九年級《化學(xué)》下冊）時，反應(yīng)速度很慢，演示時需要等待很長時間，但如果讓反應(yīng)的試管在酒精燈上稍微加熱一下，馬上就可以看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，且用這種方法可以制得體積較大的硫酸銅晶體。

二、幾則探究實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充

1.溶解過程吸熱或放熱現(xiàn)象的補(bǔ)充探究實(shí)驗(yàn)

首先布置探究課題：如果沒有溫度計，你將如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案來探究物質(zhì)溶于水時溶液的溫度變化？你最多能設(shè)計出幾種方案？提供幾種藥品：NaCl、NaOH、NH4NO3、濃硫酸。（還可以選用其他一些儀器或者藥品）要求學(xué)生畫出設(shè)計裝置圖，小組討論方案的可行性后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

補(bǔ)充開放性探究實(shí)驗(yàn)，可增強(qiáng)學(xué)生的探究興趣、提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力及動手能力。

2.氫氣與空氣混合氣爆炸實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充探究

義務(wù)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書初中化學(xué)第三單元拓展性課題【實(shí)驗(yàn)3—7】中，要求教師演示氫氣的燃燒及氫氣與空氣混合氣的爆炸實(shí)驗(yàn)。學(xué)生看完興趣盎然，紛紛要求自己來試試。于是教師引導(dǎo)學(xué)生確立標(biāo)題（用安全簡便的方法來驗(yàn)證氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn)），自由建立活動小組，推選組長；指導(dǎo)各組查找資料的方法、依據(jù)和范圍，解答疑難問題，在學(xué)生整個活動中巡回輔導(dǎo)。結(jié)果大大出乎預(yù)料，“創(chuàng)新”可謂豐富多彩。裝置創(chuàng)新：改用干燥完整的塑料袋代替塑料瓶，使實(shí)驗(yàn)更生活化、更安全，有類似鞭炮的效果。引爆創(chuàng)新：有的小組用鞭炮捻兒引進(jìn)塑料瓶，引爆混合氣。此方法安全，簡單，更適用于愛放鞭炮的男同學(xué)。燃料創(chuàng)新：學(xué)生在學(xué)會原理和考慮方法的基礎(chǔ)上引申到氫氣和空氣混合氣以外的“炸藥”，有從打火機(jī)內(nèi)取出的液體，有用天然氣、煤氣等可燃?xì)怏w和空氣的混合氣體做實(shí)驗(yàn)，都取得了較好的效果。

在教學(xué)過程中我們確實(shí)會遇到這樣那樣的問題，有些實(shí)驗(yàn)完全按照教材中提供的方法和設(shè)計方式去操作不一定可行，甚至有可能失敗。但只要肯動腦筋，努力探索，認(rèn)真挖掘，充分利用有限教學(xué)資源，就一定能找到科學(xué)、有效、簡易、快速的實(shí)驗(yàn)方法。改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，不僅可以幫助教師更好地完成實(shí)驗(yàn)，使之有良好的效果，更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該遵從一定的原則：(1)科學(xué)性原則。即做到實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)確無誤，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計科學(xué)，實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計合理，實(shí)驗(yàn)操作要符合要求。(2)直觀性原則。即實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可見度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出要呈直接性，它是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)成功的標(biāo)志。(3)簡易性原則。取材容易，裝置簡單，實(shí)驗(yàn)時間短是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)具有生命力的保證。(4)安全性原則。即要求實(shí)驗(yàn)過程中確保師生的身心安全，不允許有事故發(fā)生，并始終貫穿“安全第一”的原則。

總而言之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革有助于學(xué)生觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的培養(yǎng)。因此，加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其改革是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，也是我們每個化學(xué)教師在教育教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問題。同時，如果我們在以后的教學(xué)實(shí)踐中能以此來引導(dǎo)學(xué)生思維，或讓學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)過程，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維一定是大有裨益的。