例談初中化學(xué)趣味實驗的設(shè)計及應(yīng)用

摘要：趣味實驗通常具有“趣、簡、省、巧、新”的特點，能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合實例指出趣味實驗的設(shè)計要有目的性和針對性，它是教學(xué)智慧的結(jié)晶，有助于創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情景。趣味實驗還可以延伸到課外，成為學(xué)生的自主實驗活動，對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐能力都是非常有益的。

關(guān)鍵詞：趣味實驗；實驗設(shè)計；化學(xué)實驗教學(xué)

文章編號：1005–6629（2015）6–0056–05 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

趣味化實驗設(shè)計表現(xiàn)形式新穎，突出以聲、色、光等形式表現(xiàn)出其中的化學(xué)原理，但并不是把實驗變成“魔術(shù)表演”，它仍然遵循實驗演示的一般規(guī)則：目的性、科學(xué)性、生活性、可行性、趣味性、安全性[1]。與常規(guī)實驗相比，具有“趣、簡、省、巧、新”的特點，對初中生而言，這類實驗?zāi)軌蚱鸬轿龑W(xué)生注意力、激發(fā)興趣、調(diào)動學(xué)習(xí)積極性的作用。它不僅適合在緒言課或課堂引入時使用，而且可以貫穿在整個初三化學(xué)教學(xué)中使用。

怎樣在教學(xué)中靈活運用呢？筆者認(rèn)為，首先是教師要有大量的趣味化實驗設(shè)計案例！當(dāng)積累了一定量優(yōu)秀的趣味化實驗設(shè)計案例，教學(xué)時就能信手拈來，為我所用。其次，在教學(xué)中應(yīng)用這些趣味化設(shè)計時把握好以下幾個鮮明的應(yīng)用特點，定能為課堂添彩。

1 趣味實驗的設(shè)計要有明確的目的性和針對性

趣味實驗必須服務(wù)于教學(xué)目的并具有針對性，有利于突出重點，突破難點。設(shè)計要點是通過實驗的重新設(shè)計或組合來揭示概念、原理、規(guī)律，使重點、難點知識形象化，便于觀察，使學(xué)生容易記憶和理解。

例1 在“二氧化碳制取的研究”中，在實驗室制CO2的藥品探究時要明確幾個知識點：使用稀鹽酸而不能用濃鹽酸或稀硫酸；使用石灰石顆粒而不能用碳酸鈣或碳酸鈉粉末；而在泡沫滅火器中卻是使用碳酸鈉而不是石灰石等。為此，筆者通過設(shè)計命名為“冒泡大比武”的五個趣味小實驗（如圖1）來達(dá)成目的。就實驗本身而言，幾乎沒有趣味化設(shè)計的空間，但僅僅是名稱改一改，卻為實驗增添一份樂趣，讓學(xué)生樂于通過觀察、比較不同的實驗現(xiàn)象得出如下結(jié)論：

（1）通過對比A和B、A和C的冒泡劇烈情況，得知顆粒大小不同造成現(xiàn)象有差別，而A中的反應(yīng)速率適中，所以用石灰石而不用碳酸鈣或碳酸鈉粉末，而在滅火器中卻是越快產(chǎn)生大量氣泡越好，當(dāng)然是選用碳酸鈉比較好；（2）通過對比A和D的冒泡情況，D開始時石灰石表面迅速冒出氣泡，漸漸會停止產(chǎn)生氣泡，而A中石灰石冒氣泡是持續(xù)不斷的，所以，不用稀硫酸而應(yīng)該用稀鹽酸；（3）E展示濃鹽酸樣品，當(dāng)看到大量白霧產(chǎn)生時，學(xué)生馬上能明白這樣會造成制得的CO2不純了，所以不能用濃鹽酸。

化學(xué)中有些純理論的知識，若由教師直接灌輸給學(xué)生，則十分不利于知識的掌握。如果明確了實驗?zāi)康暮螅嗅槍π缘匕阎R點融入在趣味實驗設(shè)計中，將會起到事半功倍的效果。

2 實驗趣味化設(shè)計要突出趣味性

實驗趣味化往往能以其趣味、生動、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象來引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂教學(xué)氛圍，勢必能提高課堂教學(xué)效果。

例2 如圖2，沒有氧氣制備裝置如何使水中的白磷燃燒？急中生智，可以把通入氧氣改成向熱水中吹氣[2]也是能成功的（只需向?qū)W生借一根盒裝牛奶上的吸管就能完成該實驗，趣味性油然而生！）。

例3 人教版上冊教材第6頁實驗1-1（1）水的沸騰是一個非常簡單的演示實驗（如圖3），但其具有較高的教學(xué)價值。調(diào)查表明，很少有教師演示該實驗，取而代之的是進(jìn)行簡單的語言解析[3]。筆者認(rèn)為較多教師這樣處理的原因之一是演示效果不理想，學(xué)生難以觀察到該實驗現(xiàn)象：水沸騰，產(chǎn)生白霧，遇到冷的玻璃片凝結(jié)成水珠。

其實，教師只需要稍稍改變一下演示的方式，改用試管夾夾持裝有水的試管進(jìn)行加熱，便趣味立顯。演示時，一手拿試管夾，并且把試管口緊對著黑板，另一手持酒精燈進(jìn)行加熱，相當(dāng)于把整套裝置移至黑板前進(jìn)行操作（如圖4）。當(dāng)水沸騰時，產(chǎn)生的白霧在黑板的襯托下非常明顯，而且黑板上馬上出現(xiàn)大片的水漬，凝結(jié)成的水珠在黑板上流下來。坐在后排的學(xué)生也立馬感受到該小實驗的震撼效果。

例4 點燃蠟燭剛熄滅時的白煙，在操作時很難把握成功！有一次，筆者突然想到了《化學(xué)教學(xué)》介紹的一個改進(jìn)方案[4]（如圖5-A），于是“假裝”隨便地把一根長約6cm玻璃管的一端直插進(jìn)蠟燭火焰的內(nèi)焰部位，可以觀察到有白煙（石蠟蒸氣）徐徐在管內(nèi)向上升騰，并很快從管的上口逸出，這時把白煙點燃，可以順利觀察石蠟蒸氣的燃燒。當(dāng)學(xué)生看到這個明顯的現(xiàn)象時，禁不住鼓起掌來！后來，筆者又看到一個方案改進(jìn)[5]（如圖5-B），每次只需帶一個螺旋銅絲圈進(jìn)教室，當(dāng)蠟燭熄滅后，馬上在其上方罩上這個螺旋銅絲圈，白煙順著該圈上升，這時在圈的上方點燃白煙，現(xiàn)象明顯，說服力很強(qiáng)。學(xué)生充分享受到化學(xué)實驗的魅力和樂趣，課堂教學(xué)效果十分理想。

3 趣味實驗設(shè)計應(yīng)有助于激發(fā)學(xué)生的探究興趣和培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在化學(xué)實驗的應(yīng)用中，有些教師比較注意在感知和操作兩個水平層次上的興趣，而忽略了如何實驗研究

激發(fā)學(xué)生的探究興趣。筆者認(rèn)為，教師在探究如何改進(jìn)實驗的過程中體現(xiàn)的創(chuàng)新精神能夠潛移默化地影響著自己的學(xué)生，對學(xué)生的成長大有益處。如果能把實驗改進(jìn)和創(chuàng)新變成了學(xué)生的事，那么培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維已經(jīng)邁出了成功的一步。

例5 人教版上冊教材第107頁實驗6-1：木炭的吸附性實驗的改進(jìn)。

（1）實驗背景。按該方案來實驗，所需時間長，現(xiàn)象不明顯，效果不佳。若投入木炭塊狀過大，脫色不明顯；若木炭過碎，脫色顯著，但造成溶液呈現(xiàn)黑色渾濁，不便于觀察。因此，在課堂演示后，筆者啟發(fā)學(xué)生，如何改進(jìn)這個實驗？

（2）實驗改進(jìn)方案設(shè)計的過程。

方案1：有同學(xué)馬上提出來，過濾！實際操作后，雖有些效果但耗時過長；另一同學(xué)馬上聯(lián)想到簡易凈水器的原理，筆者肯定了他的想法，鼓勵其去查找資料[6]并進(jìn)一步改進(jìn)（如圖6）：將礦泉水瓶一分為二，向裝置中傾倒稀的紅墨水，即看到瓶口滴下無色透明的水。

方案2：受方案1的啟發(fā)，又有同學(xué)提出該實驗改進(jìn)中必須要通過對比實驗排除棉花和濾紙的干擾才有意義，該實驗的成功關(guān)鍵是不讓木炭浮起來并且需要過濾。于是想到了要做A、B、C三組對比實驗（如圖7）：將紅墨水分別等量注入到3支試管中，試管A中無明顯現(xiàn)象（即脫脂棉無吸附效果）；在試管B中加入1藥匙碳粉，可見試管B內(nèi)液體呈黑色渾濁；此時，塞入一團(tuán)棉花，用玻璃棒壓至試管底部（即試管C的效果），則上層立刻顯示無色，棉花部分是紅色的，棉花層以下依然是黑色的，對比效果快速鮮明，學(xué)生驚呼神奇。

方案3：筆者在學(xué)生提出了方案2后，由此想到了U型管！于是提出問題“同學(xué)們，能不能使用一個有雙管的儀器來完成呢？”在筆者展示了U型管這種儀器時，學(xué)生禁不住拍手稱妙（如圖8）！在U型管中加入木炭粉，兩端都加入脫脂棉花壓緊，從A管口加入稀紅墨水，經(jīng)木炭層后從B管口出來的是清水！操作簡單，現(xiàn)象明顯，趣味性強(qiáng)，效果好。

目前，方案2和3的實驗改進(jìn)已作為本校常用演示裝置供教師使用了。

（3）教學(xué)效果思考。在這個案例中，通過啟發(fā)學(xué)生對課本實驗的演示效果進(jìn)行質(zhì)疑，進(jìn)而鼓勵其提出方案，運用組合的方法創(chuàng)新該實驗，一步步的改進(jìn)而達(dá)到最佳效果。通過不斷的探索性的試驗和分析，使學(xué)生體會到運用突破常規(guī)的思考方式進(jìn)行創(chuàng)造性思考的樂趣，從而激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造性思維的自覺性，明白了對比實驗的重要性。學(xué)生從中獲得的認(rèn)識比教師直接演示實驗要深刻，能達(dá)到“1+1>2”的教學(xué)效果。

4 趣味實驗的設(shè)計有助于創(chuàng)設(shè)生動活潑的良好教學(xué)情景

化學(xué)實驗是創(chuàng)設(shè)情景最基本的形式。精心安排實驗內(nèi)容，巧妙布置實驗形式，具有高度的藝術(shù)性，它決定了一節(jié)課的優(yōu)劣成敗。為此，教師確實需要事先動一番腦筋。趣味化實驗設(shè)計在此有得天獨厚的優(yōu)勢。

例6 在燃燒條件的探究中，筆者補(bǔ)充了一個非常簡單而有趣的實驗——“燒不毀的鈔票”[7]，類似“燒不壞的手帕”。顯然，相對于“手帕”或“棉布”，“鈔票”更能引起學(xué)生的興趣。實驗時（如圖9），先把鈔票浸沒在燒杯A中的水打濕（如果能晾至不滴水效果最好），然后在燒杯B中浸泡約3秒，用鑷子夾持在酒精燈上引燃（注意：燃燒3～5秒后要甩滅火焰，否則鈔票邊緣會燒焦）。燒杯B中加入NaCl固體是為了使演示時火焰的顏色呈現(xiàn)橙黃色，產(chǎn)生熊熊烈火的效果，引人注目，刺激學(xué)生的視覺。在教學(xué)過程中，教師事先自備鈔票或示范時向?qū)W生借用，增加師生間的互動，把課堂氣氛推向高潮。當(dāng)然，該實驗涉及到對人民幣的嚴(yán)肅性問題，演示前要與學(xué)生溝通好，可以考慮用玩具幣、樣品幣、冥鈔等代替。

事實證明，鮮明有趣、令人叫絕的實驗現(xiàn)象可以創(chuàng)設(shè)一些生動活潑的教學(xué)情景，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

5 趣味實驗的設(shè)計可以延伸到課外，成為學(xué)生的自主實驗活動

在初中化學(xué)教材中安排了大量的活動與探究、家庭小實驗、調(diào)查與研究、開放題、實踐活動等，體現(xiàn)了貼近生活、貼近社會、注重科學(xué)探究、注重學(xué)生動手能力等特點，這都為課外開展趣味化實驗設(shè)計提供了豐富的材料和廣泛的途徑。教師可以以點帶面，為學(xué)生提供一個展示的平臺，將對學(xué)生的學(xué)習(xí)有良好的促進(jìn)作用。如以寒假作業(yè)的形式布置學(xué)生完成就是一種良好的形式。筆者堅持開展了8年的“制取大晶體實驗活動”[8]作為學(xué)生的寒假作業(yè)——以制取藍(lán)礬大晶體為切入點的趣味實驗活動。從2012年起該實驗活動已推廣成為廣州市的一項學(xué)生實驗技能競賽活動，為課堂教學(xué)增添了有用、有趣的一筆。

部分的趣味化實驗活動的操作技術(shù)要求較高、耗時較長的，建議改為課外興趣小組活動，或家庭小實驗。筆者近幾年組織學(xué)生進(jìn)行的小主題探究[9]，其中就包括在課外開展趣味實驗活動（如圖10）：用家庭物品設(shè)計CO2制備的裝置；制備大晶體；制作葉脈書簽、簡易凈水器、指示劑；用雞蛋殼作畫等。從學(xué)生琳瑯滿目的作品中，能感受到學(xué)生對化學(xué)實驗的熱情和創(chuàng)新，能體會到他們的成功和收獲！經(jīng)過8年的實踐表明，這一系列的趣味實驗活動突出了化學(xué)知識在日常生活中的應(yīng)用，充分彰顯了化學(xué)實驗的魅力，學(xué)生非常喜愛，進(jìn)而更愛學(xué)化學(xué)。

綜上所述，趣味化實驗設(shè)計使化學(xué)實驗教學(xué)資源已經(jīng)超出了“教材+實驗室”的傳統(tǒng)模式，它拓展了教材上的教學(xué)資源，利用生活中的化學(xué)教學(xué)資源，充分發(fā)揮化學(xué)實驗的教學(xué)功能[10]。如果所有化學(xué)教師都主動開發(fā)、積累、運用趣味化實驗設(shè)計案例，那趣味化實驗設(shè)計也勢必成為化學(xué)教學(xué)改革的陣地之一，促使學(xué)生更加愛化學(xué)，喜歡學(xué)化學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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