關(guān)注初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性

田長(zhǎng)明

摘要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新必須注意自身的嚴(yán)謹(jǐn)性，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)用品的選擇還是反應(yīng)條件的控制，都應(yīng)該合理和合適。另外在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，不能與實(shí)驗(yàn)的目的背道而馳，運(yùn)用類(lèi)比推理方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，也要注意物質(zhì)性質(zhì)的細(xì)小差別。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)選材；實(shí)驗(yàn)對(duì)比

文章編號(hào)：1005–6629（2016）6–0094–03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新一直是化學(xué)課堂教學(xué)的熱點(diǎn)問(wèn)題，在廣大化學(xué)教師的不斷探索和不懈努力下，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出數(shù)字化、微型化、趣味化、集成化、簡(jiǎn)易化、綠色化等特點(diǎn)。很多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常精巧和精彩，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)和探究問(wèn)題的興趣，給中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)帶來(lái)了勃勃生機(jī)。

但不可否認(rèn)，我們有些教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)或多或少也存在著這樣或那樣的不足，筆者就平時(shí)看到的一些不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 選材失當(dāng)

我們進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般都采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題。每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決。但我們教師在進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)有時(shí)會(huì)不能正確地選擇實(shí)驗(yàn)藥品。

案例1 實(shí)驗(yàn)課題：探究?jī)煞N可燃物著火點(diǎn)的高低

實(shí)驗(yàn)用品：木條、煤炭、酒精燈、坩堝鉗、火柴等

實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖1）：

要求小木條和煤塊的形狀相同，因?yàn)榭扇嘉锱c氧氣的接觸面積也是影響燃燒的一個(gè)重要因素。其次小木條燃燒屬“分解燃燒”，燃燒時(shí)有火焰，而煤炭的燃燒主要屬“表面燃燒”（表面燃燒沒(méi)有火焰，如鐵絲燃燒等），可比性差[1]。因此教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要注意選材。

筆者認(rèn)為下列實(shí)驗(yàn)可以比較著火點(diǎn)的高低。

實(shí)驗(yàn)用品：面粉、葡萄糖、銅片、三腳架、藥匙、酒精燈等

實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖2）：

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）把中間折有隔板的銅片（厚0.2mm、寬3.3cm、長(zhǎng)8.0cm、高1.0cm）放在三腳架上，在銅片下面放置酒精燈。

（2）分別取約1/4藥匙的面粉、葡萄糖粉平鋪在薄銅片隔板兩側(cè)且盡量靠近隔板（對(duì)稱(chēng)放置）。

（3）用酒精燈外焰對(duì)準(zhǔn)銅片的中部隔板加熱，觀(guān)察現(xiàn)象。

上述實(shí)驗(yàn)我們可以看到葡萄糖先燃燒，面粉后燃燒。設(shè)計(jì)讓學(xué)生真切地感受到著火點(diǎn)是物質(zhì)的固有屬性，不同的物質(zhì)有不同的著火點(diǎn)，也決定了它們的點(diǎn)燃方式[2]。

2 顧此失彼

有些教師在進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)時(shí)，考慮到了反應(yīng)起始時(shí)的條件控制，但往往會(huì)忽略反應(yīng)過(guò)程中條件的變化，顧此失彼，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

案例2 實(shí)驗(yàn)課題：探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

實(shí)驗(yàn)用品：鋅粒、10%的硫酸溶液、熱水、錐形瓶、氣球、水槽等

實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖3）：

實(shí)驗(yàn)分析：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教師認(rèn)為相同時(shí)間內(nèi)，放在熱水中錐形瓶上的氣球鼓得比較大說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多，從而得出溫度越高，鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率越快的結(jié)論。筆者認(rèn)為這個(gè)結(jié)論的得出不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)闅怏w的體積不僅與分子數(shù)有關(guān)，還與溫度、壓強(qiáng)等有關(guān)系，放在熱水中錐形瓶上的氣球鼓得比較大，也有氣體溫度相對(duì)較高的因素，因此不能通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出“溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快”的結(jié)論。

改進(jìn)建議：去掉氣球，我們?cè)谏鲜鰞芍诲F形瓶中均加入等體積10%的硫酸溶液，將其中一只錐形瓶放入熱水中，在兩只錐形瓶中同時(shí)加入等質(zhì)量的鋅粒，觀(guān)察反應(yīng)起始階段兩只錐形瓶中產(chǎn)生氣泡的快慢。通過(guò)產(chǎn)生氣泡的快慢，判斷化學(xué)反應(yīng)速率的快慢。

3 南轅北轍

《戰(zhàn)國(guó)策·魏策四》：“猶至楚而北行也。”想往南而車(chē)子卻向北行。比喻行動(dòng)和目的正好相反。我們有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)也是如此，南轅北轍，違背了教材的初衷。

案例3 實(shí)驗(yàn)課題：白磷在水中的燃燒

人教版教材中對(duì)白磷在水中的燃燒有如下描述：“由本來(lái)在熱水中不燃燒的白磷，在通入氧氣（或空氣）后燃燒的事實(shí)，再次說(shuō)明燃燒需要什么條件。[3]”

因?yàn)樗械陌琢兹菀纂S通入的氧氣氣流發(fā)生移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，成功率較低。有教師對(duì)此實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)1：

實(shí)驗(yàn)用品：白磷、水、氧氣、試管、橡皮塞、500mL燒杯、鑷子等

實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖4）：

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）收集一試管氧氣，用橡皮塞塞住試管口。

（2）在500mL大燒杯中加入約300mL水，用鑷子取一小塊白磷放入大燒杯的水中。

（3）取下試管口的橡皮塞，將試管倒扣于燒杯中的白磷上，觀(guān)察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)分析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們可以觀(guān)察到白磷在試管中劇烈燃燒。但筆者認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)不恰當(dāng)，教材探究的是白磷在水中的燃燒，而這個(gè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，我們看到是白磷在試管中的氧氣中燃燒，與教材的要求不符。

也有教師做了如下改進(jìn)，筆者認(rèn)為比較好。