化學探究實驗的改進和創(chuàng)新探析

周炳榮

在重視培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng)的今天，教科書編排的探究實驗起到很大的作用。但是在人教版初中化學教科書中，有些探究實驗所采用的探究方法，尤其是一些涉及溫度和壓強變化的探究實驗，耗時長，實驗現(xiàn)象不明顯，導致有些老師就讓學生觀看視頻來代替課堂的探究實驗。這樣，不利于學生學習興趣的提高，也不利于對學生提高素養(yǎng)。如何對這些涉及溫度和壓強變化的探究實驗做進一步的改進和創(chuàng)新呢？下面是我的一些具體做法：

我利用實驗室常見的器材，設計出一套簡易檢測裝置，對教材中一些涉及溫度或者壓強變化的探究實驗進行改進和創(chuàng)新

一、簡易檢測裝置的介紹

1.實驗用品

分液漏斗、錐形瓶、三孔膠塞、玻璃彎管、膠管、止水夾、紅墨水

2.實驗裝置如圖1所示

3.簡易檢測裝置各部分的功能介紹

錐形瓶的作用：用于反應或者溶解的容器，產(chǎn)生的壓強或者溫度的變化將通過玻璃彎管中紅墨水的移動顯示出來;分液漏斗的作用：用于滴加液體試劑;玻璃彎管里面紅墨水的作用：紅墨水會隨著錐形瓶里面反應或者溶解產(chǎn)生的壓強或者溫度的變化而左右移動;帶有止水夾的膠管的作用：向錐形瓶里滴加液體時要始終打開膠管中的止水夾，避免加入液體時造成錐形瓶內的壓強變大而使玻璃彎管的紅墨水往外移，從而使實驗的結果產(chǎn)生誤差，另一個作用是當錐形瓶內的溫度或者壓強變化太大時，可以打開膠管中的止水夾，連通大氣壓，從而避免玻璃彎管內的紅墨水沖出或者吸入錐形瓶內。

4.簡易檢測裝置的優(yōu)點

（1）取材方便。利用實驗室中的常用器材。

（2）用途廣。初中化學實驗中有很多是涉及能量變化或者壓強變化的，都可以用該裝置來演示和探究。

（3）操作簡單，實驗現(xiàn)象明顯。由于該裝置都是用實驗室常見常用的實驗器材來組裝的，所以操作起來非常簡單，在很多涉及能量變化或者壓強變化的探究實驗中，現(xiàn)象非常明顯，學生觀察起來非常的直觀方便。

二、利用簡易檢測裝置，對一些探究實驗進行改進

在人教版九年級下冊《溶解時的吸熱或放熱現(xiàn)象的探究》的實驗中：

原教材的實驗方法：分別將固態(tài)NaCl、NH4NO3、NaOH放在三個燒杯中，然后分別向三個燒杯中加入一定量的水進行溶解，溶解前要先用溫度計測量水的溫度，然后再用溫度計測量出溶解后的三個燒杯中溶液的溫度，由于臺下的大多數(shù)學生看不清楚溫度計的讀數(shù)，一般的做法是叫幾個學生上臺觀察溫度計，然后報數(shù)給大家，或者讓大家通過摸熱量的方式來得出物質溶解時是吸熱的或者是放熱的。

原教材的不足：用溫度計測量的方法，比較耗時，而下面大多數(shù)的同學又難以清楚觀察溫度計的變化情況，而讓學生摸燒杯感受物質溶解時的吸熱或者放熱的方法，既耗時間，而且在摸燒杯的過程中，有了熱量的傳遞，實驗的結果就沒有說服力。

改進后的實驗方法：先分別將固態(tài)NaCl、NH4NO3、NaOH放進三個簡易檢測裝置的錐形瓶內，再分別在分液漏斗中加入一定量的水，通過觀察裝置中紅墨水的移動情況，學生得出物質溶解時的吸熱或者放熱現(xiàn)象。如圖2。

改進后的優(yōu)點：實驗過程所耗的時間少，現(xiàn)象直觀明顯，用觀察紅墨水的移動情況來代替觀察溫度計的變化，相當于擴大了溫度計的移動情況，所以臺下的學生都能夠清楚的觀察到現(xiàn)象。

人教版九年級下冊《實驗10-4濃硫酸稀釋實驗》，人教版九年級下冊《實驗10-8在氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸實驗》，都可以利用我改造的裝置，探究化學變化中的熱量變化。效果明顯，學生興趣很高。

三、利用簡易檢測裝置，對一些探究實驗進行創(chuàng)新

在人教版九年級下冊《堿的化學性質探究：氫氧化鈉和二氧化碳的反應》中，氫氧化鈉和二氧化碳的反應是沒有現(xiàn)象的。所以，學生對這個反應是死記硬背的，整個課堂教學過程也是枯燥無味的，學生沒有深刻的理解這個反應的本質。為了改變這種情況，使學生深刻理解氫氧化鈉和二氧化碳能夠發(fā)生反應，我思考，能否在課堂上增加一個探究實驗，來加深學生對這個知識點的認識呢？由于氫氧化鈉和二氧化碳的反應在密閉的空間里是有壓強的變化的，所以，我利用簡易檢測裝置，增加了二氧化碳和氫氧化鈉反應的演示實驗，同時，考慮到科學性和邏輯性，用同樣的裝置做了一個二氧化碳溶解性的實驗來進行對比（另一個錐形瓶的氫氧化鈉溶液改成水），在實驗的過程中，明顯的觀察到氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應的裝置中的U型管左高右低的比較明顯，而二氧化碳溶解于水的裝置中的U型管左高右低的不是很明顯。從而推測出來，二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應。（效果如圖3）

由于有了直觀的課堂演示實驗，學生興趣很高，回答探究問題非常踴躍，通過增加的這個演示實驗，對學生能夠深刻理解二氧化碳確和氫氧化鈉發(fā)生反應這個知識點起到很大的幫助，對培養(yǎng)學生的邏輯思維和科學素養(yǎng)起到很好的作用。人教版九年級上冊《實驗6-4二氧化碳溶解性實驗》《實驗7-3生石灰與水反應放出熱量實驗》等，都可以利用我改造的裝置，增加或者創(chuàng)新教材中的實驗，加深學生對有關知識的理解。

在初中生中進行學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，是當今研究的重要課題?；瘜W學科核心素養(yǎng)包括：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任。在這方面，我通過自制簡易檢測裝置，對初中化學中一些涉及溫度和壓強變化的探究實驗進行改進和創(chuàng)新，在教學實踐中應用非常方便和廣泛，改變了以往的教學方式和學生的學習方式，提高了學生學習化學的興趣和課堂教學效率，而且對學生的科學探究與創(chuàng)新意識等化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，起到很大的作用，收到了滿意的教學效果。