初中化學(xué)教材實(shí)驗改進(jìn)例談

林美麗

摘 要?實(shí)驗是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)和特征，是化學(xué)的靈魂，在化學(xué)教育和教學(xué)中的地位是不可替代的。實(shí)驗的成功不僅能幫助學(xué)生深刻理解“理論來源于實(shí)踐”，還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。適當(dāng)?shù)膶?shí)驗改進(jìn)能確保實(shí)驗的成功。

關(guān)鍵詞?初中化學(xué);實(shí)驗教學(xué);實(shí)驗的改進(jìn)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）31-0063-02

化學(xué)是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。它起源于實(shí)驗，發(fā)展于實(shí)驗，成就于實(shí)驗。實(shí)驗是化學(xué)的靈魂。實(shí)驗的成功不僅能很好地幫助學(xué)生深刻理解“理論來源于實(shí)踐”，也培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。教師在進(jìn)行實(shí)際化學(xué)實(shí)驗教學(xué)時，教材中的一些實(shí)驗不可避免地出現(xiàn)這樣或那樣的問題，如實(shí)驗效果不好、現(xiàn)象不明顯、不便于學(xué)生觀察，有的會對環(huán)境造成一定的污染，甚至實(shí)驗失敗。這樣教師就不能很好利用實(shí)驗來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效觀察和思維。這就要求教師在化學(xué)實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，提高實(shí)驗的有效性，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐和對相關(guān)資料的學(xué)習(xí)研究，在實(shí)際教學(xué)中對初中化學(xué)的部分實(shí)驗做了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，取得很好的教學(xué)效果，現(xiàn)舉例如下。

一、關(guān)于“對蠟燭及其燃燒的探究”實(shí)驗的改進(jìn)

筆者對初中義務(wù)教育教科書《化學(xué)》九年級上冊（人教版）第一單元課題2第12頁探究欄目中，“對蠟燭及其燃燒的探究”實(shí)驗中的蠟燭燃燒產(chǎn)物探究的方法進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)。

1.教材中選用一個干燥燒杯和一個內(nèi)壁用澄清石灰水潤濕的燒杯，先后罩在火焰上方，用于探究蠟燭燃燒生成了水和二氧化碳。實(shí)際操作過程中用“在火焰上方罩一個干燥的燒杯”的方法來驗證水的產(chǎn)生，實(shí)際實(shí)驗操作時是很難看到燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧，原因主要在于：（1）該實(shí)驗剛好安排在開學(xué)初九月上旬，而九月份上旬的氣溫還很高，水蒸氣不容易冷凝。（2）燒杯距離火焰的高度不好控制。如果太近，水蒸氣不容易冷凝成液態(tài)，燒杯內(nèi)壁又很容易被蠟燭不完全燃燒時產(chǎn)生的黑煙熏黑，不僅干擾學(xué)生對實(shí)驗現(xiàn)象的觀察，且實(shí)驗后燒杯不易清洗。如果太遠(yuǎn)，水蒸氣很容易逸散到燒杯外，導(dǎo)致觀察不到明顯的水霧生成。

改進(jìn)方法：把燒杯換成大試管，由于試管較長，能讓水蒸氣充分冷卻，學(xué)生可以清楚觀察到試管內(nèi)壁上有水霧生成。

2.教材中用“把一個內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭的火焰上方”的方法來證明二氧化碳的生成。由于燒杯內(nèi)壁上蘸有的澄清石灰水的量較少，導(dǎo)致實(shí)際實(shí)驗操作中觀察不到石灰水明顯變白色渾濁的現(xiàn)象。

改進(jìn)方法：把燒杯換成大試管，在火焰上方罩上大試管，過一會兒把大試管倒過來，再往大試管中注入少量澄清石灰水，振蕩后，可觀察到澄清石灰水明顯變白色渾濁的現(xiàn)象?，F(xiàn)象明顯，便于學(xué)生觀察。

3.蠟燭吹滅后，白煙受氣流的影響，擴(kuò)散方向不確定，點(diǎn)燃白煙時很難將蠟燭重新點(diǎn)燃。

改進(jìn)方法：熄滅蠟燭改用塑料瓶蓋熄滅，白煙向上擴(kuò)散在蠟燭上方點(diǎn)燃白煙時將蠟燭重新點(diǎn)燃，實(shí)驗成功率高，能有效增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的信心。

通過適當(dāng)改進(jìn)以上實(shí)驗操，不僅使實(shí)驗現(xiàn)象明顯，實(shí)驗成功率高，而且增強(qiáng)了實(shí)驗說服力。教師還可以將本實(shí)驗改進(jìn)后設(shè)計成學(xué)生分組實(shí)驗，讓學(xué)生自己親身動手完成實(shí)驗。通過學(xué)生自己親自參與的探究，使學(xué)生體驗到探究活動的樂趣和實(shí)驗成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新的科學(xué)精神。同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，也充分尊重學(xué)生的主體地位。

二、關(guān)于分子運(yùn)動現(xiàn)象實(shí)驗的改進(jìn)

在初中義務(wù)教育教科書《化學(xué)》九年級上冊（人教版）第三單元課題1的第49頁探究欄目中有“分子運(yùn)動現(xiàn)象”的探究實(shí)驗。根據(jù)教材實(shí)驗，本實(shí)驗在實(shí)際教學(xué)中，由于燒杯倒罩還是有一部分氨氣泄漏，刺激實(shí)驗者，造成空氣污染，而且實(shí)際實(shí)驗操作中需要等待一定時間才能觀察到小燒杯A中無色酚酞溶液變成紅色。

針對上述存在的情況，筆者也進(jìn)行如下改進(jìn)：（1）把大燒杯換成125mL集氣瓶，兩個小燒杯換成兩支醫(yī)用的小試劑瓶，這兩支醫(yī)用的小試劑瓶預(yù)先分別用細(xì)線套住瓶頸并系緊（便于放入集氣瓶中）。（2）往其中一支醫(yī)用的小試劑瓶中加2mL的蒸餾水，再滴入幾滴無色酚酞溶液，搖勻。另一支醫(yī)用的小試劑瓶中加入1mL濃氨水，再把這兩支小試劑瓶通過細(xì)線小心放入125mL集氣瓶中，并迅速在集氣瓶口塞緊橡膠塞，一至兩分鐘后便可觀察到裝有無色酚酞溶液的小試劑瓶中溶液由無色逐漸變成紅色。

改進(jìn)后的實(shí)驗的優(yōu)點(diǎn)有：現(xiàn)象明顯，操作簡便，實(shí)驗快捷，也可以有效減少氨氣的泄漏造成空氣的污染，而且節(jié)約藥品。甚至還可順便補(bǔ)做一個小實(shí)驗：打開橡膠塞，將滴有無色酚酞溶液的濾紙片放在集氣瓶口，可以觀察到濾紙片上滴有無色酚酞溶液的地方逐漸變成紅色，再用鑷子夾住濾紙片放在空氣中揮動幾下，紅色會很快消失，可以重復(fù)幾次以上實(shí)驗，學(xué)生對該實(shí)驗會樂此不疲，而且印象深刻。通過這個補(bǔ)充實(shí)驗不僅可以再次證明分子在不停地運(yùn)動，還增強(qiáng)趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，活躍學(xué)生的思維。

三、關(guān)于氧化銅和碳粉反應(yīng)實(shí)驗的改進(jìn)

在初中義務(wù)教育教科書九年級化學(xué)上冊（人教版）第六單元課題1的第110頁“實(shí)驗6-2”演示實(shí)驗欄目中，對于該實(shí)驗很多教師在實(shí)際教學(xué)中是很少開展演示實(shí)驗，大多數(shù)教師通過播放實(shí)驗視頻給學(xué)生觀看。甚至有的教師直接把實(shí)驗現(xiàn)象給學(xué)生，讓學(xué)生死記硬背，這樣不利于學(xué)生對化學(xué)知識的理解和掌握，也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力后續(xù)的發(fā)展。

之所以教師很少演示該實(shí)驗，是因為該實(shí)驗的成功率很低，觀察不到光亮的銅產(chǎn)生，只能觀察到少量粉末變紅色而已。鑒于這些情況，筆者經(jīng)過多次實(shí)驗和摸索，也對該實(shí)驗進(jìn)行如下改進(jìn)：（1）將木炭粉換成活性炭，而且兩種藥品粉末都要進(jìn)行炒熱烘干，活性炭粉末和氧化銅粉末要按1：10的質(zhì)量比混合均勻（理論上，質(zhì)量比是1：13），活性炭要稍過量，且兩者混合總質(zhì)量不要太多，盡量不要超過2g。（2）用研缽研磨均勻，研磨時間不能太短，要大約研磨十分鐘，使氧化銅粉末和活性炭粉末充分混合均勻，且粉末要能松動，不能結(jié)成塊。再將混合粉末小心裝入試管底部，集中夯實(shí)，且試管不能選用太大試管，一定要使用小試管。（3）加熱要用酒精燈，火焰需要罩上燈罩，這樣有利于集中火焰達(dá)到高溫，不要用酒精噴燈加熱，避免試管熔化。

這樣改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：（1）適合教師在課堂上演示實(shí)驗，成功率極高，反應(yīng)迅速，只要加熱一至兩分鐘就可以觀察到光亮的紅熱銅珠產(chǎn)生，現(xiàn)象很明顯且漂亮。（2）能很好調(diào)動學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。當(dāng)實(shí)驗中有亮紅色的銅珠產(chǎn)生時，學(xué)生們會發(fā)出驚嘆聲，課堂氣氛頓時活躍起來，從而產(chǎn)生了很強(qiáng)烈的興趣，起到很好的教學(xué)效果。當(dāng)然，這就要求教師在課前要花很多的時間和精力，做好充分的實(shí)驗準(zhǔn)備。

以上是筆者在實(shí)際教學(xué)中對初中化學(xué)的部分教材實(shí)驗的一些改進(jìn)。當(dāng)然，實(shí)驗改進(jìn)的方法可以有其他不同方式，除了改進(jìn)教材里的實(shí)驗，也可以把一些演示實(shí)驗改成分組實(shí)驗。甚至可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要適當(dāng)補(bǔ)充一些趣味實(shí)驗，如在緒言教學(xué)中可補(bǔ)做大象的牙膏、魔棒點(diǎn)燈、燒不壞的手帕、清水變牛奶等等，借助實(shí)驗刺激學(xué)生的感官來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

四、初中化學(xué)實(shí)驗改進(jìn)的基本思路分析

（一）“換”器具

對化學(xué)實(shí)驗裝置能夠進(jìn)行正確、合理地使用，這是對學(xué)生掌握化學(xué)知識程度進(jìn)行檢驗的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。比如，在初中化學(xué)實(shí)驗中以吸管代替導(dǎo)管，把分液漏斗換成注射器，這些都是學(xué)生對實(shí)驗器材的應(yīng)用效果已經(jīng)十分熟悉了。在初中化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活常識，實(shí)施具有創(chuàng)新性的更換，這樣激發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識學(xué)習(xí)的興趣，對學(xué)生的想象能力和觀察能力進(jìn)行有效地鍛煉。有的化學(xué)器材同時具有可替代性，初中化學(xué)教師可以結(jié)合試驗要求和實(shí)際預(yù)算，對課本中的實(shí)驗器材進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計出具有生活化的初中化學(xué)實(shí)驗。比如，在初中《氧氣的實(shí)驗室制取與性質(zhì)》這一課教學(xué)的時候，以過氧化氫溶液和二氧化錳來制取氧氣，分液漏斗可用別的設(shè)備來替換。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗教學(xué)的目的，初中化學(xué)教師就要引導(dǎo)學(xué)生對分液漏斗的作用和使用方法進(jìn)行研究，然后尋找用什么樣的設(shè)備能夠替代分液漏斗。對此，需要初中化學(xué)教師一定要清楚在實(shí)驗過程中哪些地方能改、哪些器材可以替換。

（二）“創(chuàng)”實(shí)驗

初中化學(xué)教師在實(shí)驗教學(xué)開展過程中，通常關(guān)注于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。在實(shí)驗教學(xué)改革創(chuàng)新中，初中化學(xué)教師可以根據(jù)實(shí)驗鼓勵學(xué)生根據(jù)不同的理論知識來開展實(shí)驗驗證。教師要積極鼓勵學(xué)生大膽地設(shè)計實(shí)驗，從而有效地對學(xué)生的探究能力和質(zhì)疑精神進(jìn)行培養(yǎng)。比如，在初中化學(xué)《質(zhì)量守恒定律》這一課教學(xué)中，教師在開展完白磷燃燒的實(shí)驗后，可以詢問學(xué)生還有哪些實(shí)驗可以對這個定律進(jìn)行證明。可以讓學(xué)生以小組合作的方式制定實(shí)驗來對這個定律進(jìn)行驗證。有的學(xué)生就是以碳酸鈣和稀鹽酸來作為實(shí)驗研究對象，在此過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的氣體。這些氣體是如何進(jìn)行收集的？這就需要初中化學(xué)教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動思考，讓學(xué)生對基礎(chǔ)知識進(jìn)行鞏固掌握，對學(xué)生的合作意識進(jìn)行培養(yǎng)。

（三）“提”能力

初中化學(xué)教師作為課堂教學(xué)的組織者，學(xué)生在開展實(shí)驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰l(fā)揮著十分重要的作用。在初中化學(xué)實(shí)驗改進(jìn)創(chuàng)新中，化學(xué)教師要注重提升自己的教學(xué)能力，對實(shí)驗教學(xué)不斷地創(chuàng)新，對學(xué)生的思維意識進(jìn)行有效地培養(yǎng)。此外，還要對階段性的化學(xué)實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行反思和總結(jié)，對課堂教學(xué)效果進(jìn)行評價，要以學(xué)生的學(xué)習(xí)需求為基礎(chǔ)，注重初中化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的創(chuàng)新。

總之，對教材中的一些實(shí)驗進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)不僅能更好地落實(shí)實(shí)驗教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)知識的理解、掌握和鞏固，還能使課堂教學(xué)的效果得到提高，同時也培養(yǎng)敢于探索的創(chuàng)新精神。

基金項目：本文是2019年福建省基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究立項課題階段性成果，課題編號：MJYKT2019-222《基于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的初中化學(xué)校本實(shí)驗課程開發(fā)的研究》。

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