碳酸鈉及碳酸氫鈉性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)與教學(xué)實(shí)踐

陳秀娟 洪清娟

摘要：?以蘇教版“碳酸鈉與碳酸氫鈉”為例，對不同版本新教材中碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，查閱該性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析，深入理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能，對碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)試劑進(jìn)行優(yōu)化選擇，設(shè)計(jì)實(shí)用性較強(qiáng)、更易推廣的微型裝置，適宜開展分組實(shí)驗(yàn)，使每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與任務(wù)型的探究活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：?碳酸鈉;?碳酸氫鈉;?實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn);?實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能

文章編號(hào)：?1005-6629（2021）09-0062-05

中圖分類號(hào)：?G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?B

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培育學(xué)生獲知明理、求實(shí)立德的重要途徑。然而在實(shí)際的教學(xué)中，片面關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)認(rèn)知功能，忽略實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、創(chuàng)新育人等隱性功能的現(xiàn)象還比較普遍。怎樣從教師單純教知識(shí)轉(zhuǎn)化為讓學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)獲取新知、感受實(shí)驗(yàn)的魅力、充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能？本文試以蘇教版“碳酸鈉與碳酸氫鈉”性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例，對實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間;設(shè)計(jì)適宜學(xué)生分組操作且具有創(chuàng)新性的微型化裝置，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)深入?yún)⑴c實(shí)驗(yàn)過程，在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)中提升相應(yīng)的學(xué)科核心素養(yǎng)。

1??碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀分析

1.1??不同版本新教材中二者性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的比較

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）體系下的化學(xué)教科書呈現(xiàn)百家爭鳴的現(xiàn)象。將不同版本的新教材中關(guān)于碳酸鈉、碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)存在一定的差異性。具體見表1。

2.?完善碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)比較表格的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)區(qū)別二者的實(shí)驗(yàn)方案。通過碳酸鈉性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的探究，從類別角度歸納碳酸鹽的通性，建立物質(zhì)性質(zhì)與用途有必然聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。

魯科版[3]必修第一冊第1章微項(xiàng)目探秘膨松劑推測碳酸氫鈉用作膨松劑的原理，設(shè)計(jì)探究碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案。在真實(shí)情境中體會(huì)研究陌生物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序的實(shí)用價(jià)值。

在實(shí)際教學(xué)中，教師可針對學(xué)生的具體情況，博采眾長，綜合取舍不同版本教材中的實(shí)驗(yàn)，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)對比碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同功能。

1.2??二者性質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能分析

通過初中化學(xué)“生活中常見的鹽”的學(xué)習(xí)，學(xué)生對于碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)有了一定的認(rèn)識(shí)。高中再次接觸，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從微觀的角度來認(rèn)識(shí)二者性質(zhì)既具有相似性，又存在明顯的差異性，在一定條件下二者可以相互轉(zhuǎn)化。幫助學(xué)生在親歷實(shí)驗(yàn)的過程中，初步學(xué)會(huì)以微粒的視角透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看反應(yīng)的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“宏—微—符”三重表征思維的自由切換并建立起關(guān)聯(lián)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的學(xué)科觀念。碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)既能為后續(xù)學(xué)習(xí)理解離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)提供事實(shí)佐證，同時(shí)讓學(xué)生切身體會(huì)“實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的重要手段和方法”。

1.3??相關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的現(xiàn)狀及分析

有關(guān)碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的文獻(xiàn)比較多。比如二者與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中，有分別從碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液底部注入鹽酸來探究二者與鹽酸反應(yīng)的本質(zhì)[4];有利用針管實(shí)驗(yàn)定量比較碳酸鈉和碳酸氫鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2速度的快慢[5];還有通過手持技術(shù)探究碳酸鈉與鹽酸分步反應(yīng)的機(jī)理[6]。

二者熱穩(wěn)定性對比實(shí)驗(yàn)中，主流的改進(jìn)方案是套管實(shí)驗(yàn);個(gè)別方案采用同時(shí)加熱放在金屬薄片上的碳酸鈉、碳酸氫鈉固體，用冷而干燥的燒杯罩在固體上方，利用燒杯收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體來檢驗(yàn)二者的熱穩(wěn)定性[7];也有采取油浴加熱代替酒精燈加熱的方法[8]。

分析上述已有的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在如下共同的問題：?多數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置比較復(fù)雜，有些方案對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能水平要求過高，不適宜學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)。針對以上的不足，筆者設(shè)計(jì)了一套微型化、簡便化、易操作的實(shí)驗(yàn)新裝置，既適宜學(xué)生開展分組對比實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也能最大程度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面的作用。

2??實(shí)驗(yàn)裝置的新改進(jìn)

2.1??碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶解實(shí)驗(yàn)

蘇教版關(guān)于碳酸鈉、碳酸氫鈉的水溶性對比是通過文本的形式直接提供，教材中并沒有具體的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。筆者參考人教版必修第一冊第36頁中碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶解實(shí)驗(yàn)：?各取1g碳酸鈉、碳酸氫鈉，觀察外觀后滴幾滴水，感受溫度變化;繼續(xù)加入5mL水，振蕩。在實(shí)驗(yàn)操作過程中發(fā)現(xiàn)：?1g碳酸鈉滴幾滴水后立即結(jié)塊，后續(xù)即使再加入10mL水，待完全溶解也需要4分鐘左右的時(shí)間，耗時(shí)太長。

經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，改為分別取0.5g碳酸鈉、碳酸氫鈉固體，滴幾滴水感受溫度變化后，繼續(xù)加入5mL?25℃左右的溫水再振蕩。如此稍加改變，完成水溶性實(shí)驗(yàn)不到1分鐘，大大節(jié)約了課堂時(shí)間，非常適宜學(xué)生的分組操作及教師的課堂演示。

2.2??碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸反應(yīng)的教學(xué)功能在于通過辨識(shí)宏觀現(xiàn)象的不同，初步嘗試從微觀角度分析反應(yīng)的本質(zhì)，所以實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是能讓學(xué)生真正觀察和感受到碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)是分步進(jìn)行的，酸的量不同則產(chǎn)物也不同，而碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)是一步到位的?；诮虒W(xué)功能作如下改進(jìn)：?在兩個(gè)干燥潔凈的10mL青霉素瓶子中分別加入1mL滴有2～3滴酚酞的1mol/L碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液;兩支5mL注射器的針管中分別加入4mL?0.5mol/L的鹽酸，針頭穿過青霉素瓶橡膠塞。另取兩支2.5mL注射器，針頭穿過青霉素瓶橡膠塞。推動(dòng)5mL的注射器往青霉素瓶子中逐滴滴加鹽酸，待2.5mL注射器中的活塞上升后，將2.5mL注射器中收集到的氣體注入到1mL的澄清石灰水中。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

2.3??碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)

不管是新教材還是目前已有的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，探究的都是二者固體的熱穩(wěn)定性，藥品用量比較多且大多裝置復(fù)雜。針對以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀，筆者對實(shí)驗(yàn)試劑進(jìn)行優(yōu)化選擇，對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行微型化改進(jìn)。具體如下：?兩個(gè)青霉素瓶子中分別加入3mL滴有2～3滴酚酞的飽和碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液，各取一支2.5mL注射器穿過青霉素瓶子的膠塞，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。將圖2裝置放入裝有90℃熱水的燒杯中，待2.5mL注射器中的活塞上升后，將收集到的氣體推入到1mL的澄清石灰水中。

3??基于發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能的教學(xué)設(shè)計(jì)

結(jié)合碳酸鈉、碳酸氫鈉在生產(chǎn)生活中的廣泛用途，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境下的具體探究問題，在任務(wù)型的問題驅(qū)動(dòng)下學(xué)生利用改進(jìn)后的裝置開展實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)。通過相應(yīng)的探究活動(dòng)感悟碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的差異及相互轉(zhuǎn)化的方法。

任務(wù)一：?尋找身邊的碳酸鈉、碳酸氫鈉

學(xué)生展示課前收集到的含碳酸鈉、碳酸氫鈉的生活物品，并說出該物品的主要成分。教師根據(jù)學(xué)生展示的情況進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充：?蘇打餅干、胃藥、去污粉、干粉滅火器等。

[問題1]含碳酸鈉的去污粉為什么可以去污？碳酸鈉為什么俗稱純堿？根據(jù)碳酸鈉、碳酸氫鈉的組成與類別，預(yù)測二者的性質(zhì)。

[學(xué)生]碳酸鈉水溶液呈堿性。純堿不是堿，屬于鹽，可以與某些鹽、堿、酸反應(yīng)。

[追問]二者與鹽、堿、酸的反應(yīng)屬于哪種基本反應(yīng)類型？你能否根據(jù)該類反應(yīng)的特征選擇具體的試劑，同時(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的預(yù)測？

[學(xué)生]屬于復(fù)分解反應(yīng)，選擇的酸其酸性應(yīng)比碳酸強(qiáng)，采用的堿或鹽應(yīng)能與碳酸鈉生成沉淀。選擇的具體試劑及對應(yīng)的預(yù)測結(jié)果見表2。

設(shè)計(jì)意圖：?加深化學(xué)與生活密切聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。為建構(gòu)形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的學(xué)科觀念埋下伏筆。

任務(wù)二：?感受碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的異同

[活動(dòng)探究1]分別取0.5g的碳酸鈉、碳酸氫鈉，觀察它們外觀的細(xì)微差別，滴幾滴水，用手觸摸試管底部。再向試管中加入25℃左右的溫水，用力振蕩。取溶解后的碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液各1mL，分別滴加1～2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?滴加水后碳酸鈉固體立即結(jié)塊，試管底部觸感溫?zé)幔尤霚厮蠊腆w全部溶解且溶液變?yōu)樯罴t色;滴加水后裝有碳酸氫鈉固體的試管底部觸感冰涼，加入溫水后固體部分溶解且溶液為淺紅色。

設(shè)計(jì)意圖：?簡單的水溶性實(shí)驗(yàn)，目的在于關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)而非單純記住知識(shí)本體。通過實(shí)驗(yàn)過程的變化，既體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知功能，也提升了學(xué)生的觀察能力。

任務(wù)三：?對比碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)

[活動(dòng)探究2]取1mL澄清的石灰水、氯化鈣溶液各2份于四支潔凈的試管中，滴加活動(dòng)探究1中獲得的碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液，觀察現(xiàn)象。

[學(xué)生1]澄清石灰水、氯化鈣溶液中分別滴加碳酸鈉后均有白色沉淀產(chǎn)生;往澄清石灰水中滴加碳酸氫鈉也出現(xiàn)白色沉淀，而氯化鈣溶液滴加碳酸氫鈉無明顯現(xiàn)象。

[學(xué)生2]四支試管均出現(xiàn)白色沉淀。

[教師]碳酸氫鈉在水中電離產(chǎn)生Na+與HCO-3。HCO-3能與堿電離出的OH-反應(yīng)，所以澄清石灰水與碳酸氫鈉溶液混合后有白色沉淀產(chǎn)生，該反應(yīng)的化學(xué)方程式與二者的量有關(guān)，目前不作要求。而氯化鈣溶液中分別滴加碳酸鈉、碳酸氫鈉，不同組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同，其原因和你們實(shí)驗(yàn)用到的氯化鈣溶液濃度有關(guān)，涉及的原理有待于我們后續(xù)學(xué)習(xí)。

[問題2]根據(jù)你們的預(yù)測，碳酸鈉、碳酸氫鈉都能與鹽酸反應(yīng)。為什么治療胃酸過多的藥物成分用的是碳酸氫鈉？

[學(xué)生]堿性不同，碳酸鈉溶液堿性更強(qiáng)。

[學(xué)生]與酸反應(yīng)是不是也有不同？

[教師]介紹上述圖1的實(shí)驗(yàn)裝置，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中要逐滴滴加鹽酸。

[活動(dòng)探究3]利用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?滴有酚酞的碳酸鈉逐滴滴加鹽酸后，溶液由紅色慢慢變?yōu)闇\紅色，過程中無氣泡產(chǎn)生。繼續(xù)滴入鹽酸，溶液由淺紅色慢慢變成無色，且過程中有大量氣泡產(chǎn)生。

滴有酚酞的碳酸氫鈉溶液滴加鹽酸后，立即有大量氣泡產(chǎn)生，溶液由淺紅色變成無色。

[問題]碳酸鈉在水溶液中主要以什么離子存在？請寫出電離方程式。

[學(xué)生]Na2CO32Na++CO2-3。

[教師]已知Na2CO3溶液顯堿性是由于CO2-3與水的作用，含酚酞的Na2CO3紅色溶液加入鹽酸后溶液顏色變?yōu)闇\紅，說明了什么？（展示滴有酚酞碳酸氫鈉溶液的試管，讓學(xué)生進(jìn)行對比）

[學(xué)生]CO2-3被H+消耗。

[追問]紅色溶液轉(zhuǎn)變?yōu)闇\紅色的過程中并沒有氣體產(chǎn)生，此時(shí)CO2-3與H+結(jié)合生成什么粒子？繼續(xù)加入鹽酸后又為什么會(huì)產(chǎn)生氣體？

[學(xué)生]紅色溶液轉(zhuǎn)變?yōu)闇\紅色是生成HCO-3，淺紅色變無色的過程中HCO-3與H+反應(yīng)生成CO2。

[教師]通過以上微觀過程的分析，你能寫出往碳酸鈉溶液中緩慢滴加鹽酸的過程中涉及的化學(xué)方程式嗎？

[學(xué)生]Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3;

NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。

[教師]多元弱酸的正鹽與強(qiáng)酸反應(yīng)是分步進(jìn)行的。

設(shè)計(jì)意圖：?基于實(shí)驗(yàn)變化的過程，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。從微觀離子的角度幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的差異。通過水溶液中存在哪些微粒、微粒相互作用能引起怎樣的變化、變化造成什么結(jié)果等問題的逐步分析與解決，發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的變化觀念，建立“宏—微—符”三重表征的有機(jī)聯(lián)系。

任務(wù)四：?碳酸鈉、碳酸氫鈉相互轉(zhuǎn)化

[問題3]CO2-3與HCO-3都能結(jié)合強(qiáng)酸中的H+生成CO2，那二者能結(jié)合碳酸中的H+嗎？

[演示實(shí)驗(yàn)]往2個(gè)200mL的軟質(zhì)礦泉水瓶中各倒入100mL的“七喜”碳酸飲料，再分別迅速加入4g的碳酸鈉、碳酸氫鈉固體粉末，擰緊瓶蓋，用力搖晃瓶子。

[學(xué)生]倒入碳酸鈉固體的瓶子慢慢變癟;倒入碳酸氫鈉固體的瓶子鼓鼓的，打開瓶蓋，發(fā)出“砰”的響聲。

[教師]你們能解釋以上現(xiàn)象不同的原因嗎？

[學(xué)生]倒入碳酸鈉固體，反應(yīng)后瓶子內(nèi)壓強(qiáng)變小所以慢慢變癟;倒入碳酸氫鈉固體，反應(yīng)生成氣體壓強(qiáng)增大所以變鼓。

[教師]“七喜”中含檸檬酸，遇碳酸氫鈉生成二氧化碳。而“七喜”碳酸飲料中倒入碳酸鈉固體，二氧化碳不增反減，二氧化碳哪去了？你們能參考碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的過程，書寫瓶子變癟過程的化學(xué)方程式嗎？

[學(xué)生]Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。

[教師]二元弱酸的正鹽遇酸能生成酸式鹽。

[問題4]碳酸氫鈉是蘇打水、蘇打餅干的重要添加劑。在蘇打餅干的烘焙過程中碳酸氫鈉起什么作用？蘇打餅干中的氣孔是怎么產(chǎn)生的？

[學(xué)生]烘焙過程中碳酸氫鈉分解生成氣體逸出使餅干酥松多孔。

[活動(dòng)探究4]利用上述圖2的實(shí)驗(yàn)裝置探究碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液的熱穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?2.5mL針管中的活塞都上升，且裝有飽和碳酸氫鈉溶液的青霉素瓶塞上針管活塞上升得更快。把針管內(nèi)的氣體分別推入到1mL的澄清石灰水中，飽和碳酸鈉實(shí)驗(yàn)的針管收集到的氣體遇澄清石灰水無明顯現(xiàn)象，飽和碳酸氫鈉實(shí)驗(yàn)的針管收集到的氣體能使澄清石灰水變渾濁。

[問題5]是什么原因?qū)е聝蓚€(gè)瓶塞上的針筒都上升？

[學(xué)生]碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱分解生成二氧化碳?xì)怏w。裝有飽和碳酸鈉溶液的青霉素瓶瓶塞上的針管活塞上升是因?yàn)榭諝馐軣崤蛎?，并沒有分解生成二氧化碳。

設(shè)計(jì)意圖：?通過建立實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論間的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理能力，同時(shí)借助實(shí)驗(yàn)養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。

任務(wù)五：?碳酸鈉、碳酸氫鈉的實(shí)際應(yīng)用

[學(xué)生]解釋去污粉去污原理、碳酸氫鈉治療胃酸過多的原因。

[教師]展示資料：?或可用碳酸氫鈉靶向治療骨質(zhì)疏松癥。

設(shè)計(jì)意圖：?感受或體驗(yàn)化學(xué)學(xué)科的實(shí)用性，培養(yǎng)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生活和生產(chǎn)中的意識(shí)。

4??實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的反思

實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新的探究是實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重要部分。通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，筆者有幾點(diǎn)思考。

4.1??把握教學(xué)功能是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的價(jià)值前提

實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該承擔(dān)教學(xué)的知識(shí)本體價(jià)值和素養(yǎng)發(fā)展價(jià)值。在理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，才能發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最大功效[9]。忽略實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)猶如失去羅盤的航船，容易迷失方向。本文通過碳酸鈉、碳酸氫鈉實(shí)驗(yàn)試劑及條件等的優(yōu)化選擇、實(shí)驗(yàn)裝置的微型化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在親歷碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)對比實(shí)驗(yàn)的過程中，深化對知識(shí)的本體理解，強(qiáng)化微粒觀、實(shí)驗(yàn)觀的培育。

4.2??簡約微型化是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的重要趨勢

宋心琦先生提倡用簡單易行的技術(shù)或裝置，既能激發(fā)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造熱情，又可以把實(shí)驗(yàn)過程觀察得更為細(xì)致，從而進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生對化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)[10]。目前許多農(nóng)村中學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的缺乏是制約實(shí)驗(yàn)實(shí)施的一個(gè)重要因素。利用生活中常見的注射器、青霉素小瓶子等不僅解決了實(shí)驗(yàn)器材缺乏的問題，也啟迪了學(xué)生的創(chuàng)新思維。同時(shí)，簡單且便于操作的實(shí)驗(yàn)儀器也比較適宜學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)用性強(qiáng)，更易推廣。

4.3??以學(xué)生為本是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的基本原則

從學(xué)生的認(rèn)知角度出發(fā)，以學(xué)生為本是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的基本原則。碳酸鈉與鹽酸分步反應(yīng)的機(jī)理以及碳酸鈉溶液能夠吸收二氧化碳的知識(shí)點(diǎn)僅靠文本信息是很難解決學(xué)生的認(rèn)知障礙的。本次改進(jìn)實(shí)驗(yàn)在碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)中加入酚酞指示劑，可將學(xué)生對微觀變化的想象可視化;把碳酸鈉與碳酸飲料反應(yīng)的體系轉(zhuǎn)移到軟質(zhì)礦泉水瓶中，讓內(nèi)隱的反應(yīng)原理顯性化。

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