改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾種方法

德慶措吉+李少坤

【摘 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)成功與否會(huì)直接影響課堂教學(xué)質(zhì)量。文章提出了改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的措施，期待給中學(xué)化學(xué)教師起到一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；現(xiàn)狀；原則；途徑與方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2017）30-0066-02

化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芤饘W(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。它能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)踐情境、提供直觀的感知素材，還具有獲知、激趣、求真、循理、育德等功能。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，受各種因素的影響，有些實(shí)驗(yàn)難以取得理想的教學(xué)效果。例如，有些教師在平時(shí)的教學(xué)中或參加實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新比賽時(shí)一味求新、求變，忽視了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和方法，常常出現(xiàn)將簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)集成復(fù)雜化、實(shí)驗(yàn)原理晦澀難懂的現(xiàn)象；還有一些教師為了體現(xiàn)環(huán)保、節(jié)約資源的原則，常常用注射器代替分液漏斗，用藥瓶代替反應(yīng)容器等，忽視或弱化了學(xué)生必須掌握的常規(guī)儀器的使用方法的教學(xué)。這些不當(dāng)?shù)淖龇ū仨氁饚熒闹匾?，并予以改進(jìn)。

為了提高中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性和針對(duì)性，筆者結(jié)合近幾年多次參加或觀摩省、市相關(guān)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新比賽經(jīng)歷，總結(jié)出以下幾種改進(jìn)方法：

一、增加趣味實(shí)驗(yàn)

趣味實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促使學(xué)生積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，教師要善做增補(bǔ)教材實(shí)驗(yàn)的有心人。例如，在緒言部分增補(bǔ)“變色龍”實(shí)驗(yàn)：先將氫氧化鈉溶液與水混合，溶液呈無(wú)色，然后滴入酚酞試液，溶液變成紅色，再向變紅的溶液的中滴入稀鹽酸，溶液先呈紅色，后來(lái)突然變成無(wú)色，最后向變成無(wú)色的溶液中滴入氫氧化鈉溶液，溶液又變成紅色。引起這一系列現(xiàn)象的原因是什么？誰(shuí)能解釋這些問(wèn)題？這一增補(bǔ)實(shí)驗(yàn)無(wú)疑會(huì)極大地吸引學(xué)生的興趣，并激發(fā)學(xué)生主動(dòng)猜想與思考。

二、改變反應(yīng)條件

對(duì)化學(xué)反應(yīng)條件的研究與控制是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一，常見(jiàn)的客觀條件有反應(yīng)物的濃度、用量的配比、純度、溫度，反應(yīng)物間的接觸面積，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)、溫度、光照及溶劑，反應(yīng)介質(zhì)的酸堿度等。例如，教學(xué)初中九年級(jí)化學(xué)教材第六單元課題1“研究木炭的吸附性”時(shí)，課本上使用的是塊狀木炭，木炭疏松多孔的結(jié)構(gòu)中含有一定量的空氣，導(dǎo)致木炭浮在水面，實(shí)驗(yàn)效果很差。筆者將木炭磨成粉末后放入紅墨水中，木炭粉均勻地分散在紅墨水中，增大了兩者的接觸面，過(guò)濾后，水由紅色變成無(wú)色，實(shí)驗(yàn)非常成功。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

1. 自制實(shí)驗(yàn)裝置

因地制宜地利用日常生活中的物品，或根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要將某些用品進(jìn)行加工、改進(jìn)，自制教具，既能解決學(xué)校設(shè)備、儀器不足的短板，也可以讓學(xué)生開(kāi)展課外興趣實(shí)驗(yàn)研究，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。例如，將注射器、礦泉水瓶、青霉素瓶、輸液導(dǎo)管等改造后，都可以運(yùn)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。但是，對(duì)于課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定學(xué)生必須掌握的基本實(shí)驗(yàn)技能中涉及的常規(guī)儀器，則不宜用替代用品，建議教師按課本規(guī)定的儀器進(jìn)行教學(xué)，以此培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能。

2. 改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置是為了更好地發(fā)揮教具和學(xué)具在“教”與“學(xué)”中的作用，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置可從以下方面入手：在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置，針對(duì)現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，針對(duì)存在環(huán)境污染或安全性問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，等等。例如，在氫氣與空氣混合的爆炸實(shí)驗(yàn)中，按課本上用火柴點(diǎn)燃?xì)錃獾姆椒ㄟM(jìn)行實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)，甚至讓學(xué)生與教師心有余悸。筆者將收集氫氣的容器換成了醫(yī)用塑料軟瓶，用生活中點(diǎn)火鍋用的電子打火槍代替火柴點(diǎn)燃?xì)錃猓瑢?shí)驗(yàn)的趣味性和安全性都很好。

四、革新實(shí)驗(yàn)方法

從實(shí)驗(yàn)方法或反應(yīng)原理上對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，能充分體現(xiàn)探究和開(kāi)放的精神。例如，在演示氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于尖嘴管是用玻璃做成的，玻璃中的鈉離子對(duì)氫氣燃燒的火焰顏色產(chǎn)生了影響，筆者利用圓珠筆上的金屬尖頭代替玻璃尖嘴管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，較好地解決了火焰顏色的問(wèn)題。由于火焰比較微弱，不便于學(xué)生觀察現(xiàn)象，筆者在金屬尖頭處放置一張紙片，不一會(huì)兒紙張逐漸發(fā)黑并燃燒起來(lái)，學(xué)生很容易感受到尖頭處火焰的存在。

五、巧用實(shí)驗(yàn)藥品

教材提供的藥品與儀器只是常規(guī)、易得的用品，使用這些常規(guī)藥品有時(shí)難以獲得理想的實(shí)驗(yàn)效果。例如，在初中化學(xué)九年級(jí)第六單元“木炭還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)中，兩者發(fā)生反應(yīng)后難以觀察到紅色的銅。在2011年湖北省創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽上，很多教師對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，如將浸有CuSO4溶液的濾紙晾干后灼燒，在燃燒后的灰燼上可清晰地觀察到紅色的銅；將NaOH溶液與CuSO4溶液混合并加入木炭粉，充分?jǐn)嚢韬髲闹蟹蛛x出固體并進(jìn)行干燥，利用反應(yīng)所得的Cu（OH）2和木炭粉的混合物加熱至高溫制取銅；還有一些教師利用廢棄激光打印機(jī)中的碳粉與氧化銅充分混合后來(lái)完成該實(shí)驗(yàn)等，都取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。

六、調(diào)整實(shí)驗(yàn)步驟

有些實(shí)驗(yàn)因?yàn)椴僮鞑粐?yán)謹(jǐn)，容易讓學(xué)生誤解。如果對(duì)操作程序及實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，就能避免這種問(wèn)題，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加簡(jiǎn)潔、合理。例如，在研究CO2能否與NaOH反應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)中，向通入CO2后的NaOH溶液中滴入澄清的石灰水時(shí)有沉淀產(chǎn)生，即可說(shuō)明溶液中有碳酸鹽存在，表明CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。但是，有學(xué)生對(duì)此方案的嚴(yán)密性提出了質(zhì)疑：因?yàn)镃O2能溶于水，溶解在水中的CO2與澄清的石灰水反應(yīng)也能產(chǎn)生沉淀，因而不能判斷CO2與NaOH能否反應(yīng)。怎么消除CO2溶于水的影響？若將此實(shí)驗(yàn)過(guò)程稍做改進(jìn)，即先將通入CO2后的溶液加熱，使溶解的CO2逸出，再滴加澄清的石灰水即可。

七、開(kāi)發(fā)微型化實(shí)驗(yàn)

微型實(shí)驗(yàn)就是利用小型儀器、裝置和極少量試劑進(jìn)行的一類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。同常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型化實(shí)驗(yàn)具有儀器簡(jiǎn)單、藥品用量少、節(jié)能、污染小、操作安全、現(xiàn)象明顯等優(yōu)點(diǎn)。例如，在做酸堿鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用微型試管或小藥瓶作為反應(yīng)容器都是不錯(cuò)的選擇。值得注意的是，由于微型化實(shí)驗(yàn)儀器較小，藥品的用量較少，不便于全班學(xué)生同時(shí)清晰地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因而微型化實(shí)驗(yàn)不適宜在課堂上作演示實(shí)驗(yàn)，主要適用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)或開(kāi)展化學(xué)第二課堂教學(xué)活動(dòng)和家庭小實(shí)驗(yàn)。

八、借助現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各類(lèi)教學(xué)設(shè)備也不斷更新?lián)Q代，曾經(jīng)夢(mèng)想的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備逐步用于實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器的使用，使實(shí)驗(yàn)操作省時(shí)省力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果形象直觀、實(shí)驗(yàn)信息充分共享，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)更具有研究性、更聯(lián)系實(shí)際，可以拓寬學(xué)生的能力與視野。例如，做酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，可利用pH計(jì)傳感器采集數(shù)據(jù)，邊滴定邊采集數(shù)據(jù)，在電腦上獲得實(shí)時(shí)滴定曲線(xiàn)，讓學(xué)生直觀地感受實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液pH值的變化。

不同的學(xué)校有不同的校情，學(xué)生的學(xué)情也不盡相同，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。有效的改進(jìn)方案需要教師不斷研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題，時(shí)時(shí)刻刻做一個(gè)有心人，不斷收集各類(lèi)信息，借鑒別人的成功經(jīng)驗(yàn)，并將其科學(xué)、合理地遷移到教學(xué)中，如此才能高效地完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

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（編輯：易繼斌）