淺談初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

楊劍春

關(guān)鍵詞：改進(jìn);顯現(xiàn);突破;微型;放大;生活;綠色

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，許多化學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)和研究成果都是通過實(shí)驗(yàn)得到的。因此，在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，我們教師經(jīng)常會(huì)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在現(xiàn)階段的初中化學(xué)教學(xué)過程中，涉及到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要有為了探索新知或者驗(yàn)證相關(guān)知識而設(shè)置的演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)興趣設(shè)置的課外實(shí)驗(yàn)，為鞏固已學(xué)而設(shè)置的分組學(xué)生實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的討論與分析為我們獲得相關(guān)結(jié)論和化學(xué)知識提供了感性認(rèn)識，同時(shí)也為我們培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力提供了載體。

因此，在教學(xué)的同時(shí)，我們會(huì)思考怎樣才能更好地將實(shí)驗(yàn)和教學(xué)結(jié)合在一起，那就不可避免地會(huì)想到實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)。那么，我們該怎么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新呢？在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的時(shí)候，我們應(yīng)該首先思考的是在平時(shí)的教學(xué)過程中都遇到過哪些問題，為解決這些問題而進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。我想主要從以下幾個(gè)方面談?wù)勛约旱囊恍┫敕ā?/p>

一、抽象知識顯現(xiàn)化改進(jìn)

在學(xué)習(xí)《分子和原子》中分子處于不斷運(yùn)動(dòng)之中，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)速率越快的時(shí)候，因?yàn)榉肿雍苄?，我們無法通過肉眼觀察到這一現(xiàn)象。有教師就創(chuàng)設(shè)了下面這樣一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)（如圖1所示）。實(shí)驗(yàn)前，注射器中預(yù)先吸取了1mL濃氨水，棉花上沾有酚酞試液。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將濃氨水通過玻璃管注射到試管的底部，分別放在冷熱水中，觀察現(xiàn)象。

這樣的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，讓同學(xué)們在觀察棉花逐漸變紅的同時(shí)感受分子的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過冷熱水的對比實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們可以得出溫度越高分子運(yùn)動(dòng)速率越快的結(jié)論。這樣的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，將看不見變成看見，將抽象進(jìn)行顯現(xiàn)，現(xiàn)象明顯，結(jié)果有效。

二、難點(diǎn)知識突破化改進(jìn)

在學(xué)習(xí)《分子和原子》時(shí)，對于理解“由分子構(gòu)成的物質(zhì)，分子是保持其化學(xué)性質(zhì)的最小微粒?！焙芏嗤瑢W(xué)僅限于機(jī)械記憶，很難有更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。這是因?yàn)橥瑢W(xué)們才開始接觸物質(zhì)構(gòu)成的相關(guān)知識，對于結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系沒有任何基礎(chǔ)，怎樣才能突破這樣一個(gè)難點(diǎn)呢？我們可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)對比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)同學(xué)們通過觀察與分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解同種分子性質(zhì)相同。

實(shí)驗(yàn)方案：展示干冰，同學(xué)們已了解干冰是二氧化碳的固體。將干冰投放到澄清石灰水中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們可以看到澄清石灰水變渾濁。引導(dǎo)學(xué)生分析并思考為什么會(huì)與二氧化碳通入澄清石灰水產(chǎn)生相同的現(xiàn)象，從而突破學(xué)生對于“分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微?！钡恼J(rèn)識困難。

再如，在《酸和堿的中和反應(yīng)》中，學(xué)生對于“酸和堿之間發(fā)生反應(yīng)的微觀本質(zhì)”的理解存在困難，若僅僅通過書本上的圖示和教師的講解，對于學(xué)生解決這個(gè)問題都屬于簡單的機(jī)械記憶。但是我們可以通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的演示（如圖2所示）：向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸后溶液中氫氧根離子濃度和氫離子濃度變化的情況。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合教材上圖10-14，由學(xué)生自主探究“H+OH-=H2O”得出結(jié)論酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)的本質(zhì)是：H+和OH-反應(yīng)生成H2O，從而突破難點(diǎn)。

三、裝置儀器微型化改進(jìn)

在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生通過自己動(dòng)手觀察現(xiàn)象獲取知識，或者通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一些結(jié)論。在這樣的分組定性實(shí)驗(yàn)中，我們可以在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，通過一些微型實(shí)驗(yàn)來控制藥品的使用量，同時(shí)也減少對環(huán)境的污染。

在《分子和原子》中，為了加深學(xué)生對于分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的理解，教材中設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)——分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)。教師可以設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考和分析，從而驗(yàn)證分子運(yùn)動(dòng)。但是若按照書上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，需要用到大燒杯和小燒杯，還有較多量的濃氨水和酚酞，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教室中將會(huì)充斥著濃氨水的氣味。我們可以采用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。

這樣的改進(jìn)，不僅可以使所有同學(xué)都能觀察到清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得真切的感受和深切的體驗(yàn)，并且獲得相關(guān)的結(jié)論。同時(shí)，避免聞到濃氨水的刺激性氣味。

四、演示實(shí)驗(yàn)放大化改進(jìn)

演示實(shí)驗(yàn)一般由教師在講臺(tái)前進(jìn)行，同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過分析討論得到相關(guān)結(jié)論。而有時(shí)候坐在教室后排或者角落里的同學(xué)會(huì)觀察不到或者看不清晰實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，只能通過教師或者其他同學(xué)的描述來獲取信息。遇到這類問題時(shí)，我們可以考慮“放大”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來幫助所有同學(xué)接收實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象帶來的信息。

在《常見的酸和堿》為了讓同學(xué)們了解，酸堿的溶液具有導(dǎo)電性，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)10-7。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)槿芤簼舛纫鸬膶?dǎo)電性情況不一致，小燈泡顯示有時(shí)會(huì)出現(xiàn)熔斷或者燈光很弱的情況。這樣后面的同學(xué)很難看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，書上也建議用發(fā)光二極管，但是對于后排的同學(xué)來說，獲得相關(guān)現(xiàn)象依然存在困難。若是我們將燈泡或者發(fā)光二極管改成蜂鳴器，這樣導(dǎo)電的溶液中蜂鳴器就會(huì)發(fā)出聲音，而且，實(shí)驗(yàn)時(shí)攜帶非常方便，僅僅只要2節(jié)5號電池即可（如圖4所示）。這樣不僅不需要攜帶笨重的學(xué)生電源，而且發(fā)出的聲音，全班的同學(xué)都可以聽到。

五、實(shí)驗(yàn)儀器生活化改進(jìn)

為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，布置課外實(shí)驗(yàn)或者引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是一種很好的方式。但是在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)或者自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，若能夠引導(dǎo)學(xué)生從自己的生活中尋找實(shí)驗(yàn)所需的儀器或者藥品，對于學(xué)生真正落實(shí)教師布置的課外實(shí)驗(yàn)是一種有效的措施。

例如，將教材上的探究滅火器原理實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行如下改進(jìn)（如圖5所示）。

再如：學(xué)生興趣實(shí)驗(yàn)“法老之蛇”?？梢杂闷咸阉徕}藥片代替有毒的硫氰化汞，便于學(xué)生在家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

六、實(shí)驗(yàn)過程綠色化改進(jìn)

演示實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生分析理解相關(guān)知識具有不可或缺的作用。但是有些演示實(shí)驗(yàn)，在教室中進(jìn)行演示時(shí)，產(chǎn)生的有害物質(zhì)不能通過通風(fēng)櫥處理掉。這種情況下，若能進(jìn)行綠色化改進(jìn)，不僅減少了對師生的危害，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。

如在《燃燒與滅火》中探究燃燒的條件，教材上設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)7-1。白磷燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的白煙會(huì)污染教室，還有可能因?yàn)榘琢缀图t磷靠的太近，因燃燒的白磷而引起紅磷燃燒，從而誤導(dǎo)學(xué)生。我們可以進(jìn)行如圖6所示的改進(jìn)。

這樣的改進(jìn)，白磷在試管中燃燒，減少了白煙擴(kuò)散對環(huán)境的影響，同時(shí)也避免上述所說的因藥品擺放位置而引起的錯(cuò)誤現(xiàn)象。

總之，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)或者創(chuàng)新的目的是服務(wù)于教學(xué)。我們在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的時(shí)候，應(yīng)該在無科學(xué)性錯(cuò)誤的前提下，為了學(xué)生更清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)孬@得相關(guān)知識，更能激發(fā)學(xué)生興趣，而設(shè)計(jì)或者改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。