初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)初探

1、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)初探摘要：在新課程理念下，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯示出舉足輕重的地位。因此必須優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究功能，不但讓學(xué)生獲得知識(shí)，學(xué)到技能，而且重視讓學(xué)生受到科學(xué)方法、科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)精神，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)保持持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣。本文從化繁為簡、多步組合、改進(jìn)創(chuàng)新、補(bǔ)充強(qiáng)化、增設(shè)必需的實(shí)驗(yàn)、微型節(jié)約、綠色環(huán)保等對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。我國著名化學(xué)家戴安邦先生曾經(jīng)說過：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式。”化學(xué)實(shí)驗(yàn)特有的生動(dòng)性，會(huì)使初學(xué)化學(xué)的初中學(xué)生很感興趣，但只是層次較低的感知興趣和操作興趣，再加越來越多的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，他們

2、逐漸感到枯燥乏味。因此我們必須優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究功能，不但讓學(xué)生獲得知識(shí)，學(xué)到技能，而且重視讓學(xué)生受到科學(xué)方法、科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)精神，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)保持持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣。在大力提倡素質(zhì)教育的今天，在化學(xué)教學(xué)中更應(yīng)充分應(yīng)用實(shí)驗(yàn)這一手段。下面結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況，對初中化學(xué)中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)和補(bǔ)充，請大家指正。一、化繁為簡化學(xué)實(shí)驗(yàn)在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，一定要直觀、顯明、省時(shí)、準(zhǔn)確、安全。例如：在探究二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)四個(gè)實(shí)驗(yàn)可以用一個(gè)裝置完成，方法是，取一個(gè)三通管，在它的上部和下部各放一張濕潤的藍(lán)色石蕊試紙，然后，將它與二

3、氧化碳的發(fā)生裝置連接。不一會(huì)，可觀察到下部的試紙變紅，而上部的試紙不變色，證明了二氧化碳密度比空氣大，二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸。再將一燃著的木條放在三通管的上方，觀察到火焰無變化，再把燃著的木條放在下口處，觀察到木條立即熄滅，由此證明了二氧化碳的密度比空氣大，同時(shí)還證明二氧化碳既不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)。最后將三通管取下來，把試紙變紅的那端放在酒精燈火焰上加熱，很快看到試紙由紅色重新變成藍(lán)色，說明碳酸不穩(wěn)定。此實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是：操作方便，快而明顯，證明性質(zhì)更多，更能引起學(xué)生的興趣。特別是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，更加實(shí)用。二、多步組合根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)現(xiàn)象明顯、易于比較和力求省時(shí)的要求，我們可以把多步實(shí)驗(yàn)合在一

4、起同時(shí)進(jìn)行。在探究溫度、濃度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了如下做法：步驟為：1.用膠頭滴管吸取20%雙氧水，加入具支試管中,塞上橡皮塞，觀察常溫反應(yīng)情況。2.取下橡皮塞，迅速加入少量MnO2粉末,迅速塞緊塞子，可觀察到大量氣泡迅速逸出，右端的量氣裝置兩玻璃管中液面迅速升降。3.待上述反應(yīng)停止后，取下橡皮塞，用膠頭滴管吸取10% 雙氧水，塞好塞子，將雙氧水迅速擠入具支試管中，可觀察到氣體逸出速度明顯變慢，右端的量氣裝置兩玻璃管中液面升降變緩。4.加熱具支試管，可觀察到氣體逸出的速度加快，右端的量氣裝置兩玻璃管中液面升降變快。本實(shí)驗(yàn)所用的藥品種類和用量都較少，操作簡便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

5、用同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置演示說明了濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響等多個(gè)實(shí)驗(yàn)問題。選用了玻璃管中裝有紅色液柱的量氣裝置來定量地說明濃度、催化劑、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，更具有說服力。多種金屬和酸的反應(yīng)可一次完成，以比較其反應(yīng)的快慢；如金屬活動(dòng)性的探究實(shí)驗(yàn)對于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法是：在生物實(shí)驗(yàn)用的玻璃培養(yǎng)皿中放入兩個(gè)垂直交叉的塑料片，形成四個(gè)格子，分別放入鎂條、鋅粒、鐵釘和銅片，倒入稀硫酸或稀鹽酸，使四種金屬同時(shí)接觸酸液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更具有說服力，而且操作更加簡單。如果把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象投影到屏幕上效果更加好。酸溶液使石蕊和酚酞的變色與堿溶液使石蕊和酚酞的變色同時(shí)做，對比實(shí)驗(yàn)更易使學(xué)生記住這

6、些顏色的變化；NaOH和FeCl3、NaOH和CuSO4的實(shí)驗(yàn)同時(shí)演示，四種不同的顏色變化更能引起學(xué)生強(qiáng)烈的興趣和注意；懸濁液、乳濁液和溶液的實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，更易比較它們的區(qū)別；較高溫度下的NaCl飽和溶液和KNO3飽和溶液同時(shí)降溫，學(xué)生看清了的KNO3大量析出而NaCl則幾乎沒有，理解了結(jié)晶的兩種不同方法。三、改進(jìn)創(chuàng)新達(dá)爾文說：任何改進(jìn)，都是進(jìn)步。同樣對實(shí)驗(yàn)的任何改進(jìn)往往具有積極的意義，甚至起到意想不到的效果。1.改進(jìn)裝置對實(shí)驗(yàn)器具選擇及使用進(jìn)行改進(jìn)，使得實(shí)驗(yàn)操作更方便，方法更簡單，效果更明顯，說服力更強(qiáng)。例如：在做氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于不知道塑料筒氫氣的多少和堵住的小孔是否漏氣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)沒有

7、100%成功。為此我對實(shí)驗(yàn)做了如下的改進(jìn)：用2升左右的食品袋，充入空氣，插入導(dǎo)管后壓出一半空氣，用橡皮筋系緊口。通入氫氣待食品袋完全膨脹抽出導(dǎo)管，用燃著的木條捅食品袋，隨著“砰”的一聲，袋子被炸得粉碎。此改進(jìn)使實(shí)驗(yàn)更易操作，更安全。2.改進(jìn)原料對實(shí)驗(yàn)所用藥品及用量進(jìn)行改進(jìn)，使得實(shí)驗(yàn)效果更明顯，實(shí)驗(yàn)的安全性更好，實(shí)驗(yàn)可視性更明晰，另外，對于有些實(shí)驗(yàn)的材料，由于受條件或季節(jié)的影響，無法得到合適的原料，從而影響實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)進(jìn)行。例如：在自制酸堿指示劑的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于課程在二三月份時(shí)學(xué)習(xí)，正值冬季，沒有什么鮮花可以做實(shí)驗(yàn)材料，我改用了一些干花瓣做原料，用酒精浸泡后，獲得了同樣的結(jié)果。受此啟示，學(xué)生中有

8、的將干紫草用酒精浸漬，紫草原液遇酸變紅，遇堿變藍(lán)。有的用楊梅汁，遇酸顯紅，遇堿顯藍(lán)。有的采來菜園的籬笆上干菜花，如絲瓜花浸泡汁，在酸性溶液中顯紅色，在堿性溶液中顯黃色。進(jìn)一步的探究，怎樣長時(shí)間的保存和使用這些試劑呢，經(jīng)過討論，探索，終于得出了較好的辦法：將有關(guān)汁液用濾紙浸漬，涼干制得試紙，使自制酸堿指示劑的應(yīng)用的以延伸。3.改進(jìn)過程有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，因?yàn)椴僮鞑襟E的不嚴(yán)密，可能導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤的理解，對實(shí)驗(yàn)的操作程序及步驟進(jìn)行改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)過程更加簡捷，實(shí)驗(yàn)步驟更加合理，就需要根據(jù)具體情況適當(dāng)改進(jìn)一下實(shí)驗(yàn)過程。例如：CO2與Ca(OH)2反應(yīng)有沉淀生成，而與NaOH反應(yīng)無現(xiàn)象，那么CO2與NaOH是

9、不是確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)？對于這種無現(xiàn)象的反應(yīng)能不能設(shè)計(jì)出一些實(shí)驗(yàn)，使反應(yīng)產(chǎn)生一些現(xiàn)象，從而直觀地證明兩者發(fā)生了反應(yīng)？在此探究活動(dòng)中，學(xué)生設(shè)計(jì)的眾多方案中有這樣一例 ：由于CO2與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3，將CO2與NaOH反應(yīng)，在反應(yīng)后的溶液里滴加HCl，如果有氣泡產(chǎn)生，證明CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。但是對這樣的設(shè)計(jì)方案過程中是否嚴(yán)密的問題，也有人提出了疑問：因?yàn)镃O2也能與H2O反應(yīng)生成H2CO3，同樣含有CO32-，怎么知道是Na2CO3中的CO32-與酸反應(yīng)放出的CO2，還是H2CO3中的CO32-與酸反應(yīng)放出的CO2？怎么消除H2CO3的影響？所以將實(shí)驗(yàn)過程做了一點(diǎn)改進(jìn)：先將反應(yīng)后的

10、溶液加熱，使H2CO3分解，再滴加HCl。經(jīng)過改進(jìn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案變得完整，實(shí)驗(yàn)證明，加熱后，再滴加HCl，有氣泡產(chǎn)生，證明CO2與NaOH確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)，使實(shí)驗(yàn)解除了疑問，排除了干擾，獲得了準(zhǔn)確的結(jié)論。4.改進(jìn)方法有的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)按照課本上的操作方法，現(xiàn)象不很明顯，觀察不到，對知識(shí)的理解印象不深。就要對原有的方法進(jìn)行改進(jìn)。例如：固體氫氧化鈉溶于水放熱實(shí)驗(yàn)，用手觸摸試管外壁時(shí)，現(xiàn)象不很明顯，于是做了如下改進(jìn)：將試管注入少量水，加熱至沸騰，移開火焰，水停止沸騰，加入氫氧化鈉固體少量，發(fā)現(xiàn)溶液又重新沸騰，說明氫氧化鈉溶于水放熱，使水又沸騰了。例如：對傾倒二氧化碳實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：課本中將收集有二氧化碳的集氣瓶

11、沿?zé)呇芈鶡袃A倒，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，說明二氧化碳密度比空氣大，二氧化碳不支持燃燒，也不燃燒。有些同學(xué)把握不好，傾倒時(shí)速度過快或集氣瓶拿不穩(wěn)，二氧化碳剛倒出就散開了，結(jié)果造成上面的蠟燭先熄滅，下面的后熄滅，對二氧化碳的密度作出了錯(cuò)誤的結(jié)論。 我們對這個(gè)實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)后，成功率很高。在傾倒二氧化碳時(shí)，在燒杯內(nèi)壁處放一短頸漏斗，將二氧化碳從漏斗倒入。這樣就會(huì)順利地完成實(shí)驗(yàn)，四、補(bǔ)充強(qiáng)化對一些實(shí)驗(yàn)可以在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上補(bǔ)充，以增強(qiáng)學(xué)生對這方面知識(shí)的理解和深化。例如：在做金屬氧化物與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，書上只讓學(xué)生探究了氧化鐵與稀鹽酸的反應(yīng)，為了更進(jìn)一步探究這一性質(zhì)的普篇性，增設(shè)探究

12、了氧化銅與稀硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并對傳統(tǒng)的這一實(shí)驗(yàn)做了一點(diǎn)改進(jìn)，將一根銅絲擦光亮后，一端繞成螺旋狀放在酒精燈火焰上灼燒，使這段變黑，然后趁熱放進(jìn)稀硫酸中，一會(huì)兒就可以看到螺旋上的黑色消失銅絲又變得光亮了，溶液也由無色變成藍(lán)色。這一實(shí)驗(yàn)具有節(jié)約、省時(shí)、形成對比的特點(diǎn)，既加深了學(xué)生對金屬氧化物與酸反應(yīng)的性質(zhì)的理解，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶，又鞏固了銅的化學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果。又如：在講授滅火的方法時(shí)，學(xué)生對隔絕空氣可以滅火很容易理解，但對將溫度降低至可燃物著火點(diǎn)以下同樣可以滅火，總是持懷疑態(tài)度。為了使學(xué)生真正理解滅火原理，我們增加了一個(gè)降低溫度滅火的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程是這樣的：向一個(gè)250 m的燒杯中加入150

13、左右的水，然后在水中加入適量的NH4NO3，并不斷攪拌，使水的溫度急驟降低。接著將少量豆油倒入一個(gè)小鐵盒中，并點(diǎn)燃；用坩堝鉗把小鐵盒放在燒杯冰冷的水面上，學(xué)生這時(shí)可以看到由于溫度的降低而使火焰一下熄滅。為了使觀察到的現(xiàn)象更全面，把小鐵盒拿出來，重新點(diǎn)燃，殘留在鐵盒中的豆油在空氣中則再次燃燒起來。至此學(xué)生對降低溫度可以滅火深信不疑，同時(shí)也加深了對滅火原理的理解。五、增設(shè)必需的實(shí)驗(yàn)對于重要的知識(shí)，雖然教材未安排實(shí)驗(yàn)，但增加是必要的。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性還不夠，大量的實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)，以增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，加深對知識(shí)的理解。例如：在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，是以大理石或石灰石為原料與稀鹽酸反應(yīng)制取的，那么

14、為什么不能用稀硫酸代替稀鹽酸？為什么不能用碳酸鈉代替大理石或石灰石呢？如何讓學(xué)生信服和領(lǐng)會(huì)? 并掌握這部分知識(shí)，可補(bǔ)充下面的實(shí)驗(yàn)：（1）用大理石和稀硫酸反應(yīng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：剛開始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行很快，但反應(yīng)一段時(shí)間以后，由于微溶于水的硫酸鈣不斷生成，附著在大理石的表面，使大理石無法接觸到稀硫酸，反應(yīng)就逐漸停止，沒有氣泡產(chǎn)生。（2）用碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：反應(yīng)速度過快，反應(yīng)物一會(huì)兒就反應(yīng)完了，產(chǎn)生的氣體來不及收集。通過讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象并討論反思，找出最佳的方法，可以有助于學(xué)生更容易地記住結(jié)論，鞏固所學(xué)的知識(shí)。再如：NaOH和CO2能否反應(yīng)，教材是直接給出的，這難以使學(xué)生信服，

15、因此很有必要增設(shè)。我采用的是“噴泉實(shí)驗(yàn)”，如右圖，操作如下：在250 ml圓底燒瓶中先加入約5 gNa2CO3粉末，然后再加入5 ml濃鹽酸，使其充分反應(yīng)生成CO2,然后倒入5-10 ml濃NaOH溶液，迅即塞好帶有導(dǎo)管的橡皮塞，晃動(dòng)燒瓶，使其充分反應(yīng)，將它倒置在鐵圈上，打開導(dǎo)管上的止水夾，可觀察到水迅速地進(jìn)入燒瓶且變?yōu)榧t色，形成美麗的噴泉！學(xué)生會(huì)立即得出這是CO2反應(yīng)完的緣故。這時(shí)再分析CO2和NaOH的反應(yīng)及方程式的書寫便是水到渠成了，學(xué)生也更感興趣了。（3）在講解分子的基本特征之一中：分子是不斷運(yùn)動(dòng)的，化學(xué)老師一般都是以日常生活中的例子，如“八月桂花香”、“墻內(nèi)開花墻外香”、濕衣服晾干”

16、等。這樣既空洞又抽象。如果用堿的通性之一：堿能使無色的酚酞變成紅色這樣一條性質(zhì)上設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)，證明分子是不斷運(yùn)動(dòng)的小魔術(shù)。我認(rèn)為可以這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：先在一張濾紙上用無色酚酞試液畫上一只小動(dòng)物（如：小貓、小狗、蝴蝶等），再用細(xì)線系在鐵架臺(tái)上，然后在濾紙的正下方放一只盛有濃氨水的燒杯，立即會(huì)看到濾紙上出現(xiàn)一只清晰的、紅色的小動(dòng)物。這樣既可以滿足學(xué)生對化學(xué)的好奇心，培養(yǎng)對化學(xué)產(chǎn)生的良好感情，又可以激起學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究欲望。六、微型節(jié)約微型實(shí)驗(yàn)的試劑用量比常規(guī)實(shí)驗(yàn)節(jié)省得多，且許多實(shí)驗(yàn)還可以采用代用品作實(shí)驗(yàn)，在儀器上花費(fèi)也很少，故微型實(shí)驗(yàn)大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。微型儀器來源廣泛，可以做到人手一套?？墒菇^大多

17、數(shù)學(xué)生都有動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，改變過去那種“一人做、大家看”的局面；使學(xué)生由過去被動(dòng)“等待”和“接受式”的學(xué)習(xí)方式，變?yōu)椤爸鲃?dòng)”和“探索式”的學(xué)習(xí)方式；使多年來提倡的“啟發(fā)式”、“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)方法得以實(shí)驗(yàn)。教學(xué)中，教師只要積極引導(dǎo)，學(xué)生通過自制儀器和動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，既訓(xùn)練了動(dòng)手能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維，同時(shí)較強(qiáng)的參與意識(shí)及微型實(shí)驗(yàn)內(nèi)在的魅力，又大大地激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。例如：用濾紙片作為載體可以完成許多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在濾紙片上完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)相對于在試管、燒杯中完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)既節(jié)約藥品，又方便操作。1、液體與液體的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（以堿與指示劑的反應(yīng)為例）實(shí)驗(yàn)過程： 取兩塊濾紙片，將其分別放

18、置在表面皿的不同位置上，然后在其中間部位分別滴上一滴氫氧化鈉溶液。再在兩濾紙片上有氫氧化鈉溶液的部位分別滴上一滴石蕊試劑和酚酞試劑，即可觀察到濾紙片上的顏色變化。2、例如：分子運(yùn)動(dòng)氨分子的擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)在此實(shí)驗(yàn)中，用大燒杯罩住兩只分別裝有酚酞試液和濃氨水的小燒杯。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以發(fā)現(xiàn)最大的問題在于：氨水揮發(fā)出來的刺激性氣味很大，而且氨水的用量也較大。對于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法是：用小燒杯代替大燒杯、用小貝殼代替小燒杯，分別在貝殼內(nèi)滴入酚酞試液和濃氨水，把實(shí)驗(yàn)微型化，這樣既節(jié)省了藥品，現(xiàn)象明顯且又不會(huì)有很大的刺激性氣味。（小貝殼也可以用干奶片的空塑料面板代替。）七、綠色環(huán)保綠色化學(xué)是可持續(xù)發(fā)展的需要，是現(xiàn)代化學(xué)的新發(fā)展和重要特點(diǎn)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是社會(huì)發(fā)展的需要，是學(xué)生身心健康發(fā)展的需要，是進(jìn)行環(huán)境教育的需要，也是了解現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展和趨勢的需要。中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中，無論是演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，常常是有毒的物質(zhì)參加反應(yīng)，若處理不當(dāng)，對環(huán)境會(huì)造成污染。針對這一問題，而引導(dǎo)學(xué)生積極思維，進(jìn)行創(chuàng)新，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)。硫在氧氣里燃燒的實(shí)驗(yàn)有一定的污染，在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)作了以下改進(jìn)，并將模擬酸雨的危害一起作，具體是：把一個(gè)小