初中化學教學中幾個探究性實驗的改進和創新

化學是一門以實驗為基礎的學科，做好實驗是學好化學的關鍵。在教學中設計以實驗為主的科學探究活動，一方面有助于激發學生學習化學的興趣，另一方面引導學生在觀察、實驗和交流討論中獲得化學知識，有助于學生對化學知識的理解。同時實驗的設計、實驗操作及數據的處理還能很好地培養學生的思維能力、動手能力。因此教師在化學教學中應高度重視和加強實驗教學，充分發揮實驗教學的功能，增強課堂教學效果。在實際教學中，常常遇到一些不盡如人意的地方，導致實驗失敗或實驗不完全成功，不能發揮實驗應有的作用，使課堂教學效果大大減弱。若在教學實踐中對一些實驗的裝置及實驗操作略加改進，就能取得理想的效果。筆者結合自己多年的實踐教學經驗，談談在初中化學教學中對幾個探究性實驗的改進，和大家共同討論。

一、碳酸鈣與鹽酸反應前后質量測定實驗探究

2012年版滬教版《義務教育教科書·化學》（九年級），在質量守恒定律這一核心內容的教材設計中，設置了兩個探究實驗。在第二個實驗“碳酸鈣與鹽酸反應前后質量的測定”過程中，碳酸鈣與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，使錐形瓶這一密閉體系內壓強增大，橡皮塞容易松動而使裝置漏氣，從而導致實驗失敗，影響教學效果。為此，筆者對此實驗裝置進行了改進，具體如下：

實驗用品：托盤天平、廢棄飲料瓶（含蓋）、一支試管、石灰石、稀鹽酸

實驗裝置：如圖

實驗步驟：（1）將托盤天平的游碼歸零，調節天平平衡。（2）先將適量石灰石加入廢棄飲料瓶內，再將盛有5ml稀鹽酸的試管小心地放入瓶中，試管口向上，蓋上瓶蓋并旋緊。然后將其放在托盤天平的左盤上進行稱量。（3）取下托盤天平上的飲料瓶，將其傾斜，使試管內的稀鹽酸流入飲料瓶內，待反應完全后，再將其放在托盤天平的左盤上，觀察實驗現象。

實驗現象：飲料瓶內產生大量氣泡；天平仍然保持平衡。

實驗改進后，一方面避免了因實驗生成氣體而使瓶塞松動產生漏氣的問題，另一方面簡化了實驗操作，使實驗效果更顯著。還可以繼續完成以下實驗：取下托盤天平上的飲料瓶，將瓶蓋打開，會聽到瓶口有“嗤”的放氣聲，再用瓶蓋蓋上飲料瓶，然后將其放在托盤天平的左盤上，會觀察到天平指針向右傾斜。

該實驗可以得出：驗證質量守恒定律時，有氣體參加或有氣體生成的反應，必須在密閉裝置中進行。

二、鐵釘與硫酸銅溶液的反應

滬教版課本第116頁活動與探究2，“在試管中加入少量硫酸銅溶液，把2—3枚無銹的新鐵釘浸入硫酸銅溶液中，觀察實驗現象”。希望在實驗教學中學生能觀察到鐵釘表面有紅色物質，溶液由藍色變為淺綠色的現象。但在進行實驗時，較短時間內難以觀察到溶液顏色的變化。所以在實驗操作時，我作了如下改進：（1）將鐵釘換成薄的鐵片或螺旋狀的鐵絲或鐵粉。因為薄的鐵片或螺旋狀的鐵絲或鐵粉會增大與硫酸銅溶液的接觸面積，加快反應速度。（2）提高硫酸銅溶液的溫度。提高硫酸銅溶液溫度也會加快反應速度。操作改進后進行實驗，效果非常好。同時觀察溶液顏色變化時，可以與原藍色的硫酸銅溶液做對比，再用一張白紙放在試管后面作襯托，學生會觀察得更清楚。

三、粉塵爆炸實驗的改進

滬教版課本第95頁粉塵爆炸實驗，在裝置制作和實驗操作中存在兩點不足：

1.在倒置的無底的圓筒形塑料瓶上方的瓶內壁上，粘一截點燃的蠟燭，一方面不容易將燃著的蠟燭粘在瓶內壁上，另一方面燃燒的蠟燭容易將塑料瓶烤化。

2.將盛食用油的塑料瓶的瓶底剪去時不容易剪齊，塑料瓶底蓋上一張硬紙板，裝置容易漏氣。利用課本上裝置進行實驗，裝置制作復雜，操作也不容易，實驗成功率低。我對此實驗裝置進行了改進，具體如下（如左圖）：取一個空的有塑料軟蓋的奶粉罐，在靠近底部一側打一個直徑約0.5厘米的小孔，插入一段長約5厘米塑料管，在罐外一端接一段約2米長的乳膠管，再連接一段長約20厘米的玻璃管。實驗時，在罐內靠近塑料管口處加3藥匙干燥淀粉，把燃著的蠟燭放在罐內淀粉的一側，立即用塑料軟蓋蓋上奶粉罐將其密封，然后立即讓一名學生從玻璃管一端向罐內吹氣，罐內就會發生爆炸，塑料蓋騰空而起，同時聽到很響的爆鳴聲。利用改進后的實驗裝置進行實驗，實驗成功率高，操作簡單，安全可靠，污染小，并且該裝置可循環使用。另外利用該實驗裝置，除了可觀察粉塵爆炸實驗外，還可觀察粉塵的急速燃燒（實驗步驟和粉塵爆炸實驗基本相同，只需將奶粉罐敞口，你會觀察到罐內竄出很高的火苗）。通過該實驗，學生能夠明白：可燃性的粉塵或氣體與空氣混合，在一個密閉的空間內遇到明火容易引起爆炸。

實驗是科學探究的重要途徑。實驗中明顯的現象及原因分析，能讓學生體驗到探究的樂趣。因此，教師應根據具體的教學內容，積極創造條件，組織和安排學生完成教材上所有實驗，對于現象不明顯和實驗成功率低的實驗，應想辦法進行改進和創新。化學實驗的不斷改進和創新，使化學實驗在化學教學中具有獨特魅力，使化學教學充滿生命力和活力，使化學教學更順應教學改革的潮流，適應素質教育和創新教育的需要。

參考文獻：

[1]嚴岷.義務教育教科書化學（九年級上冊）[M].上海教育出版社，2012.1.