例談初中化學趣味實驗的設計及應用

摘要：趣味實驗通常具有“趣、簡、省、巧、新”的特點，能很好地激發學生的學習興趣。結合實例指出趣味實驗的設計要有目的性和針對性，它是教學智慧的結晶，有助于創設生動活潑的教學情景。趣味實驗還可以延伸到課外，成為學生的自主實驗活動，對培養學生的學習興趣和實踐能力都是非常有益的。

關鍵詞：趣味實驗；實驗設計；化學實驗教學

文章編號：1005–6629（2015）6–0056–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

趣味化實驗設計表現形式新穎，突出以聲、色、光等形式表現出其中的化學原理，但并不是把實驗變成“魔術表演”，它仍然遵循實驗演示的一般規則：目的性、科學性、生活性、可行性、趣味性、安全性[1]。與常規實驗相比，具有“趣、簡、省、巧、新”的特點，對初中生而言，這類實驗能夠起到吸引學生注意力、激發興趣、調動學習積極性的作用。它不僅適合在緒言課或課堂引入時使用，而且可以貫穿在整個初三化學教學中使用。

怎樣在教學中靈活運用呢？筆者認為，首先是教師要有大量的趣味化實驗設計案例！當積累了一定量優秀的趣味化實驗設計案例，教學時就能信手拈來，為我所用。其次，在教學中應用這些趣味化設計時把握好以下幾個鮮明的應用特點，定能為課堂添彩。

1 趣味實驗的設計要有明確的目的性和針對性

趣味實驗必須服務于教學目的并具有針對性，有利于突出重點，突破難點。設計要點是通過實驗的重新設計或組合來揭示概念、原理、規律，使重點、難點知識形象化，便于觀察，使學生容易記憶和理解。

例1 在“二氧化碳制取的研究”中，在實驗室制CO2的藥品探究時要明確幾個知識點：使用稀鹽酸而不能用濃鹽酸或稀硫酸；使用石灰石顆粒而不能用碳酸鈣或碳酸鈉粉末；而在泡沫滅火器中卻是使用碳酸鈉而不是石灰石等。為此，筆者通過設計命名為“冒泡大比武”的五個趣味小實驗（如圖1）來達成目的。就實驗本身而言，幾乎沒有趣味化設計的空間，但僅僅是名稱改一改，卻為實驗增添一份樂趣，讓學生樂于通過觀察、比較不同的實驗現象得出如下結論：

（1）通過對比A和B、A和C的冒泡劇烈情況，得知顆粒大小不同造成現象有差別，而A中的反應速率適中，所以用石灰石而不用碳酸鈣或碳酸鈉粉末，而在滅火器中卻是越快產生大量氣泡越好，當然是選用碳酸鈉比較好；（2）通過對比A和D的冒泡情況，D開始時石灰石表面迅速冒出氣泡，漸漸會停止產生氣泡，而A中石灰石冒氣泡是持續不斷的，所以，不用稀硫酸而應該用稀鹽酸；（3）E展示濃鹽酸樣品，當看到大量白霧產生時，學生馬上能明白這樣會造成制得的CO2不純了，所以不能用濃鹽酸。

化學中有些純理論的知識，若由教師直接灌輸給學生，則十分不利于知識的掌握。如果明確了實驗目的后，有針對性地把知識點融入在趣味實驗設計中，將會起到事半功倍的效果。

2 實驗趣味化設計要突出趣味性

實驗趣味化往往能以其趣味、生動、鮮明、新奇的實驗現象來引發學生的學習興趣，豐富化學教學內容，活躍課堂教學氛圍，勢必能提高課堂教學效果。

例2 如圖2，沒有氧氣制備裝置如何使水中的白磷燃燒？急中生智，可以把通入氧氣改成向熱水中吹氣[2]也是能成功的（只需向學生借一根盒裝牛奶上的吸管就能完成該實驗，趣味性油然而生！）。

例3 人教版上冊教材第6頁實驗1-1（1）水的沸騰是一個非常簡單的演示實驗（如圖3），但其具有較高的教學價值。調查表明，很少有教師演示該實驗，取而代之的是進行簡單的語言解析[3]。筆者認為較多教師這樣處理的原因之一是演示效果不理想，學生難以觀察到該實驗現象：水沸騰，產生白霧，遇到冷的玻璃片凝結成水珠。

其實，教師只需要稍稍改變一下演示的方式，改用試管夾夾持裝有水的試管進行加熱，便趣味立顯。演示時，一手拿試管夾，并且把試管口緊對著黑板，另一手持酒精燈進行加熱，相當于把整套裝置移至黑板前進行操作（如圖4）。當水沸騰時，產生的白霧在黑板的襯托下非常明顯，而且黑板上馬上出現大片的水漬，凝結成的水珠在黑板上流下來。坐在后排的學生也立馬感受到該小實驗的震撼效果。

例4 點燃蠟燭剛熄滅時的白煙，在操作時很難把握成功！有一次，筆者突然想到了《化學教學》介紹的一個改進方案[4]（如圖5-A），于是“假裝”隨便地把一根長約6cm玻璃管的一端直插進蠟燭火焰的內焰部位，可以觀察到有白煙（石蠟蒸氣）徐徐在管內向上升騰，并很快從管的上口逸出，這時把白煙點燃，可以順利觀察石蠟蒸氣的燃燒。當學生看到這個明顯的現象時，禁不住鼓起掌來！后來，筆者又看到一個方案改進[5]（如圖5-B），每次只需帶一個螺旋銅絲圈進教室，當蠟燭熄滅后，馬上在其上方罩上這個螺旋銅絲圈，白煙順著該圈上升，這時在圈的上方點燃白煙，現象明顯，說服力很強。學生充分享受到化學實驗的魅力和樂趣，課堂教學效果十分理想。

3 趣味實驗設計應有助于激發學生的探究興趣和培養學生的探究能力

在化學實驗的應用中，有些教師比較注意在感知和操作兩個水平層次上的興趣，而忽略了如何實驗研究

激發學生的探究興趣。筆者認為，教師在探究如何改進實驗的過程中體現的創新精神能夠潛移默化地影響著自己的學生，對學生的成長大有益處。如果能把實驗改進和創新變成了學生的事，那么培養學生的創造性、激發學生的創新思維已經邁出了成功的一步。

例5 人教版上冊教材第107頁實驗6-1：木炭的吸附性實驗的改進。

（1）實驗背景。按該方案來實驗，所需時間長，現象不明顯，效果不佳。若投入木炭塊狀過大，脫色不明顯；若木炭過碎，脫色顯著，但造成溶液呈現黑色渾濁，不便于觀察。因此，在課堂演示后，筆者啟發學生，如何改進這個實驗？

（2）實驗改進方案設計的過程。

方案1：有同學馬上提出來，過濾！實際操作后，雖有些效果但耗時過長；另一同學馬上聯想到簡易凈水器的原理，筆者肯定了他的想法，鼓勵其去查找資料[6]并進一步改進（如圖6）：將礦泉水瓶一分為二，向裝置中傾倒稀的紅墨水，即看到瓶口滴下無色透明的水。

方案2：受方案1的啟發，又有同學提出該實驗改進中必須要通過對比實驗排除棉花和濾紙的干擾才有意義，該實驗的成功關鍵是不讓木炭浮起來并且需要過濾。于是想到了要做A、B、C三組對比實驗（如圖7）：將紅墨水分別等量注入到3支試管中，試管A中無明顯現象（即脫脂棉無吸附效果）；在試管B中加入1藥匙碳粉，可見試管B內液體呈黑色渾濁；此時，塞入一團棉花，用玻璃棒壓至試管底部（即試管C的效果），則上層立刻顯示無色，棉花部分是紅色的，棉花層以下依然是黑色的，對比效果快速鮮明，學生驚呼神奇。

方案3：筆者在學生提出了方案2后，由此想到了U型管！于是提出問題“同學們，能不能使用一個有雙管的儀器來完成呢？”在筆者展示了U型管這種儀器時，學生禁不住拍手稱妙（如圖8）！在U型管中加入木炭粉，兩端都加入脫脂棉花壓緊，從A管口加入稀紅墨水，經木炭層后從B管口出來的是清水！操作簡單，現象明顯，趣味性強，效果好。

目前，方案2和3的實驗改進已作為本校常用演示裝置供教師使用了。

（3）教學效果思考。在這個案例中，通過啟發學生對課本實驗的演示效果進行質疑，進而鼓勵其提出方案，運用組合的方法創新該實驗，一步步的改進而達到最佳效果。通過不斷的探索性的試驗和分析，使學生體會到運用突破常規的思考方式進行創造性思考的樂趣，從而激發了學生創造性思維的自覺性，明白了對比實驗的重要性。學生從中獲得的認識比教師直接演示實驗要深刻，能達到“1+1>2”的教學效果。

4 趣味實驗的設計有助于創設生動活潑的良好教學情景

化學實驗是創設情景最基本的形式。精心安排實驗內容，巧妙布置實驗形式，具有高度的藝術性，它決定了一節課的優劣成敗。為此，教師確實需要事先動一番腦筋。趣味化實驗設計在此有得天獨厚的優勢。

例6 在燃燒條件的探究中，筆者補充了一個非常簡單而有趣的實驗——“燒不毀的鈔票”[7]，類似“燒不壞的手帕”。顯然，相對于“手帕”或“棉布”，“鈔票”更能引起學生的興趣。實驗時（如圖9），先把鈔票浸沒在燒杯A中的水打濕（如果能晾至不滴水效果最好），然后在燒杯B中浸泡約3秒，用鑷子夾持在酒精燈上引燃（注意：燃燒3～5秒后要甩滅火焰，否則鈔票邊緣會燒焦）。燒杯B中加入NaCl固體是為了使演示時火焰的顏色呈現橙黃色，產生熊熊烈火的效果，引人注目，刺激學生的視覺。在教學過程中，教師事先自備鈔票或示范時向學生借用，增加師生間的互動，把課堂氣氛推向高潮。當然，該實驗涉及到對人民幣的嚴肅性問題，演示前要與學生溝通好，可以考慮用玩具幣、樣品幣、冥鈔等代替。

事實證明，鮮明有趣、令人叫絕的實驗現象可以創設一些生動活潑的教學情景，大大提高學生的學習效率。

5 趣味實驗的設計可以延伸到課外，成為學生的自主實驗活動

在初中化學教材中安排了大量的活動與探究、家庭小實驗、調查與研究、開放題、實踐活動等，體現了貼近生活、貼近社會、注重科學探究、注重學生動手能力等特點，這都為課外開展趣味化實驗設計提供了豐富的材料和廣泛的途徑。教師可以以點帶面，為學生提供一個展示的平臺，將對學生的學習有良好的促進作用。如以寒假作業的形式布置學生完成就是一種良好的形式。筆者堅持開展了8年的“制取大晶體實驗活動”[8]作為學生的寒假作業——以制取藍礬大晶體為切入點的趣味實驗活動。從2012年起該實驗活動已推廣成為廣州市的一項學生實驗技能競賽活動，為課堂教學增添了有用、有趣的一筆。

部分的趣味化實驗活動的操作技術要求較高、耗時較長的，建議改為課外興趣小組活動，或家庭小實驗。筆者近幾年組織學生進行的小主題探究[9]，其中就包括在課外開展趣味實驗活動（如圖10）：用家庭物品設計CO2制備的裝置；制備大晶體；制作葉脈書簽、簡易凈水器、指示劑；用雞蛋殼作畫等。從學生琳瑯滿目的作品中，能感受到學生對化學實驗的熱情和創新，能體會到他們的成功和收獲！經過8年的實踐表明，這一系列的趣味實驗活動突出了化學知識在日常生活中的應用，充分彰顯了化學實驗的魅力，學生非常喜愛，進而更愛學化學。

綜上所述，趣味化實驗設計使化學實驗教學資源已經超出了“教材+實驗室”的傳統模式，它拓展了教材上的教學資源，利用生活中的化學教學資源，充分發揮化學實驗的教學功能[10]。如果所有化學教師都主動開發、積累、運用趣味化實驗設計案例，那趣味化實驗設計也勢必成為化學教學改革的陣地之一，促使學生更加愛化學，喜歡學化學。

參考文獻：

[1]李世鳳，熊言林.生活化系列化學實驗設計與教學思考[J].教學儀器與實驗，2009，（8）：16～18.

[2]吳自剛.對幾個化學實驗的教學建議[J].中學化學教與學，2004，（3）：4～5.

[3]于中榮.如何讓初中化學課堂更有“實驗味”[J].實驗教學與儀器，2013，（10）：23～24.

[4]劉懷樂.談一些化學實驗的經驗[J].化學教學，2006，（4）：5～7.

[5]鄭永信.談談中學化學實驗的改進和創新[J].教育實踐與研究，2008，（9B）：56～57.

[6]趙文翠，李維根.凈水器的制作和使用[J].中學化學教與學，2002，（8）：37.

[7]王彥昌對等.臺灣中學化學實驗趣味化方法淺析[J].化學教學，2008，（1）：57～58.

[8]胡綺妙.晶體的生長[J].化學教學，2008，（1）：40～42.

[9]胡綺妙.例談初三化學的小主題探究[J].化學教學，2007，（11）：27～30.

[10]張軍.初中化學教學實驗現象的反思及策略研究[J].化學教學，2014，（8）：21～23.