化學啟蒙實驗的設計與討論

方揚平

摘要：在九年級學習化學之前安排化學啟蒙實驗不但具有必要性，也具有合理性、可行性。初步設計了若干個化學啟蒙實驗。開展化學啟蒙實驗活動必須注意說明目的、意義，努力爭取各方支持；周密制定方案，妥善做好組織工作；注意內容適度，力求結合生活實際；遵守有關規定，切實做好安全指導與檢查。

關鍵詞：化學啟蒙實驗；前期啟蒙；化學啟蒙教育；實驗設計

文章編號：1005-6629（2015）12-0068-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1化學啟蒙實驗的必要性、合理性和可行性

所謂化學啟蒙實驗是指在九年級學習化學之前由學生親手做的化學實驗。九年級化學本來就是啟蒙性質的，相對于此，在九年級學習化學之前的啟蒙實際上屬于“提前啟蒙”或者“前期啟蒙”。

為什么要設計化學啟蒙實驗？不少初中化學老師都認為，跟10多年前比，現在的初中化學很不好教：學生大多沒有好好觀察過燃燒時的火焰、沒有接觸過火柴；講煤餅要用木柴引燃他們不能理解；沒有看到過用石灰粉刷墻壁；不知道發酵做饅頭要用到面堿；沒有見過明礬更不知道明礬能用于凈水……越來越發達的商品社會不但用商業秘密掩蓋了哪怕是簡單的化學內容，也使得學生在這方面的求知欲望越來越低，使得他們學習化學需要的經驗基礎十分薄弱，初學化學就遇到很大的困難。

瑞士心理學家皮亞杰在研究個體認識的起源和發展時，曾經提出圖式（schema，又譯作格局）的概念。他認為，個體是通過自己原來具有的“圖式”來同化外來刺激，把外來刺激納入原有的圖式之內，或者調節、改變原有圖式來適應外界環境的。適應是智力的本質，它包括同化和調節兩種作用和機能，人正是通過原有圖式的同化和調節作用使自己的認識結構不斷發展的。學生在先前經歷中形成并成為后來的化學學習賴以為基礎的經驗和概念，正是皮亞杰所說的“圖式”。初學化學是需要一定的知識技能經驗作基礎的。初學化學時的原始圖式，乃是在以前的其他學科學習和生活中獲得的有關經驗和概念。盡管化學越來越深入人們的生活，青少年接觸現代化學事物的時間越來越提前，只憑生活經驗作為學習化學的知識技能基礎仍然是不夠的，還需要讓他們先觀察、接觸、操作某些化學事物，積累一些經驗知識，才能順利地展開化學學習活動。從這個意義上來說，化學實驗是化學學習的重要基礎。

由于現在九年級化學的課時緊、任務重，難以再增加實驗內容，而且臨時增加的實驗內容也難以妥善地配合好教學進程，把化學啟蒙實驗安排在九年級是不適宜的。我們通過調查發現，七、八年級學生往往對化學有較強的好奇心，特別是對化學實驗興趣很濃，對在這個階段的適當時候以興趣課、校內或者家庭科技活動等形式安排他們做一些化學啟蒙實驗十分愿意和期待。因此，在九年級學習化學之前適當安排化學啟蒙實驗不但具有必要性，也具有合理性、可行性。

2 幾個化學啟蒙實驗的設計

2.1 器材準備

（1）收集一些空的眼藥水瓶和小藥瓶，洗凈，晾干留作試劑瓶用；為它們準備好空白的小標簽。

（2）收集一些空的口服液小瓶，洗凈，晾干留作試管用。

（3）準備幾只玻璃杯或大口瓶，洗凈，晾干留作燒杯用。

（4）收集一點潔廁靈（主要成分為約2.5%的稀鹽酸）、碘酒、紅藥水（汞溴紅溶液）、紫藥水（龍膽紫溶液）以及純堿（石堿、面堿）、小蘇手丁、明礬、白醋、淀粉等，分別用小瓶裝好，蓋緊，貼好標簽備用。

（5）準備一瓶純凈水、一把鑷子、小刀以及火柴、蠟燭、方玻璃片等備用。

（6）準備一塊放在桌上防止燙壞桌面的瓷磚或小石板。

（7）準備一塊抹布、一些吸水紙（例如餐巾紙）、塑料吸管、一只小廢物缸和廢液缸備用。

（8）為這些器材制作一個架子和存放的箱子（杜絕跟生活用品混用！），放在一個安全的地方備用。

（9）準備一本實驗記錄本，專門記錄實驗的試劑、用量、過程、現象和結果等等。

2.2 火柴的觀察與使用

（1）搜索、閱讀并和同伴交流關于火柴及其發明史的資料。

（2）觀察火柴和火柴盒側面的砂皮，注意火柴桿的結構。

（3）劃著火柴后把火柴桿分別向上、向下直立，比較燃燒時間長短，嘗試作出解釋。

（4）注意觀察火柴的火焰結構，以及火柴頭著火后產生的氣體氣味，嘗試作出解釋。

（5）總結劃火柴的方法和注意事項。

2.3 蠟燭的點燃與火焰觀察

（1）觀察蠟燭的結構，試試沒有燈芯的蠟燭能否點燃，嘗試作出解釋。

（2）觀察蠟燭的火焰結構和顏色，畫出蠟燭火焰結構圖。

（3）輕輕地吹滅火焰，觀察產生的青煙并立即：①試驗青煙能否被點著；②把一塊清潔的冷玻璃片蓋在青煙上方'觀察玻璃片上有何變化，解釋上述現象。

（4）反復觀察蠟燭的火焰，記錄還有哪些現象，留待實驗結束后跟同伴交流。

（5）解釋：點燃蠟燭時，火柴的火焰為什么要在燈芯處停一會兒才能點著蠟燭。

2.4 “石灰家族”三成員的準備與實驗

（1）尋找“石灰家族”的老大石灰石：撿幾塊石頭，小心地滴上1～2滴潔廁靈（注意：潔廁靈有腐蝕性，不要沾到皮膚或衣物上，萬一沾上了應先用吸水紙吸干然后用水沖洗），如果馬上產生許多氣泡，它可能就是石灰石了用榔頭把石灰石砸碎，選幾塊片狀的碎片完成下面的實驗。

（2）制取“石灰家族”的老二生石灰：用鑷子夾住石灰石片放在煤氣（或天然氣）灶火焰上燒至紅得發亮，然后關掉煤氣火焰，等到灼燒過的石灰石片冷卻后，觀察，用小刀刮其表面有何現象？如果能刮起一點白色粉末，它就是“石頭家族”的老二生石灰了。

（3）制取“石灰家族”的老三熟石灰：把表面生成了生石灰的石灰石片放進盛有少量純水的小瓶中，觀察有何現象（如果沒有明顯現象，可再取一塊石灰石片灼燒更長時間并冷卻后加入原先的純水中）。如果能聽到很輕的嘶嘶聲，或者發現表面有點渾濁、出現一點粉末，把小瓶中的水倒進另一只帶蓋的小瓶并蓋緊，那就是“石灰家族”的老三熟石灰的溶液了。在這只小瓶貼上“石灰水”標簽留著做下面的實驗。

（4）用塑料吸管向石灰水中不停地吹氣（注意不要太快太猛），觀察并解釋現象。

（5）在磚塊或者深色石板上涂一點石灰水或石灰漿，在空氣中放置幾天后觀察有何變化并解釋。

2.5 制備花青素溶液

（1）把少量藍莓精（藍莓粉）或者鮮藍莓汁溶解在純水中，就可以得到紫色的花青素溶液。如果沒有藍莓精（藍莓粉）和鮮藍莓，用藍莓干浸泡也可以。還可以嘗試用其他紫色植物的Ⅱ十、果實或根部等代替。

（2）分別取少量的白醋、純堿溶液、石灰水、潔廁靈、酸奶、酸菜汁等放在小試管中，再各加一小滴花青素溶液，觀察現象。

2.6 它們發生化學反應了嗎

取4支試管，各放入少量純堿粉末（或小蘇打），然后分別滴加潔廁靈、白醋、明礬溶液和石灰水，觀察并比較、解釋現象。

2.7 擴散現象

（1）取兩只玻璃杯，分別盛放大半杯冷水或熱水，然后緩緩地各滴加一滴紅藥水（或紫藥水、墨汁等）觀察并比較、解釋現象。

（2）取一只玻璃杯，在底部滴一滴碘酒，敞口放置一段時間，觀察有何現象，嘗試作出解釋。

（3）將一吸水紙條用淀粉漿浸濕再稍稍晾干后，掛在玻璃杯內壁的杯吐，在底部滴一滴碘酒，蓋好玻璃杯放置一段時間，觀察并解釋現象。

3 關于化學啟蒙實驗的幾個問題

開展化學啟蒙實驗活動必須注意和處理好下列幾個問題：

3.1 說明目的、意義，努力爭取各方支持

要向有關領導、教師、家長和學生說明開展化學啟蒙實驗活動的目的、意義。讓學生了解開展化學啟蒙實驗活動的目的、意義，激發他們的興趣固然重要，而讓有關領導、教師和家長了解開展化學啟蒙實驗活動的目的、意義，調動他們的積極性可能更為關鍵，必須下功夫做好，千萬不能冒失行事。

3.2 周密制定方案，妥善做好組織工作

制定方案要全面考慮事前準備、事中組織、事后善終三個方面，包括方案的設計和提供、器材和場所問題的解決、實驗指導與安全監控保障、實驗結果的交流、收集、反饋和后續教學的利用、拓展考慮等等，要有解決各種困難的妥善方案和充分準備。

化學啟蒙實驗活動最好能讓每一個學生都有動手的機會，但又要考慮互相交流、共享的需求，需要探索適宜的組織形式。

3.3 注意內容適度，力求結合生活實際

所謂注意內容適度，主要是指以豐富學生的實驗經驗為主，注重對學生以后學習、發展的積極影響。對實驗的數量和系統性不作要求，不強求達到一定標準，不進行學績考核和評價活動，不能對學生造成壓力，不能變相地把九年級化學課提前實施。切忌使學生對化學實驗產生厭惡情緒、畏懼情緒，把提前啟蒙變成“提前恐嚇”。

結合生活實際不但有利于培養學生興趣，豐富他們的感性經驗，培養他們學以致用的思想，也有利于獲得家長支持和解決器材困難等問題，應該積極開展這方面的探索。

3.4 遵守有關規定，切實做好安全指導與檢查

要嚴格遵守國家有關法律和公安部門有關規定，不使用危險試劑，不進行危險操作。在向學生提供的實驗方案中要對可能的危險和預防、應對措施作明確和充分的說明。要對實驗方案和實施方案建立審查和批準制度。要把指導和檢查任務落實到教師，同時也要對家長做必要的培訓，指導他們協助做好家庭實驗活動的監護工作。