論初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“一器多用”策略的實(shí)現(xiàn)

甘貴川

【摘要】本文中，筆者就將以針管和U型管的組合為例，分別從基于同一套實(shí)驗(yàn)裝置生成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的物理現(xiàn)象解讀和基于同一套實(shí)驗(yàn)裝置生成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的化學(xué)現(xiàn)象解讀兩個(gè)方面，探究初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“一器多用”策略的實(shí)現(xiàn)，望其能夠?yàn)楫?dāng)前從事初中化學(xué)教學(xué)的教育工作者提供一定的借鑒和啟示。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn) 初中化學(xué)教學(xué) 一器多用

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）04-0144-01

一、基于同一套實(shí)驗(yàn)裝置生成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的物理現(xiàn)象解讀

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，針管由于其本身所具有的操作簡(jiǎn)便、封閉性好、污染少、節(jié)省試劑以及有刻度和便于觀察等的特點(diǎn)，為廣泛應(yīng)用于對(duì)各種物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象探究的過(guò)程中，接下來(lái)筆者將從壓強(qiáng)、密度、可燃性以及水溶性四個(gè)角度對(duì)該實(shí)驗(yàn)器材“一器多用”功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行論述。

（一）壓強(qiáng)分析

如圖所示，采取同樣的三組裝置，錐形瓶當(dāng)中分別注入氫氧化鈉、氯化鈉以及氧化鈣放入錐形瓶當(dāng)中，而右側(cè)的U型管則注入一定的紅墨水。這是利用針管在錐形瓶當(dāng)中注入等量（三組實(shí)驗(yàn)裝置完全相同）的水，用手搖晃錐形瓶、震蕩溶解之后，手動(dòng)打開(kāi)U型管和錐形瓶當(dāng)中的止水夾，這個(gè)時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)裝有氫氧化鈉、氧化鈣的錐形瓶，U型管中的紅墨水呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，甚至一度溢出管外。這就說(shuō)明氫氧化鈉、氧化鈣在分別和水發(fā)生反應(yīng)之后，呈現(xiàn)放熱狀態(tài)，致使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)增大；裝有氯化鈉的錐形瓶裝置中的U型管內(nèi)的紅墨水沒(méi)有發(fā)生變化，這說(shuō)明氯化鈉溶于水之后不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無(wú)所謂放熱和吸熱，自然也無(wú)所謂壓強(qiáng)的變化。

（二）密度分析

再比如仍然利用上述實(shí)驗(yàn)所使用到的儀器裝置，讓學(xué)生們思考，還可以利用怎樣的化學(xué)現(xiàn)象（或化學(xué)反應(yīng)），來(lái)實(shí)現(xiàn)讓U型管內(nèi)的紅墨水上升？那么根據(jù)上文中所實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，要想讓U型管內(nèi)的紅墨水上升，最重要的就是要促使錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)便大，即有新的氣體產(chǎn)生。那么根據(jù)初中化學(xué)所學(xué)習(xí)到的各種化學(xué)反應(yīng)方程式，學(xué)生就可以利用錐形瓶完成簡(jiǎn)易的碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，鋅與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，當(dāng)錐形瓶?jī)?nèi)有氣體產(chǎn)生時(shí)，學(xué)生同時(shí)可以利用針管抽取出內(nèi)部的氣體，吹出肥皂泡泡，根據(jù)吹出的肥皂泡泡在空氣中上升還是下降，便可以判斷出生成的氫氣和二氧化碳，前者密度較之空氣較低、后者密度較之空氣較高。

（三）可燃性分析

在上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，再在錐形瓶當(dāng)中增加一例過(guò)氧化氫在催化劑的作用下生成水和氧氣的化學(xué)反應(yīng)，之后分別利用針管抽取氫氣、氧氣和二氧化碳三種氣體，使之分別靠近點(diǎn)燃的酒精燈。這時(shí)就可以在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中窺測(cè)到這樣三種現(xiàn)象，即氧氣可以使酒精燈燃燒得更加旺、氫氣本身就可以進(jìn)行燃燒，而二氧化碳則是一種能夠讓燃燒停止，既不具備助燃性、也不具備可燃性的氣體。

（四）水溶性分析

再比如，同樣以上述所言的實(shí)驗(yàn)裝置為例，在兩套完全相同的實(shí)驗(yàn)裝置中，前者在掃平當(dāng)中諸如氯化氫氣體，后者則在錐形瓶中注入氨氣。而U型管內(nèi)所注入的是含有紫色石蕊液體的水，這時(shí)利用針管分別吸入等量的水注入到錐形瓶當(dāng)中，同時(shí)打開(kāi)鏈接錐形瓶和U型管中部的止水夾，在止水夾打開(kāi)的一瞬間，兩個(gè)利用不用實(shí)驗(yàn)氣體的實(shí)驗(yàn)裝置同時(shí)出現(xiàn)U型管的彩色液體倒流到錐形瓶?jī)?nèi)，但隨之不同的實(shí)驗(yàn)氣體使錐形瓶?jī)?nèi)呈現(xiàn)出不同的顏色。和明顯裝有氯化氫的錐形瓶當(dāng)中，混合后的液體呈現(xiàn)出紅色，這充分說(shuō)明氯化氫氣體，溶于水，致使混合的水呈現(xiàn)酸性；而裝有氨氣的錐形瓶當(dāng)中，液體反而呈現(xiàn)出鮮明的藍(lán)色，這則說(shuō)明氨氣，溶于水，致使混合后的水呈堿性。

通過(guò)基于以上四組實(shí)驗(yàn)效果的最終分析，可以得出這樣一種結(jié)論，即同一組化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，在其基于同一實(shí)驗(yàn)過(guò)程、產(chǎn)生不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，同樣可以基于反向思維，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行拓展和深化，同樣還可以利用固定的實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)已生成的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)和例證，而種種過(guò)程恰是能夠幫助學(xué)生不斷鞏固化學(xué)知識(shí)、復(fù)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的良好舉措。

二、基于同一套實(shí)驗(yàn)裝置生成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的化學(xué)原因探究

以學(xué)習(xí)“氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)”這一部分內(nèi)容為例，由于很多學(xué)生在學(xué)習(xí)此部分內(nèi)容時(shí)，已經(jīng)對(duì)氫氧化鈣和二氧化碳的反應(yīng)有著極為深刻的認(rèn)識(shí)（該反應(yīng)有沉淀生成，實(shí)驗(yàn)效果非常明顯，較之容易記憶），但是與此相比，氫氧化鈉和二氧化碳之間的化學(xué)反應(yīng)并不明顯，也沒(méi)有沉淀或氣體類的物質(zhì)生成，所以為了增加學(xué)生對(duì)這一化學(xué)反應(yīng)的感性認(rèn)識(shí)，很多同學(xué)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

推測(cè)，將二氧化碳通入到氫氧化鈉的溶液中，之后向混合后的液體內(nèi)滴入鹽酸，倘若有氣泡產(chǎn)生就可以證明，在二氧化碳通入到氫氧化鈉溶液的過(guò)程中，有新的物質(zhì)產(chǎn)生，換言之二者之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

那么在此過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者所采用的思想在于對(duì)二次化學(xué)方程式的使用，即在第一個(gè)化學(xué)變化中所生成的物質(zhì)（Na2CO3），成為第二次化學(xué)反應(yīng)的基本成分之一，起到媒介的重要作用，而利用其在第二次化學(xué)反應(yīng)中所扮演的重要角色，對(duì)于判斷新物質(zhì)的生成，起到了重要的提示效果。

而根據(jù)這樣的化學(xué)反應(yīng)方程式，筆者引導(dǎo)學(xué)生同樣利用上述的那一組實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)了這樣一組實(shí)驗(yàn)：

首先取兩組相同的實(shí)驗(yàn)裝置，錐形瓶當(dāng)中裝滿二氧化碳，而另一側(cè)的U型管中則裝滿水，而同時(shí)針管當(dāng)中分別吸入等量的水和濃度較高的氫氧化鈉溶液（各自10mL），充分混合震蕩后，打開(kāi)連接錐形瓶和U型管的止水夾，就會(huì)發(fā)現(xiàn)混合了二氧化碳和水的錐形瓶，右側(cè)U型管中的水全部倒流到錐形瓶當(dāng)中，這是因?yàn)槎趸急旧肀闳苡谒拢欢硪唤M實(shí)驗(yàn)裝置當(dāng)中，氫氧化鈉和二氧化碳混合后，右側(cè)U型管中的液體明顯上升，這是因?yàn)槎趸己蜌溲趸c之間產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了新的化學(xué)物質(zhì)所致。

化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)最為本質(zhì)的區(qū)別就在于其過(guò)程當(dāng)中是否有新的物質(zhì)生成，而采用在此前判斷物理現(xiàn)象過(guò)程中使用較為頻繁的一組器材來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于化學(xué)現(xiàn)象以及化學(xué)物質(zhì)生成的判斷，其更有助于讓學(xué)生感受到化學(xué)變化的本質(zhì)，以及從現(xiàn)象當(dāng)中解讀物質(zhì)生成的要素。同時(shí)對(duì)于教師而言，要注重培養(yǎng)學(xué)生多利用化學(xué)方程式來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的推測(cè)和演練，如此才能達(dá)到對(duì)化學(xué)知識(shí)活學(xué)活用、融會(huì)貫通的地步。

三、結(jié)論

“一器多用”是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，能夠不斷豐富學(xué)生想象力、拓展其思維，培養(yǎng)其手動(dòng)能力和實(shí)驗(yàn)精神的有效策略之一。尤其是當(dāng)學(xué)生按照書本當(dāng)中既定的實(shí)驗(yàn)裝置圖，從已知的結(jié)論中不斷對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行佐證，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深度挖掘，探索出全新的實(shí)驗(yàn)方案，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的思考態(tài)度，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)，提高綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有顯而易見(jiàn)的作用。身為教師，一應(yīng)要對(duì)學(xué)生的這種敢于探索、積極推斷的精神予以肯定，同時(shí)教師在進(jìn)行初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)授課的過(guò)程中一定要注重對(duì)課堂方向的引導(dǎo)、最終對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的思考和啟迪，如此課堂才會(huì)更加富有引導(dǎo)性、開(kāi)放性和開(kāi)發(fā)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱啟亮.化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的“一器多用”[J].新課程：下，2012（06）：175.