初中農村學校化學實驗的改進和開發研究

李健怡

【摘要】 在新課程標準下，初中化學教材設置大量的化學實驗，充分地體現了化學學科的特點。但在一些農村學校的化學實驗教學中，還存在一些實際問題。教師基本上以演示實驗為主，甚至有的教師連演示實驗也省去，直接講實驗。加上農村中學的學生見識較少，學習主動性較差。針對以上情況，教師應在教學過程中從實際出發，發揮地域優勢，利用農村的自然條件，盡可能找到最適合本地區解決問題的辦法。通過對化學實驗的改進和開發來培養他們學習化學的興趣。

【關鍵詞】 初中 農村學校 化學實驗 改進和開發

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）09-026-03

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農村學校實驗室設備簡陋，藥品短缺，經費不足，沒有配備專職的實驗員，學生缺少動手做實驗的機會。教師基本以教材中的演示實驗為主，往往忽視了學生的生活實際和實驗實際，只能讓學生按部就班地去接受實驗的結果。因此，教師要從傳統的演示實驗解脫出來，把實驗進行有效的改進和開發。

中學化學實驗教學現狀是基本能完成教學大綱規定的化學實驗，但缺乏趣味性和探索性，因此有針對性地對實驗進行改進。

1. 化學實驗的改進

環境問題是當代人類普遍關注的全球性問題。在環境污染的諸多因素中，部分中學化學實驗的廢氣、廢液對大氣和水質的污染也是比較嚴重的。因此，在化學實驗教學中，必須采取有效措施防止實驗對環境的污染。

1.1改進實驗提高環保性

1.1.1對燃燒條件探究的實驗改進

以前做“對燃燒條件探究”的實驗中，如果用黃豆大小的白磷直接放在銅片上燃燒，它產生的白煙很厲害，差不多整個實驗室都是白煙，而且我們實驗室沒有通風櫥，白煙直接排到空氣中，污染很大。后來嚴格控制白磷的量，僅用米粒大小可以減少白煙的排出，但仍有污染，后來我再對該實驗進行兩點改進。

首先，將實驗所要用的紅磷和白磷分別裝入兩支試管中并進行封閉，然后將它們同時放入熱水中進行實驗并觀察現象，白磷會迅速產生燃燒現象，這樣，不但有效節約實驗時間，而且實驗現象非常明顯，整個過程有條不紊，簡單易行。通過這樣的實驗改進，將白磷封閉，生成有毒的煙就不會直接擴散到空氣中。

但上述實驗改進只是對比得出燃燒條件之一：溫度必需達到著火點。那怎樣證明燃燒的條件要有氧氣呢？其次，還可以設計另一支試管作對比。將另一支試管離試管底部差不多三分之一的地方放在酒精噴燈上燒熔，然后，用鐵絲穿一個小孔，把白磷放進去，再放入熱水中，一部分熱水就由小孔進入到試管中把白磷浸沒，然后再往該試管通入氧氣。通過改裝后的這個實驗，完全沒有白煙直接擴散到空氣中，非常環保。

1.1.2對分子是不斷地做無規則運動的實驗改進

分子是不斷地做無規則運動這個性質比較抽象，學生很難理解和想象，分子是如何在無規則地運動著的呢？因此，教師可以設計這樣一個創新實驗來幫助學生更好地理解它。將一根鐵絲做成小樹狀，并在鐵絲上穿上浸有酚酞溶液的棉花球，然后在“小樹”的底部滴幾滴濃氨水，再用一個小燒杯將“小樹”罩住，一會兒，學生就會看到鐵絲上的白色棉花球變成鮮艷的紅色。

這個實驗改進的確更環保、更生動。但是有一個問題：在“小樹”底下滴幾滴濃氨水，那直接滴在桌上還是滴在小燒杯上，實驗后怎樣處理濃氨水？我認為還可以進行以下改進：用家中白色的塑料罐，把“小樹”放入罐內，然后在罐底放一個塑料瓶的瓶蓋，在瓶蓋上放少量濃氨水，然后把塑料罐的蓋也蓋上。整個過程學生很清楚地看到，小棉球由下到上慢慢變紅，學生熱情高漲，興奮不已。從這個實驗中，學生切身感受到分子的存在，并且分子不斷在運動。實驗后，讓學生往罐里加入水，把氨水倒到樹旁，從而廢物利用，也初步了解氨水可作肥料。

以上用來做實驗的這棵“小樹”到學習人教版下冊課本第十單元酸和堿的課題2《酸和堿的中和反應》時，再拿出來做實驗。在棉花球上先滴酚酞溶液，噴上氫氧化鈉溶液變紅色，再噴上稀鹽酸變成無色，這棵“小樹”再次得到利用。

1.1.3 對一氧化碳還原氧化銅的實驗改進

一氧化碳還原氧化銅這個實驗很多學校都不做了，雖然課本上這個也不做要求，但我認為改進實驗裝置后，還是存在實踐的價值的。首先用錐形瓶收集一瓶一氧化碳，然后用膠塞塞住。把一根銅絲繞成螺旋狀，一端插入另一膠塞上。在空氣中把銅絲加熱變成黑色，迅速放入錐形瓶中，塞緊膠塞，可以觀察到黑色的氧化銅馬上變成紅色。待錐形瓶冷卻后，倒入少量澄清石灰水，塞緊膠塞，振蕩，石灰水變白色渾濁。讓學生從實驗現象分析，得出該反應的原理。最后，為了防止一氧化碳沒反應完，可以點燃瓶內的氣體，整個實驗操作簡便、環保。

優化初中化學實驗教學，關鍵不是缺乏實驗資源，而在于教師要潛心鉆研、苦心修煉，探索掌握一些行之有效的實驗優化策略。

1.2改進實驗增強實驗效果

1.2.1電解水的實驗改進

在電解水的實驗過程中，由于設備不足，不能讓學生分組做實驗，教師只能演示實驗。但學生觀察實驗時，只有坐在教室前幾排的學生能清楚地觀察到實驗的現象，而后面的學生卻難以觀察清楚。為了增強實驗效果，我在水中滴幾滴紅墨水，使水變成紅色，同時采用投影儀將實驗裝置放大投影到大屏幕上，同學們就可以清楚地觀察到有氣泡產生及水面漸漸下降等實驗現象，大大增強了實驗效果。

1.2.2金屬氧化物與酸反應的實驗改進

人教版下冊教材金屬氧化物與酸反應的實驗只讓學生探究了氧化鐵與稀鹽酸、稀硫酸的反應，為了更進一步探究這一性質的普遍性，教師可以增設氧化銅與稀鹽酸、稀硫酸反應的實驗。以前我做這個實驗都是用氧化銅粉末，但氧化銅粉末溶解時間比較耗時。因此對這一實驗做了一點改進：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，使之變黑，然后趁熱分別放進少量稀鹽酸、稀硫酸中，一會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色。這一實驗具有節約、省時、形成對比的特點，既加深了學生對金屬氧化物與酸反應的性質的理解和實驗現象的記憶，又幫助學生鞏固了銅的化學性質，增強了實驗效果。endprint

大多數農村學校設施和設備比較落后，很多學生實驗也無法開展。教師要指導學生創設條件，利用生活用品代替化學藥品，用廢棄物制成簡易裝置。讓學生有自己動手做實驗的機會，對實驗進行開發。

2. 利用農村自然條件進行實驗開發

2.1把實驗簡單化

化學教學特別注重學生的實驗探究能力，而學生要具有很好實驗探究能力除了要具有化學實驗基本操作能力和實驗現象的描述能力以外，更重要的是學生具有設計實驗方案和實驗步驟的能力。從學生對化學的掌握情況來看，學生對實驗的認識都比較差，特別是實驗設計存在問題更為突出。所以在化學實驗教學中學生設計實驗方案變簡單化顯得尤其重要。

例如證明飲料中含有二氧化碳：先搖晃塑料瓶雪碧等碳酸飲料，使飲料中氣體溢出到瓶內上部空間，再用注射器（帶針頭）抽取少量澄清石灰水，然后把注射器針頭直接插進飲料瓶上部的空間內。氣體立即沖入注射器內，使澄清石灰水而與之充分接觸，澄清石灰水馬上變渾濁，從而證明飲料中含有二氧化碳。這樣改進，無需打開瓶蓋，實驗操作簡單快捷，同時具有很強的趣味性。

其實注射器在很多實驗都會用到，比如“二氧化碳的實驗室制取與性質”的學生分組實驗。我們學校實驗室只有八個完好的長頸漏斗，如果學生每張臺都用一個長頸漏斗，誠然是杯水車薪。在這實驗中，我讓學生自己準備注射器代替長頸漏斗，每個小組至少準備一個。我們學校的學生大部分來自農村，每個村委都有衛生站，讓學生家長去衛生站拿一兩個注射器是沒問題的。因此學生很快拿了二十七個注射器回來。每到學生分組做“二氧化碳的實驗室制取與性質”的實驗時，預先叫小組長去實驗室準備好實驗所需的儀器、藥品。這們一來，老師就省了很多功夫，“二氧化碳的實驗室制取與性質”這個學生分組實驗也得到很好的開展。

我們農村學校為了讓學生有更多動手做實驗的機會，要充分利用農村的有利條件把實驗家庭化。

2.2把實驗家庭化

2.2.1自制酸堿指示劑

在學習酸堿指示劑時，讓學生閱讀課本科學家波義耳在一次實驗中意外發現的故事。布置周末家庭作業，回家摘各種各樣的花，然后壓出花的汁液，分別滴入稀醋酸和蘇打粉的溶液，并記錄下實驗現象。如果家里沒有蘇打粉可以用松肉粉代替，或者家里有熟石灰的，也可以用石灰水代替。還可以到實驗室借稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液回去。要求學生把自己采集到的花全部帶回學校，同學之間交換花朵做實驗。

到學習新課時，我把自制酸堿指示劑實驗變成學生分組實驗，讓學生加深對酸堿指示劑的認識。經過多次自制酸堿指示劑的實驗，學生小沂突然想到一個問題：如果把帶梗的花插在同濃度同體積的酸和堿溶液中，也會呈現不同的顏色嗎？她的實驗猜想：①經過一段時間后，花朵顯現不同的顏色；②經過一段時間后，花朵均無明顯變化；③經過一段時間后，插入酸性溶液的花朵變色，插入堿性溶液的花朵不變色；④經過一段時間后，插入酸性溶液的花朵不變色，插入堿性溶液的花朵變色。我鼓勵她回家做來這個實驗。小沂把實驗所需要的藥品、用品準備好帶回家。她將白菊的梗部剪好，分別插入兩個錐形瓶中放置一晚，讓花吸收，第二天帶回學校。到了第二天，同學們很早來到課室，迫不及待地看看她的實驗結果。眼前的一番景象讓同學們的血液都沸騰了：插在5%稀鹽酸的白菊變粉紅色了，插在5%氫氧化鈉溶液的白菊花瓣尾部變淺藍色了，美艷嬌麗的樣子讓人不禁喜愛。

通過這個實驗，同學們寫下很多實驗的收獲和心得。其中小沂感慨：化學太重要了，生活中很多事情都涉及到化學，學好化學，用好化學，能讓我們的生活更美好。曾經我們以為化學是一門枯燥無味的科目，這次一系列的實驗，徹底顛覆了我們這樣的想法。原來化學是這么的生動有趣。在這次實驗過程中，我們不僅學到了課本里的知識，更豐富了我們的課外拓展，還懂得了想知道就要親身去實踐的道理。現在的我們不再滿足于老師課堂上所給出的答案，還知道了知識是要自己去探索，不能一味的求助于別人，只有把困難路上的荊棘去除，才能迎來勝利的微笑。

2.2.2自制大晶體

在學生參加廣州市的“大晶體制作”比賽時，讓學生預習下冊課本第九單元溶液的內容和課外實驗“自制白糖晶體”。準備比賽時，學生學習比較忙很難抽出時間來做實驗，因此我讓學生在自己家里做這個實驗，家庭實驗由于取材方便、操作簡便，每個學生都可以動手操作，促使農村學生積極參與親自動手做化學實驗。也可以在學校派發藥品，結合家里的用品做實驗，學生完成的很好，也獲了很多獎項。學生寫了很多實驗報告、實驗小論文、實驗反思和體會。

下面摘自一個同學的反思與體會。【實驗失敗教訓與反思】：①剛開始結晶時，很難找到漂亮的小晶體；②溫度很難控制，要不斷嘗試；③在制作溶液時，很難把握粉末的量；④在晶體形成過程中，由于溫差比較大，好不容易生成長大的晶體溶解了；⑤溶液不要太濃，否則表面很容易長出小晶體；⑥要從失敗中吸取教訓，反復做實驗，得到經驗、方法與結論。【實驗體會與感悟】初次實驗讓我碰了不少壁，開始我沒有掌握好溶液的濃度，加入太多藥品，結果容器底有大量沉淀物。結出的晶體形狀不規則，且結成一大塊在容器底。經過不斷地重復實驗，終于掌握了制作大晶體和小晶體的一些方法，從這次實驗深深地體會到學無止境以及各種物質的奧秘。真是“親身下河知深淺，親口嘗梨知酸甜。”在實驗過程中，看到晶體一天一天不斷地長大，感覺很神奇，心里總是想著晶體，期盼晶體不斷長大。同時也很興奮，晶體也有生命，我一路看著它成長，太幸福了。

2.3把實驗生活化

2.3.1尋找農村常見代替品

有一年我們化學實驗室的大理石、石灰石用完了，購買很長時間也沒能買回來，因此學生實驗“二氧化碳的實驗室制取與性質”遲遲未能得到開展。于是我叫學生看看自己家附近有沒有大理石或石灰石。后來有一個同學發生自己家附近有人裝飾房子，樓下有一堆碎瓷磚，他帶了一點回來，經過實驗證明這些碎瓷磚的主要成分是碳酸鈣。后來，我讓那同學把他家附近被廢棄的碎瓷磚都帶回學校，然后老師們用錘子敲碎它們，這些碎瓷磚足夠我們學校用好幾年。endprint