初中化學演示實驗探索與研究

陳 科

（江蘇省常熟市張橋中學，江蘇常熟 215500）

引 言

化學是一門以實驗為基礎的學科，在化學教學過程中，我們會進行大量的實驗來展開教學內(nèi)容。在這些實驗教學中，大部分是演示實驗，而有些實驗在實施過程中可能會出現(xiàn)一些問題而不能達到預期效果。為了有效利用教材中的演示實驗，提高化學課堂教學效果，筆者研究了九年級化學教材中的演示實驗，分析了演示實驗出現(xiàn)的問題，歸納總結(jié)了演示實驗的共性，提出了演示實驗改進的措施，逐步提高演示實驗的效果和效能。

一、問題分析

1.實驗比例問題

筆者在表1中所統(tǒng)計的實驗類型和實驗數(shù)量是學生實驗報告冊上可以進行詳細記錄的實驗，而實際教學和實驗報告冊上的內(nèi)容又有著比較大的出入。在實際的教學中，往往需要根據(jù)書本內(nèi)容添加實驗報告冊中沒有演示的實驗。其實，課堂上所要做的演示實驗要比筆者在實驗報告冊中統(tǒng)計的多很多。

表1 學生實驗類型和實驗數(shù)量

2.課堂教學實驗存在問題

在滬教版教材中，有很多的演示實驗，其重要性不言而喻，但在目前的化學課堂上，還存在一些問題：

（1）實驗現(xiàn)象不明顯。演示實驗對于有的學生來說距離太遠，而其中一些微小的變化根本無法觀察，有的實驗在視覺上更是無現(xiàn)象，導致有的學生對演示實驗的興趣減弱。

（2）實驗改進缺乏科學性。有些演示實驗缺乏科學性，不利于學生嚴謹科學思維的形成。在有些缺乏科學性的演示實驗中，實驗本身打著創(chuàng)新的口號，但是實際上卻缺乏周全的思考，在實驗教學中還可能造成有些邏輯思維比較縝密的學生在學習上的一些困擾。

（3）實驗中，學生只是旁觀者。為了節(jié)約課堂時間，或者擔心學生不能夠獨立完成實驗，演示實驗都是老師一手包辦，學生只是旁觀者，不能很好地參與進來。

二、課堂有效實驗教學實施策略

1.將實驗現(xiàn)象可視化

在教材有的演示實驗中，其中的變化體現(xiàn)在溫度、溶解等方面，而這些變化往往都很難清楚地觀察到。受到演示實驗自己本身的限制，往往距離較遠的同學不易或根本無法觀察到實驗中的變化。最好能將這些變化轉(zhuǎn)化為現(xiàn)象明顯的、可以直接看出來的變化。

（1）驗證“氫氧化鈉溶于水放熱”這個演示實驗，整個過程只有教師以及接觸到試管的學生才能感受到NaOH固體溶解放熱的這個性質(zhì)，其他同學只是被動地知道。我們改變一下這個實驗，讓大家都能更直觀地感受到NaOH固體溶解放熱。

實驗改進：在試管中加入約三分之一的水，在酒精燈上加熱至沸騰，然后移開試管，在停止沸騰的試管中再加入NaOH固體，這時候，我們會看到NaOH固體很快溶解，水也很快重新沸騰起來。這樣的話，現(xiàn)象明顯直觀且生動有趣，激發(fā)了學生學習的興趣。

（2）在講解飽和溶液的概念時，強調(diào)某物質(zhì)的飽和溶液叫作這種溶質(zhì)的飽和溶液。飽和硝酸鉀溶液中真的能溶解氯化鈉嗎？如果這時候老師用氯化鈉加入進去溶解的話，由于氯化鈉溶解現(xiàn)象也并不明顯，溶液變化非常小，只有近距離的學生才能看到氯化鈉消失了，而遠處的學生則很難看清這里面的變化。

實驗改進：在飽和硝酸鉀溶液中加入有顏色的可溶物，如硫酸銅或高錳酸鉀。當這些有色可溶物溶解進去之后，現(xiàn)象直觀明顯，學生印象深刻，效果極佳。

2.將實驗過程簡而不約化

簡約的化學實驗具有裝置簡單、取材容易、方便操作、安全可靠、現(xiàn)象明顯等優(yōu)點。實驗簡單但效果應不簡單，這樣的實驗能讓學生更易接受，便于學生學習，因此改進化學實驗必須著力追求簡單、實用。

例如，在“測量空氣中氧氣含量”這個實驗中，由于紅磷放入集氣瓶中這個過程可能造成瓶內(nèi)氣體外逸，從而造成實驗結(jié)果有所偏差。

實驗改進：將紅磷改為白磷，由于白磷的著火點較低，將其加熱至燃燒十分容易，在實驗中可用電吹風、熱水等引燃白磷更簡單。將生產(chǎn)生活中的物品移植到化學實驗中，應取材容易、節(jié)儉實用，但值得注意的是，在改進實驗的同時，也要注意：千萬不要改進實驗的器材舍近而求遠，改進實驗要切實可行。

但在改進中，要注意一些問題，如有兩位化學教師在改進“測量空氣中氧氣體積含量”的實驗中，先將紅磷放在集氣瓶底部的鐵片上（圖1），然后通過電磁爐引燃密閉集氣瓶內(nèi)的紅磷，或者用放大鏡進行對可燃物加熱，此改進實驗并不是筆者所說的那樣“簡約實用”，而是新而不優(yōu)、大材小用。

圖1

3.將實驗改進科學化

實驗創(chuàng)新的過程中，在改進和設計化學實驗時要有嚴謹務實的科學態(tài)度，創(chuàng)新的實驗必須符合科學性原理。但筆者發(fā)現(xiàn)，有些實驗創(chuàng)新案例存在科學性不足的漏洞。例如：

在滬教版第四章《認識化學變化》《化學反應中的質(zhì)量關系》這一節(jié)中，利用碳酸鈣與鹽酸反應驗證質(zhì)量守恒定律時，按照書本上的反應裝置，瓶內(nèi)氣壓會增加，會存在潛在的危險（可能把瓶塞沖開），故有的老師在設計實驗時會做如下改進（圖2）：在橡膠塞處添加氣球，氣球用于收集多出的氣體，以此減少氣壓過大可能導致的危險。

利用浮力公式F=ρ×V不難算出，小氣球在空氣中膨脹時會受到浮力的影響，當氣球膨脹到40ml左右時，這就能使托盤天平失去平衡。所以，有氣體放出的質(zhì)量守恒定律實驗用氣球來收集氣體時并不嚴謹，極有可能會使實驗失敗。

實驗改進：將此裝置中的錐形瓶改為塑料瓶（圖3），當需要反應的時候只需要把塑料瓶倒過來，試管內(nèi)鹽酸就會與石灰石接觸反應，此裝置取材方便，簡單實用，且更具有科學性。

圖3

4.讓學生在實驗中角色化

在實驗過程中，學生會感覺老師做的實驗是按照老師的編排進行的，就像在看舞臺上的表演，感覺和老師之間有一段較長的距離。同樣的實驗，由學生來做則效果會截然不同，老師會做實驗這并不奇怪，但換成學生會做實驗，那其他學生就會感到親切，感到如果換成他，自己也會具有這樣的能力，這樣能夠極好地激發(fā)學生的積極性和參與性，還能提高參與學生的觀察能力和動手實驗能力[1-2]。在演示實驗中讓座位上的學生做一回老師，從另外的角度來思考這個實驗。

結(jié) 語

總之，化學教師在教學過程中要充分重視利用演示實驗，同時要激發(fā)學生實驗的熱情，增加學生課堂參與。最理想的是在不違背設計原則下，教師自己改進創(chuàng)新教學中的實驗，設計一些操作方便、現(xiàn)象直觀、科學簡易的新演示實驗，不僅能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，更是對自己教學能力的又一次提升，也讓課堂更生動，更新穎，更精彩。

[參考文獻]

[1] 陳海濤,鄒軍.空氣中氧氣體積含量測定實驗的改進[J].化學教學,2014,(12):70-71.

[2] 秦光獻,李德前.例談初中化學實驗創(chuàng)新的科學性和簡約性[J].教育與裝備研究,2016,(5):58-61.