基于可操作性的初中化學實驗改進研究

姚亮發 鄭柳萍 楊振忠

（1.福建省長泰縣第二中學，福建漳州 363902；2.福建師范大學化學與材料學院，福建福州 350117）

引言

開展化學實驗教學是增強學生觀察能力、動手能力和科學探究能力的重要手段[1]。但有些實驗若按照教材中的設計進行，往往不好操作，不能達到預期的教學效果，本文通過對這些實驗從可操作性方面進行改進，增強了實驗的教學效果。

一、蠟燭燃燒產物的檢驗實驗的改進

（一）研究背景

人教版初中化學上冊教材第一單元課題2中檢驗蠟燭燃燒產物的實驗裝置如圖1所示。用該方法做實驗有以下不足：（1）燒杯內壁基本看不到有水霧出現，因為9月初，氣溫還非常高，被冷凝的水霧立即被蒸發掉；（2）澄清石灰水變渾濁現象不明顯，甚至不變渾濁，因為附著在燒杯內壁的澄清石灰水的量太少。

圖1

（二）研究思路

本實驗也有同人進行改進，各有優點。筆者對原教材實驗進行研究后發現，增加澄清石灰水與二氧化碳的反應量和減少水蒸氣的蒸發是保證該實驗成功的關鍵，筆者從這兩個方面對實驗進行了改進，以提高該實驗的成功率。本實驗用125mL的集氣瓶代替燒杯，改進的實驗裝置如圖2所示，該裝置可將蠟燭燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣收集在集氣瓶中，使用該裝置操作實驗更簡單，提高了實驗的可操作性，實驗現象更加明顯。

圖2

（三）實驗步驟及現象

（1）點燃蠟燭。在火焰上方罩一個干冷的集氣瓶，當集氣瓶內壁出現水霧時，將集氣瓶移開，并立刻用玻璃片蓋住集氣瓶口，可觀察到集氣瓶內壁出現明顯的水霧。

（2）將集氣瓶正放，倒入適量的澄清石灰水，蓋上玻璃片，振蕩，可觀察到石灰水變渾濁。

（四）研究創新點

該裝置用集氣瓶代替燒杯收集蠟燭燃燒生成的產物，因為有玻璃片蓋住集氣瓶口，能有效地防止水蒸氣和二氧化碳氣體的快速逸散[2]，收集一次即可以檢驗燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，而且實驗現象明顯，提高了實驗的可操作性，有效地保證了實驗的成功率。

二、分子在不斷運動實驗的改進

（一）研究背景

人教版九年級化學第三單元第1課中分子不斷運動的實驗設計如圖3所示。

筆者在課堂上多次演示該實驗后，發現該實驗有以下不足：（1）教材實驗的濃氨水是敞口放置的，雖然用大燒杯罩住，但還是會有氨氣逸散到教室中，這不符合環保理念；（2）教材中的實驗不能移動，后面的學生觀察不清楚，不利于學生操作；（3）教材中的實驗要放置2～5分鐘后才會出現變紅的現象，實驗等待過程時間較長；（4）教材中的實驗需要氨水量3～5mL，只用一次，浪費藥品。

圖3

（二）研究思路

本實驗已有同人進行改進，各有特色，筆者通過實驗改進，設計了一個簡單、環保、有趣、現象明顯且實驗成功率高的分子不斷運動的實驗裝置，如圖4所示，用該實驗裝置，教師可以在課堂上演示實驗，學生也能用該裝置來做分組實驗，這不僅節約了藥品，而且實驗現象明顯，提高了實驗的可操作性。

圖4

（三）實驗步驟及現象

（1）取一個125mL的集氣瓶，向集氣瓶中滴2～3滴濃氨水，蓋上玻璃片。

（2）在濾紙上滴2～3滴酚酞溶液，注意不要太多，潤濕就好。

（3）將用酚酞潤濕的濾紙放到集氣瓶口，1秒鐘內白色的濾紙馬上變成紅色。

（4）將變紅的濾紙移開集氣瓶口，在空氣中甩動幾下，紅色的濾紙又變成白色。

（5）將變白的濾紙再次放到集氣瓶口，白色的濾紙馬上又變成紅色，在空氣中再甩動幾下，紅色的濾紙又變成白色。

（四）研究創新點

該實驗最大的創新點是實驗中使用的濃氨水的量非常少，只要2～3滴濃氨水實驗現象就非常明顯，節約藥品，綠色環保。該實驗時間短，1秒鐘內就可以觀察到明顯的現象，而教材的實驗要2～5分鐘才能觀察到現象。該實驗可反復操作，實驗成功率為100%，且趣味性強，實驗現象明顯，便于學生分組實驗，教學性和趣味性共存。

三、碳酸鈉與鹽酸反應實驗的改進

（一）研究背景

人教版九年級化學教材上冊第十一單元課題1中碳酸鈉與鹽酸反應的實驗設計如圖5所示。

按照教材中的設計裝置進行實驗，由于反應速率太快，實驗操作中總感覺手忙腳亂，往往是加入鹽酸，塞緊試管口，導管剛通入澄清石灰水，反應就基本停止了，石灰水不變渾濁或渾濁不明顯[3]。

（二）研究思路

本實驗已有同人進行改進，各有優點，筆者從反應速率和防止二氧化碳逸散兩個方面對實驗進行改進，改進的裝置操作簡單，如圖6所示，改進之后的實驗增強了可操作性，實驗現象更加明顯，提高了實驗教學效果。

圖5

（三）實驗步驟與現象

圖6

（1）在試管中加入0.5g碳酸鈉，用膠頭滴管吸取一滴管的稀鹽酸。

（2）將橡皮塞塞緊試管口，將導管通入盛有澄清石灰水的試管中。

（3）將膠頭滴管中的稀鹽酸逐滴滴入試管中。

（4）無色氣泡從澄清石灰水中冒出，一段時間后，澄清石灰水逐漸變渾濁。

（四）研究創新點

該改進實驗可以平穩地產生二氧化碳氣體，實驗現象明顯，實驗的可操作性強，可以提高實驗的教學效果。

結語

綜上所述，改進初中化學教材實驗的可操作性，可以提高實驗的成功率，使實驗現象更加明顯，提高化學教材實驗的教學效果，培養學生的創新思維，鍛煉學生科學探究精神，本人將繼續對以上實驗裝置進行更進一步的完善，使改進后的裝置能更好地為教學服務。