創新實驗設計，提升化學之美

董世春

摘要：化學實驗是化學研究的重要手段，也是化學初學者感受化學之美的一扇窗口。化學之美，美在形式，美在實質，美在創造。在初中的化學教學中，對原有的一些實驗進行改進創新，更能幫助和教會學生感受和欣賞化學之美，激發他們的學習興趣，，使之擁有持久的學習熱情，為他們在該學科的深入發展創造可能。

關鍵詞：實驗創新;實驗設計;實驗能力;化學之美

中圖分類號：G633? 文獻標識碼：A? 文章編號：1672-9129（2020）01-0108-01

Abstract： chemical experiment is an important means of chemical research， but also a window for beginners to feel the beauty of chemistry. Chemical beauty， beauty in the form， beauty in the substance， beauty in the creation. In junior high school chemistry teaching， the improvement and innovation of some original experiments can help and teach students to feel and appreciate the beauty of chemistry， stimulate their interest in learning， make them have a lasting enthusiasm for learning， and create possibilities for their in-depth development in this subject.

Key words： experimental innovation; Experimental design; Experimental ability; The beauty of chemistry

初三學生初次接觸化學，既新鮮好奇又忐忑畏懼。如何順應學生心理，使學生們能夠快速喜歡這門新學科呢？化學實驗就是開啟化學之門的一把鑰匙。在教學中盡量挖掘化學實驗價值，可以展示出化學變化的神奇現象之美;實驗設計，流程改進的思維之美;親自動手實驗，感受獲得實驗成果的喜悅之美。孔子說，知之者不如好之者，好之者不如樂之者。當學生能發現化學的學科之美的時候，必定能激發出無盡的學習潛能和不竭的探索、創造欲望。

本文是筆者在初三化學實驗創新教學方面所做的一些嘗試。

實驗創新點之一 ：改變實驗操作技法，強化實驗現象的奇妙性，感受化學形式之美。

魯教版初三化學第一章第一節的活動天地設計了四個實驗，觀察化學變化的現象。教材用意很明顯，就是想以各種獨特的實驗現象激發學生的學習興趣，但按教材要求，除實驗1（點燃鎂條，發出耀眼的白光），能迅速調動學生興趣外，另三個實驗的現象還顯得太單調，若加以改進，則可大大增強化學的奇妙性、趣味性。比如：實驗2，向試管中加入少量氫氧化鈉溶液，再滴加幾滴酚酞試液。按要求操作，只能看到液體變紅。該實驗可做如下改進：用錐形瓶代替試管，先倒入小半瓶蒸餾水，滴加幾滴酚酞，再滴入一滴濃氫氧化鈉溶液，同時震蕩錐形瓶，可看到瓶內液體瞬間變紅。僅僅一滴液體就迅速改變了一瓶液體的顏色，這一現象與學生以往的生活經驗完全不同，他們就會深深被實驗吸引。乘此良機，再滴入一滴濃鹽酸（事先計算好濃度，使鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應。）震蕩錐形瓶，紅色瞬間消退。學生會再次被震驚。濃氫氧化鈉與濃鹽酸可反復多次交替滴加，每次都只加一滴，讓學生感受顏色的來回變化。還可以讓學生為該實驗命名，不管是“神奇的一滴”，還是“一滴定乾坤”，課堂氣氛都因此而熱烈了。

可以改進的實驗很多，不一而足。實驗現象越是奇特，與學生以往的生活經驗越不同，重現性越好越能吸引人。在展示這些實驗時，一方面需要很好的設計，包括用量多少，濃度高低的計算等;另一方面需要操作連貫，手法熟練，像魔術師一樣地給學生帶來震撼。這樣，學生在感受化學奇妙之美時，也能被老師的個人魅力所折服。

實驗創新點之二：改變常規藥品的狀態，體現化學學科思想的科學之美。

隨著系統學習的深入，學生會在觀察對比中發現問題，對實驗原理及理論理解方面有更高的要求，此時老師要把握學生心理，引導他們探究實驗設計，進而形成理論，提升智慧。

比如，氧氣的制取，這是初中學生第一次學習典型物質的制取，本節內容的一大難點在于理解催化劑的特征，但實驗室一般只提供粉末狀的二氧化錳，其與過氧化氫溶液反應時只會看到昏黑一片的狀態，不利于對氣泡進行觀察，也不利于反應后對二氧化錳進行回收再利用，這就造成了污染和浪費，對催化劑質量不變這個特征無法驗證。鑒于這種情況，在這里對二氧化錳做了一些處理，將水泥和二氧化錳粉末按一定比例加水調和，凝固后成顆粒物。為了操作簡便，也可將二者的混合物凝固于玻璃棒一端，反應前稱量，記錄質量為a。演示實驗時，取兩只試管，各注入5%的過氧化氫溶液，以第一只試管作對比，在第二只試管中插入該玻棒，兩者比較觀察，第一只試管有微弱的氣泡，而第二只試管有大量氣泡產生，此反應中過氧化氫溶液一直保持澄清透明，對氣泡的觀察是非常便利的。用帶火星的木條試探，第一試管無明顯現象，而第二只試管中木條會復燃，說明有氧氣生成。反應后將該玻棒取出，用蒸餾水清洗干凈，再小心地烘干稱量，質量仍為a。由此可知二氧化錳并未真正被消耗，在該反應中它不是反應物，它只是反應的條件，充當催化劑的角色。最后再將該玻棒伸入到新的過氧化氫溶液中，比如第一只試管里，有會看到大量氣泡迅速產生，說明該固體混合物還一直起效，可以重復使用。通過這樣連貫的實驗演示，可以向學生清晰地揭示出過氧化氫分解制氧的原理，簡單明了地理解催化劑“一改兩不變”的特征，使教學重點知識清晰呈現。

科學重在求真，貴在創新。對二氧化錳形態的改進，對其在分離、洗滌、烘干、稱量等方面變得簡易可行，進而方便驗證教材理論。實驗教學就要交給學生嚴謹求實的科學態度，科學上“只有最真，才是最美”的思想認知。

實驗創新點之三：豐富實驗形式，體現化學的創造之美，感受成長的價值之美。

常規教學中，通常以教師演示實驗和學生分組實驗的方式進行實驗能力的訓練，實驗形式僅限于課堂短短的時間內，不會給學生太多思考和嘗試的機會。為了彌補這些缺失，可以建議同學們借鑒課本中提供的素材，利用生活中的廢舊物品，在家庭中完成一些小實驗（如利用廢舊電池回收金屬鋅，對廢棄鐵制品除銹、鑒別真假黃金等）、小制作（如自制凈水器，做葉脈書簽、用小蘇打和檸檬酸做碳酸飲料等）和小發明，從多種途徑來豐富實驗形式。這樣既能讓學生有機會展現自己的聰明才智和個性，還能給學生營造一個濃厚的化學氛圍，形成一個興趣攻勢，又能活躍學生的思維，豐富聯想，提高悟性，為學生創造性的發揮提供條件，同時也是實現初中化學素質教育，提高教育質量的重要渠道。

實驗創新的意義在于擴寬學生視野，提升學生實驗能力。化學實驗能力，即運用化學手段進行分析和解決問題的能力，是一種由多種能力要素構成的綜合能力，包括知識要素、技能要素、心智要素等等方面，需要長期的熏陶和訓練得以鞏固強化。

參考文獻：

[1]高中化學教學中培養學生的創新意識[J]. 李新榮.中學生數理化（教與學）.2016（07）