化學探究實驗的改進和創(chuàng)新探析

周炳榮

在重視培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng)的今天，教科書編排的探究實驗起到很大的作用。但是在人教版初中化學教科書中，有些探究實驗所采用的探究方法，尤其是一些涉及溫度和壓強變化的探究實驗，耗時長，實驗現(xiàn)象不明顯，導致有些老師就讓學生觀看視頻來代替課堂的探究實驗。這樣，不利于學生學習興趣的提高，也不利于對學生提高素養(yǎng)。如何對這些涉及溫度和壓強變化的探究實驗做進一步的改進和創(chuàng)新呢？下面是我的一些具體做法：

我利用實驗室常見的器材，設計出一套簡易檢測裝置，對教材中一些涉及溫度或者壓強變化的探究實驗進行改進和創(chuàng)新

一、簡易檢測裝置的介紹

1.實驗用品

分液漏斗、錐形瓶、三孔膠塞、玻璃彎管、膠管、止水夾、紅墨水

2.實驗裝置如圖1所示

3.簡易檢測裝置各部分的功能介紹

錐形瓶的作用：用于反應或者溶解的容器，產(chǎn)生的壓強或者溫度的變化將通過玻璃彎管中紅墨水的移動顯示出來;分液漏斗的作用：用于滴加液體試劑;玻璃彎管里面紅墨水的作用：紅墨水會隨著錐形瓶里面反應或者溶解產(chǎn)生的壓強或者溫度的變化而左右移動;帶有止水夾的膠管的作用：向錐形瓶里滴加液體時要始終打開膠管中的止水夾，避免加入液體時造成錐形瓶內(nèi)的壓強變大而使玻璃彎管的紅墨水往外移，從而使實驗的結(jié)果產(chǎn)生誤差，另一個作用是當錐形瓶內(nèi)的溫度或者壓強變化太大時，可以打開膠管中的止水夾，連通大氣壓，從而避免玻璃彎管內(nèi)的紅墨水沖出或者吸入錐形瓶內(nèi)。

4.簡易檢測裝置的優(yōu)點

（1）取材方便。利用實驗室中的常用器材。

（2）用途廣。初中化學實驗中有很多是涉及能量變化或者壓強變化的，都可以用該裝置來演示和探究。

（3）操作簡單，實驗現(xiàn)象明顯。由于該裝置都是用實驗室常見常用的實驗器材來組裝的，所以操作起來非常簡單，在很多涉及能量變化或者壓強變化的探究實驗中，現(xiàn)象非常明顯，學生觀察起來非常的直觀方便。

二、利用簡易檢測裝置，對一些探究實驗進行改進

在人教版九年級下冊《溶解時的吸熱或放熱現(xiàn)象的探究》的實驗中：

原教材的實驗方法：分別將固態(tài)NaCl、NH4NO3、NaOH放在三個燒杯中，然后分別向三個燒杯中加入一定量的水進行溶解，溶解前要先用溫度計測量水的溫度，然后再用溫度計測量出溶解后的三個燒杯中溶液的溫度，由于臺下的大多數(shù)學生看不清楚溫度計的讀數(shù)，一般的做法是叫幾個學生上臺觀察溫度計，然后報數(shù)給大家，或者讓大家通過摸熱量的方式來得出物質(zhì)溶解時是吸熱的或者是放熱的。

原教材的不足：用溫度計測量的方法，比較耗時，而下面大多數(shù)的同學又難以清楚觀察溫度計的變化情況，而讓學生摸燒杯感受物質(zhì)溶解時的吸熱或者放熱的方法，既耗時間，而且在摸燒杯的過程中，有了熱量的傳遞，實驗的結(jié)果就沒有說服力。

改進后的實驗方法：先分別將固態(tài)NaCl、NH4NO3、NaOH放進三個簡易檢測裝置的錐形瓶內(nèi)，再分別在分液漏斗中加入一定量的水，通過觀察裝置中紅墨水的移動情況，學生得出物質(zhì)溶解時的吸熱或者放熱現(xiàn)象。如圖2。

改進后的優(yōu)點：實驗過程所耗的時間少，現(xiàn)象直觀明顯，用觀察紅墨水的移動情況來代替觀察溫度計的變化，相當于擴大了溫度計的移動情況，所以臺下的學生都能夠清楚的觀察到現(xiàn)象。

人教版九年級下冊《實驗10-4濃硫酸稀釋實驗》，人教版九年級下冊《實驗10-8在氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸實驗》，都可以利用我改造的裝置，探究化學變化中的熱量變化。效果明顯，學生興趣很高。

三、利用簡易檢測裝置，對一些探究實驗進行創(chuàng)新

在人教版九年級下冊《堿的化學性質(zhì)探究：氫氧化鈉和二氧化碳的反應》中，氫氧化鈉和二氧化碳的反應是沒有現(xiàn)象的。所以，學生對這個反應是死記硬背的，整個課堂教學過程也是枯燥無味的，學生沒有深刻的理解這個反應的本質(zhì)。為了改變這種情況，使學生深刻理解氫氧化鈉和二氧化碳能夠發(fā)生反應，我思考，能否在課堂上增加一個探究實驗，來加深學生對這個知識點的認識呢？由于氫氧化鈉和二氧化碳的反應在密閉的空間里是有壓強的變化的，所以，我利用簡易檢測裝置，增加了二氧化碳和氫氧化鈉反應的演示實驗，同時，考慮到科學性和邏輯性，用同樣的裝置做了一個二氧化碳溶解性的實驗來進行對比（另一個錐形瓶的氫氧化鈉溶液改成水），在實驗的過程中，明顯的觀察到氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應的裝置中的U型管左高右低的比較明顯，而二氧化碳溶解于水的裝置中的U型管左高右低的不是很明顯。從而推測出來，二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應。（效果如圖3）

由于有了直觀的課堂演示實驗，學生興趣很高，回答探究問題非常踴躍，通過增加的這個演示實驗，對學生能夠深刻理解二氧化碳確和氫氧化鈉發(fā)生反應這個知識點起到很大的幫助，對培養(yǎng)學生的邏輯思維和科學素養(yǎng)起到很好的作用。人教版九年級上冊《實驗6-4二氧化碳溶解性實驗》《實驗7-3生石灰與水反應放出熱量實驗》等，都可以利用我改造的裝置，增加或者創(chuàng)新教材中的實驗，加深學生對有關知識的理解。

在初中生中進行學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，是當今研究的重要課題。化學學科核心素養(yǎng)包括：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任。在這方面，我通過自制簡易檢測裝置，對初中化學中一些涉及溫度和壓強變化的探究實驗進行改進和創(chuàng)新，在教學實踐中應用非常方便和廣泛，改變了以往的教學方式和學生的學習方式，提高了學生學習化學的興趣和課堂教學效率，而且對學生的科學探究與創(chuàng)新意識等化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，起到很大的作用，收到了滿意的教學效果。