淺談初中化學實驗教學的改進和創新

溫鯉

【摘要】化學是一門以實驗為基礎的自然學科，化學實驗是進行科學探究的重要方式，又是學習化學的重要內容。實驗探究學習可以使學生經歷探究過程以獲得理解能力的發展和深層次的情感體驗。通過實驗探究學習所培養的能力正是未來社會發展所必須具備的能力，增強分析和解決化學實驗的能力和探究能力。初中化學實驗改進與創新是為了更好的發揮化學實驗教學的指導作用，首先教師應從課本教材入手，并通過學校現有的實驗器材和設備，在傳統的實驗方法的基礎上，開展相應的創新探索。最終達到實驗操作簡單、實驗現象明顯、趣味性強，利于增強學生的實驗動手能力，從而實現實驗教學的高效性和緊湊性。

【關鍵詞】創新探索;實驗操作簡單;實驗現象明顯;實驗動手能力;趣味性強

一、 改進實例1《氧氣性質與制法》

氧氣是學生認識具體物質及其變化規律的開始，教材安排了氧氣可以使帶火星木條復燃、硫在燃燒、木炭燃燒、鐵絲燃燒等實驗驗證氧氣的性質。實驗安排由淺到深，由簡單到復雜，對實驗現象的觀察和描述做到系統全面和深入。既培養了學生學習化學的興趣，又培養學生觀察、思考和動手實驗的能力。為后面學習二氧化碳的制取和性質奠定了基礎，可以說本節教學內容是學生學習化學的開山之作和點睛之筆。

（一）實驗設計思路

教材設計的實驗方案在實踐中往往存在以下不足：

①課前準備的氧氣瓶數多，會耗費老師大量的時間和精力。

②預先制備實驗所用的氧氣，經常會因為保管不善，造成集好的氧氣外溢，而導致課堂演示實驗現象不明顯，甚至失敗。

③演示硫的燃燒實驗時，易造成空氣污染，損害師生的健康。

④用高錳酸鉀制取氧氣實驗后的試管、桌面難清洗。

針對以上問題，我在教學中進行了一個優化：化繁為簡，將多個性質實驗整合在一個125毫升的上下嘴抽濾瓶中完成，改為一體化裝置，抽濾瓶的上嘴部位連接一根導管即可用來驗證二氧化碳和吸收二氧化硫，抽濾瓶內部鋪一層細沙可防止鐵絲燃燒產生的高溫熔融物炸裂瓶底。又考慮到鐵絲的劇烈燃燒對氧氣的量要求高，經過多次嘗試，發現抽濾瓶為125毫升時，既可滿足氧氣量的需求，又能滿足縮短實驗時間的要求，現象非常明顯。

另一方面，考慮到實際的課堂教學中：①在進行不同實驗探究時，中間要給學生預留記錄和分析的時間;②用高錳酸鉀制取氧氣原料價格高，反應裝置復雜，操作不當容易引起試管炸裂，實驗后的固體廢棄物對環境有負面影響，且實驗結束后的試管、桌面難清洗。因此，就需要一套能夠控制反應速率和隨用隨停的氣體發生裝置。于是進行了第二個優化：用10%過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣，利用分液漏斗控制反應速率和過氧化氫溶液的用量，再配合使用彈簧夾的開關就可以實現氣體的隨用隨取，且反應后的產物是水，對環境無害，從而達到預期的效果。

由于硫燃燒會產生大量刺激性氣味的二氧化硫氣體，對師生的身體健康造成有害影響，為了實現“綠色化學”于是進行了第三個優化：燃燒匙內放置硫粉，將玻璃棒在酒精燈上加熱10——15秒鐘，迅速將燃燒匙伸入抽濾瓶中，旋緊橡皮塞，向下移動玻璃棒接觸到硫粉，將硫粉引燃。硫燃燒產生的二氧化硫用濃的氫氧化溶液吸收，并用小氣球吸收殘留的二氧化硫，從而實現綠色化學。

（二）實驗創新要點

①改進發生裝置：實現既可以控制反應速度又可以隨用隨取。

②改進性質實驗裝置：讓多個性質實驗在同一個抽濾瓶中進行，化繁為簡。

③改進污染物裝置：硫燃燒污染較大，用玻璃棒引燃燃燒匙內的硫粉，減少污染。

④改進反應物類型：10%過氧化氫溶液與二氧化錳混合反應代替高錳酸鉀制取氧氣。

⑤改進夾取儀器：利用魚尾夾代替坩堝鉗。

⑥改進實驗教學內容：增加了驗證氧氣密度實驗。

（三）改進后實驗裝置圖

（四）實驗具體操作步驟

實驗1：氧氣的檢驗和空氣密度的比較

探究氧氣與空氣的密度大小的比較，在發生裝置中制取氧氣，把帶火星的木條伸入到盛有氧氣的抽濾瓶中，觀察到帶火星的木條復燃，證明是氧氣。過一會兒，預留一部分的空氣在抽濾瓶當中，此時再次把帶火星的木條伸入抽濾瓶中，觀察到帶火星的木條在抽濾瓶上方沒有復燃，在抽濾瓶下方帶火星的木條復燃，學生很容易觀察到抽濾瓶的上方是空氣下方是氧氣，從而證明氧氣的密度比空氣的大。

實驗2：硫的燃燒

⑴首先按教材的演示實驗方案進行硫的燃燒實驗，在空氣中點燃硫粉，前排的學生立刻聞到一股刺激性氣味的氣體，捂住口鼻。后排的學生伸長脖子，看不清實驗現象。

⑵利用改進后的實驗裝置進行硫燃燒的實驗。在燃燒匙中盛放少量的硫粉，將玻璃棒在酒精燈加熱10—15秒，迅速將燃燒匙伸入充滿氧氣的抽濾瓶中，旋緊橡皮塞，向下移動玻璃棒接觸到硫粉，將硫粉點燃，觀察到硫在氧氣中燃燒時發出明亮的藍紫色火焰。

⑶產生的刺激性氣味氣體如何處理呢？此時只需打開裝置末端連接裝有濃氫氧化溶液的止水夾，且再次通入氧氣，利用氧氣導出二氧化硫氣體，二氧化硫通入濃氫氧化鈉溶液從而被吸收，殘留的二氧化硫利用氣球吸收。

實驗3：木碳的燃燒

（1）取一塊木炭在空氣中點燃，可以看到木炭在空氣中發紅，伸入充 滿氧氣的抽濾瓶中，木炭燃燒得更加劇烈，發白光。

（2）木炭燃燒產生什么氣體呢？如何驗證？此時只需打開裝置末端連接裝澄清石灰水洗氣瓶的止水夾，再次通入氧氣，利用氧氣把抽濾瓶中的氣體導出，可以看到澄清石灰水變渾濁，從而證明木炭燃燒產生的二氧化碳氣體。

實驗4：鐵絲的燃燒

往抽濾瓶中收集滿氧氣，取一根鐵絲，繞成螺旋狀。在酒精燈上點燃鐵絲上火柴，鐵絲在空氣中沒有燃燒。待火柴快要燃盡時立即把鐵絲連同火柴一起伸入充滿氧氣的抽濾瓶中，看到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射。

（五）實驗裝置改進的優點

以原有教材實驗為起點，借助兩個125毫升的抽濾瓶在實驗教學進行了六個優化：

⑴優化實驗操作

將多個實驗整合在一個抽濾瓶中完成探究實驗，與原有實驗對比實現了在一套裝置中完成4組性質對比實驗

⑵優化制取裝置

傳統的制法無法做到氣體的隨用隨取，利用分液漏斗控制反應的速率，再配合止水夾就可以做到氣體隨用隨取，操作簡單。

⑶優化反應物

用高錳酸鉀制取氧氣實驗后的試管、桌面難清洗。過氧化氫溶液與二氧化錳混合容易實現固液分離，反應速率快，節約藥品和時間。

⑷優化綠色裝置

用加熱后的玻璃棒點燃硫粉，燃燒產生的二氧化硫用濃的氫氧化鈉溶液吸收，并用小氣球吸收殘留的二氧化硫氣體，從而實現綠色化學。

⑸優化夾取儀器

用魚尾夾代替坩堝鉗，把魚尾夾固定在粗鐵絲上，再將鐵絲固定在橡皮塞上，既可以作夾取儀器使用，又可以作塞子使用，比教材實驗中用坩堝鉗要簡單方便。

⑹優化教學內容

原教材只用文字描述氧氣的密度大小，增加了驗證氧氣密度實驗，使學生從抽象認識上升到直觀認識和記憶，從而增強了學生學習的興趣和探究欲。

二、 改進實例2《氫氧化鈉與二氧化碳反應實驗裝置改進》

氫氧化鈉與二氧化碳反應是氫氧化鈉重要化學性質之一，教材對此實驗沒有進行編排而是直接給出結論，使學生在這一反應上沒有感性認識。教材大力提倡學生進行實驗探究，而氫氧化鈉與二氧化碳反應要求學生從已有知識出發，根據物質的性質設計實驗方案，展開實驗探究，發揮學生的想象力，鍛煉學生的思維能力，提升學生解決問題的能力。

（一）改進后實驗裝置圖

氫氧化鈉與二氧化碳反應無明顯實驗現象，不易證明氫氧化鈉與二氧化碳已經發生反應，為了得到明顯的實驗效果，決定引導學生對此實驗進行改進。

（二）實驗具體操作步驟

1 選擇儀器

2 組裝儀器

3 進行實驗

（1）往U型管注入適量稀釋后的紅墨水并塞緊塞子

（2）往兩只注射器內分別注入10ml水和10ml氫氧化鈉溶液

（3）收集兩瓶二氧化碳氣體

（4）左右手各勻速，輕輕推動注射器內的水和氫氧化鈉溶液，至完全注入集氣瓶中

（三）實驗裝置改進的創新點及意義

1 趣味性強 興趣是最好的老師，有趣的實驗現象最能吸引學生的眼球

2 對比性強 對比是實驗教學最常用的一種方法，這種方法用對了，對解除學生心中的疑團有很大的幫助

3 實驗設計簡約化 便于學生進行分組實驗

通過設計實驗改進讓學生意識到的問題解決方法的多樣化，從而激發學生學習化學的興趣。實驗儀器的選擇和組裝加強學生實驗動手能力。使學生明白用對比法完成實驗，提煉出化學實驗常用的探究法。學生初步學會實驗探究的設計思路，同時讓學生體驗到收獲成功的喜悅。同時加強學生的實驗動手能力，提高學生的語言表達能力，提升學生實驗探究的能力。

生活中不是缺少美，而是缺少發現美的眼睛，我想每個實驗教學背后都隱藏著五彩斑斕的化學之美，等待更多的老師去尋找和發現。讓我意想不到的是，課后有很多學生受到改進和創新實驗的啟迪，用生活中的注射器代替分液漏斗自制發生裝置，利用軟礦水瓶探究氧氣的溶解性。受到課堂實驗的啟發，學生利用氣球和帶火星的木條自主探究氧氣與空氣密度大小。利用生活中常用的鋁絲在氧氣中進行燃燒等實驗。從而打破了課內與課外的學習界線，使化學的小課堂進入到生活的大課堂，讓我們的化學之美更加多姿多彩。

參考文獻

[1] 淺談微課在初中化學教學中的應用[J]. 陳房新. 科學大眾（科學教育）. 2017（04）

[2] 如何提高初中化學實驗教學效率[J]. 顧春艷. 中學生數理化（教與學） 2018年01期