趙亞敏

摘 要：在新課程理念下，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯示出舉足輕重的地位。因此必須優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來(lái)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究功能，不但讓學(xué)生獲得知識(shí)，學(xué)到技能，而且重視讓學(xué)生受到科學(xué)方法、科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)精神，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)保持持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣。本文介紹一些實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案，以提高課堂教學(xué)效益的目的。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn) 優(yōu)化 課堂效益

一、引言

在初中化學(xué)的課堂教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生實(shí)際知識(shí)水平，老師有目的、有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行目標(biāo)課堂教學(xué)，聯(lián)系初中化學(xué)教材的特點(diǎn)，積極發(fā)掘?qū)W生的主觀能動(dòng)性 并優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究學(xué)習(xí)融合起來(lái)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究功能，不但讓學(xué)生獲得知識(shí)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)保持持久的探究興趣和創(chuàng)造興趣?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式。在大力提倡素質(zhì)教育的今天，在化學(xué)教學(xué)中更應(yīng)充分應(yīng)用實(shí)驗(yàn)這一手段。

二、利用化學(xué)科的特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興致

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。于是，最初的授課，老師并不要急于向?qū)W生灌輸化學(xué)的具體知識(shí)，而應(yīng)在合適的時(shí)候，向?qū)W生提出一些有關(guān)自然現(xiàn)象如“鬼火”，一些有關(guān)日常生活如“汽水的制造”“鍍銀原理”等現(xiàn)實(shí)化學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生知道這原來(lái)便是化學(xué)。于是，當(dāng)鎂條在空氣中燃燒并發(fā)出耀眼的白光，當(dāng)帶火星的木條在氧氣中復(fù)燃，鐵絲也能燃燒等一個(gè)個(gè)新奇又實(shí)在的實(shí)驗(yàn)展示在學(xué)生面前時(shí)，必然會(huì)引起學(xué)生強(qiáng)烈的興致和求知欲。在課外，老師還須積極組織學(xué)生搞一些如“隱形墨水（SO2+KMnO4）”“會(huì)跳舞的氣泡（Na+H2O）”“彩色噴泉（CO2+NaOH+酚酞試液）”等興致實(shí)驗(yàn)。由此，老師精心準(zhǔn)備每個(gè)實(shí)驗(yàn)把學(xué)生帶進(jìn)奇妙的化學(xué)世界中，在化學(xué)知識(shí)應(yīng)用上逐步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操行技能，激發(fā)興致，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的思維能力，從而開(kāi)發(fā)學(xué)生的智慧。

三、利用實(shí)驗(yàn)探究維持學(xué)習(xí)興致

它涉及到提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等要素。學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，增進(jìn)對(duì)科學(xué)的情感，理解科學(xué)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究能力。

如在講金屬資源的利用和保護(hù)時(shí)，為了揭示鐵生銹的原因，可以首先啟發(fā)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)踐思考鐵生銹的各種情況。如在通常情況下，鐵制品放在空氣中就會(huì)生銹，可涂了油漆則不會(huì)生銹，而干燥的鐵制品則不會(huì)生銹等。然后經(jīng)過(guò)學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生提出以下幾種假設(shè)： （1）鐵制品生銹是因?yàn)樵谂c空氣接觸時(shí)鐵與空氣中的氧氣化合。（2）鐵制品生銹是因?yàn)樗肿拥拇嬖?，鐵與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（3）鐵制品生銹是水和空氣對(duì)鐵共同作用的結(jié)果。

在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生大膽推論，然后再根據(jù)不同推論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的推論是否正確，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：鐵生銹是鐵和氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。在此基礎(chǔ)上老師再次將知識(shí)面拓展，“其他的金屬也有銹蝕的情況，情況和鐵一樣嗎？大家可以在課外繼續(xù)探究?！边@樣不但大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的態(tài)度和探究問(wèn)題的方法，效果甚佳

再如學(xué)習(xí)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，也可以要求學(xué)生根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)條件和特點(diǎn)，自己設(shè)計(jì)一套制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置，這套裝置可以參考教材的設(shè)計(jì)，但不能與教材完全相同。學(xué)生完成后，再組織學(xué)生一起分析、討論、比較設(shè)計(jì)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)。最后再給出其他幾種氣體的相關(guān)信息，組織學(xué)生再次分析、討論，看看自己設(shè)計(jì)的裝置還能適合哪種氣體的制取。對(duì)好的方案特別是有創(chuàng)新的方案，進(jìn)行表?yè)P(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)。

四、利用實(shí)驗(yàn)時(shí)的意外事故或現(xiàn)象，分析原因，加深印象

演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都在認(rèn)真地看，期待實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生，但有一部分愛(ài)搗亂的學(xué)生卻期盼著這個(gè)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問(wèn)題，想看老師出丑。例如，探究CO2熄滅臺(tái)階蠟燭的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我故意將CO2從蠟燭的上方直接倒下去，結(jié)果上面的蠟燭先熄滅，下面的蠟燭后熄滅，與書本介紹的現(xiàn)象剛好相反。這時(shí)我就問(wèn)大家：“為什么會(huì)這樣呢？我們來(lái)分析一下哪個(gè)地方做錯(cuò)了？”然后讓學(xué)生仔細(xì)觀察書本上的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，問(wèn)我剛才做的實(shí)驗(yàn)?zāi)膬哄e(cuò)了？這時(shí)就有人說(shuō)：“倒CO2的方向不對(duì)?！比缓笪覍⑦@個(gè)實(shí)驗(yàn)正確地操作一遍，正常的現(xiàn)象出來(lái)了，學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的印象也就加深了。

五、增設(shè)必需的實(shí)驗(yàn)

對(duì)于重要的知識(shí)，雖然教材未安排實(shí)驗(yàn)，但增加是必要的。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性還不夠，大量的實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)，以增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，加深對(duì)知識(shí)的理解。

例如：在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，是以大理石或石灰石為原料與稀鹽酸反應(yīng)制取的，那么為什么不能用稀硫酸代替稀鹽酸？為什么不能用碳酸鈉代替大理石或石灰石呢？如何讓學(xué)生信服和領(lǐng)會(huì)？ 并掌握這部分知識(shí)，可補(bǔ)充下面的實(shí)驗(yàn)：

（1）用大理石和稀硫酸反應(yīng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：剛開(kāi)始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行得很快，但反應(yīng)一段時(shí)間以后，由于微溶于水的硫酸鈣不斷生成，附著在大理石的表面，使大理石無(wú)法接觸到稀硫酸，反應(yīng)就逐漸停止，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。

（2）用碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：反應(yīng)速度過(guò)快，反應(yīng)物一會(huì)兒就反應(yīng)完了，產(chǎn)生的氣體來(lái)不及收集。通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象并討論反思，找出最佳的方法，可以有助于學(xué)生更容易地記住結(jié)論，鞏固所學(xué)的知識(shí)。

再如：NaOH和CO2能否反應(yīng)，教材是直接給出的，這難以使學(xué)生信服，因此很有必要增設(shè)。我采用的是“噴泉實(shí)驗(yàn)”，操作如下：在250ml圓底燒瓶中先加入約5gNa2CO3粉末，然后再加入5ml濃鹽酸，使其充分反應(yīng)生成CO2，然后倒入5～10ml濃NaOH溶液，迅即塞好帶有導(dǎo)管的橡皮塞，晃動(dòng)燒瓶，使其充分反應(yīng)，將它倒置在鐵圈上，打開(kāi)導(dǎo)管上的止水夾，可觀察到水迅速地進(jìn)入燒瓶且變?yōu)榧t色，形成美麗的噴泉！學(xué)生會(huì)立即得出這是CO2反應(yīng)完的緣故。這時(shí)再分析CO2和NaOH的反應(yīng)及方程式的書寫便是水到渠成了，學(xué)生也更感興趣了。

六、改進(jìn)創(chuàng)新

對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)可以從改進(jìn)裝置、改進(jìn)原料、改進(jìn)過(guò)程、改進(jìn)方法等方面進(jìn)行。下面對(duì)初中化學(xué)中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)和補(bǔ)充。

1.對(duì)傾倒二氧化碳實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：課本中將收集有二氧化碳的集氣瓶沿?zé)呇芈鶡袃A倒，下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，說(shuō)明二氧化碳密度比空氣大，二氧化碳不支持燃燒，也不燃燒。有些同學(xué)把握不好，傾倒時(shí)速度過(guò)快或集氣瓶拿不穩(wěn)，二氧化碳剛倒出就散開(kāi)了，結(jié)果造成上面的蠟燭先熄滅，下面的后熄滅，對(duì)二氧化碳的密度做出了錯(cuò)誤的結(jié)論。我們對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)后，成功率很高。在傾倒二氧化碳時(shí)，在燒杯內(nèi)壁處放一短頸漏斗，將二氧化碳從漏斗倒入，這樣就會(huì)順利地完成實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)室用5%的過(guò)氧化氫溶液制氧氣

加熱5%的過(guò)氧化氫溶液制氧氣時(shí)，把帶火星木條伸入試管口很難看到木條復(fù)燃，其原因是產(chǎn)生氧氣從溶液中逸出時(shí)，也有大量的水蒸氣從溶液中逸出，使得帶火星的木條不僅不會(huì)復(fù)燃，反而會(huì)熄滅。

改進(jìn)方案：使用20%的過(guò)氧化氫溶液，加熱的溫度不要太高，盡量減少水分的蒸發(fā)，當(dāng)看到溶液中有大量氣泡冒出時(shí)，伸入帶火星的木條即可?；蛟诟稍锕苤醒b上生石灰，把帶火星的木條伸到右邊集氣瓶口即可達(dá)到目的。

3.鋁箔在氧氣中燃燒

鋁箔在氧氣中燃燒這個(gè)實(shí)驗(yàn)很容易失敗，原因主要有：（1）鋁是活潑金屬，在空氣中表面很容易產(chǎn)生氧化膜；（2）鋁箔太薄，點(diǎn)燃火柴時(shí)會(huì)使鋁箔卷曲而不能點(diǎn)燃。

改進(jìn)方案：使用鋁片，實(shí)驗(yàn)前用砂紙擦除鋁片表面的氧化鋁保護(hù)層并剪成0.3cm×5cm（課本上是2cm×5cm）鋁箔，下端系一根火柴，但不能太長(zhǎng)，點(diǎn)燃火柴后等火柴快燒盡時(shí)，迅速伸進(jìn)氧氣瓶中即可。

4.探究化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量有無(wú)變化

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景：在化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量是增大、減小還是不變呢？激發(fā)學(xué)生猜想和假設(shè)，形成探究欲望，并布置課前探究，灼燒銅絲前質(zhì)量的變化。

提供實(shí)驗(yàn)儀器藥品：托盤天平、錐形瓶、帶玻璃管的橡皮塞、帶玻璃棒的橡皮塞、小氣球、酒精燈、燒杯、光亮凈潔的鐵釘、細(xì)沙、硫酸銅溶液、白磷、砝碼等。

建立假設(shè)并收集證據(jù)：學(xué)生分組討論，自主設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)操作步驟，驗(yàn)證猜想或假設(shè)。白磷燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定有三種方案：（1）用玻璃棒燃白磷；（2）用玻璃管系一只小氣球引燃白磷；（3）氣球直接緊套在錐形瓶口，并把錐形瓶放在石錦網(wǎng)上加熱引燃。

獲得結(jié)論并交流評(píng)價(jià)：實(shí)驗(yàn)探究后，學(xué)生點(diǎn)評(píng)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，最終所有學(xué)生共享最佳實(shí)驗(yàn)方案。再通過(guò)蠟燭和鎂條燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定。激發(fā)學(xué)生的思維火花，是否一切反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律？學(xué)生通過(guò)合作討論、交流、解釋，計(jì)算機(jī)微觀動(dòng)畫演示碳與氧氣的反應(yīng)，讓學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)——化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類沒(méi)有改變，數(shù)目沒(méi)有增減，原子的質(zhì)量也沒(méi)有改變。課后延伸探究，充分利用家里的生活用品來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究化學(xué)規(guī)律。這樣，以課前、課中、課后不同的空間，構(gòu)建出實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)平臺(tái)，同時(shí)也開(kāi)發(fā)和拓展了化學(xué)課程資源。

六、結(jié)束語(yǔ)

總之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革有助于學(xué)生觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的培養(yǎng)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)所起的作用和其地位非常重要，因此，加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其改革是提高教學(xué)水平和質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是我們每個(gè)化學(xué)教師在教育教學(xué)中都應(yīng)該不斷思考的問(wèn)題。

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