初中化学实验改进创新 关于初中化学部分实验改进的探索

　　摘要：不少农村中学由于受实验条件的限制，药品或仪器有时候会出现短缺的现象，而现行九年级《化学》中某些实验存在操作难，实验时间长，效果较差等现象。笔者对部分实验提出一些改进方法与同行共商，旨在有利于增强教学效果和提高学生的创新能力。
　　关键词：实验；装置；条件；改进
　　
　　我国著名化学家戴安邦先生曾经说过：“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。”在大力提倡素质教育的今天，在化学教学中更应充分应用实验这一手段。化学实验形象、直观、有趣，有利于激发学生的学习兴趣。所以，化学实验在化学教学中有着很重要的地位。然而，不少农村中学由于受实验设备差，药品缺等诸多因素的限制，加上现行的九年级《化学》课本中的部分实验，由于实验装置不合理、操作较困难等原因而导致实验现象不明显或成功率不高，不仅影响了实验的效果，对课堂教学也起到了不可估量的副作用。因此，对实验的不断改进，不仅是教师认识深化的必然，也是教学不断创新的需要。为使实验操作简单、快捷，现象更加明显、准确，更富趣味性，现结合本人的教学实践，对现行课本中几个实验提出一些改进意见。
　　
　　一、九年级化学几则实验的改进
　　
　　(一)设计新装置，改善实验现象
　　1.分子运动──氨分子的扩散
　　在此实验中，用大烧杯罩住两只分别装有酚酞试液和浓氨水的小烧杯。学生在实验室中进行实验时，教师可以发现最大的问题在于：氨水挥发出来的刺激性气味很大，而且氨水的用量也较大。对于这个实验的改进方法是：用小烧杯代替大烧杯、用小贝壳或小药瓶代替小烧杯，分别在贝壳（或小药瓶）内滴入酚酞试液和浓氨水，把实验微型化，这样既节省了药品，现象明显且又不会有很大的刺激性气味，可以说是一举两得。
　　2.木炭还原氧化铜实验的改进
　　影响此实验的因素主要有两个：一是药品比例。按理论计算，碳与氧化铜的质量比为12:160，但实际实验时，考虑到木炭纯度、吸附作用及炭粉在实验过程中的损失等因素，而应以MC:MCuO=1:10进行实验，效果最佳。二是温度要求较高。在实验时，往往要用到酒精喷灯加热，但现在硬质试管较缺少，尤其是存在质量方面的缺陷，不少教师在课堂演示时，常常会出现试管不是被烧变形就是被烧穿的“尴尬”局面。如果加热前向试管里滴加二、三滴酒精，可以改变这一“窘境”。这样做，不仅不需要硬质试管(用普通试管即好)，也不需要用酒精喷灯，更不需要在酒精灯上加网罩，只需在酒精灯上“稍稍”加热即可。而且现象明显，经常能见到“铜镜”现象，十分有趣。当然，实验条件改进后，这部分演示实验也可改为由学生用试管夹夹住小试管分组来做，非常便于课堂教学。
　　
　　(二)改进实验装置，确保实验安全
　　1.灭火器原理的实验改进
　　探究灭火器反应原理的实验，经常会发生以下情况：①喷射现象不明显；②喷射现象明显，但持续时间短且经常会发生胶塞被弹出的情况，甚至有吸滤瓶发生爆炸的危险，这样极容易伤害周围的人。影响此实验效果的主要因素有两个：一是碳酸钠溶液的浓度和温度（碳酸钠的溶解度随温度升高而增大）；二是碳酸钠溶液和浓盐酸溶液的量。本人在实际教学中对此实验进行了如下改进：
　　用500ml大小的矿泉水瓶（离口部1.5cm处打一直径1mm～2mm的小孔）代替吸滤瓶，内装碳酸钠溶液（温水配制的浓溶液）20ml左右。用小试管取10ml左右的浓盐酸，用线系住小试管，然后小心地放入矿泉水瓶中，并用一根与矿泉水瓶等高的玻璃棒顶住试管，拧紧瓶盖。实验时翻转装置，即可观察到明显的实验现象。
　　改进后的实验，喷射效果相当好（雾化好、喷射时间长），且矿泉水瓶耐压，瓶口密封好，不会出现其他意外，实验操作中，如果不断上下振荡矿泉瓶则效果更好。
　　2.燃烧条件的探究实验
　　白磷在热水里通入氧气燃烧的趣味实验，教师演示时，可以直接用集气瓶罩住白磷的方法，效果很明显，这样就省掉了氧气的制取装置（空气中也含有氧气）。在提供给学生的操作设计中，可以做两个改进：1.氧气的储存可以采用装入充气玩具的方法，出气口接橡皮管（配止水夹），需要时挤出便可，简单方便；2.由于白磷燃烧时，表面的水会沸腾，部分白磷会浮上水面燃烧，带来安全隐患，故可将一个小漏斗与橡胶管连接，倒放入水中将白磷罩住，通入氧气或空气时，漏斗内的水被排出，白磷可以在水下的漏斗内安全燃烧。
　　
　　(三)调整适合的实验条件，增强实验效果
　　面粉爆炸实验的改进（九年级《化学》上册）
　　该实验很难成功，其主要原因是：①面粉颗粒太粗，雾化效果不好；②用蜡烛作引燃剂，当容器盖盖好后，再鼓气吹面粉，容器内空气中的氧气也已消耗了一部分，这样使得面粉燃烧时空气中的氧气量不足，所带来的结果必然是实验效果较差。
　　根据上述原因，本人查阅了一些有关资料，并经过反复实验，得出一些实验经验和看法：
　　（1）面粉的选择。我在实验中首先将面粉干燥，然后再进行实验（面粉的颗粒越细越好）。
　　（2）火源的选用。由于用蜡烛作引燃剂，影响实验效果，因而想到采用电火花引爆。其方法是：在两根导线中连接两根从铜导线中抽出的细铜丝，当打开电源，两根细铜丝因承受不了过重的负荷瞬间烧断并放出电火花。
　　（3）反应容器的选用。书上的容器是一个小的金属罐，它的容积比较小，其中含有氧气的量就更少了，面粉燃烧时氧气不充分也会影响实验效果，所以可以选择一些其他的代用品比如装过食用油的废油桶，可以有很明显的实验效果。
　　此外，通过调整其它合适的实验条件，比如温度，也可使某些实验现象达到“立竿见影”的效果。如学习硫酸与氧化铜反应（九年级《化学》下册）时，反应速度很慢，演示时需要等待很长时间，但如果让反应的试管在酒精灯上稍微加热一下，马上就可以看到实验现象，且用这种方法可以制得体积较大的硫酸铜晶体。
　　
　　二、几则探究实验的补充
　　
　　1.溶解过程吸热或放热现象的补充探究实验
　　首先布置探究课题：如果没有温度计，你将如何设计实验方案来探究物质溶于水时溶液的温度变化？你最多能设计出几种方案？提供几种药品：NaCl、NaOH、NH4NO3、浓硫酸。（还可以选用其他一些仪器或者药品）要求学生画出设计装置图，小组讨论方案的可行性后，再进行实验探究。
　　
　　补充开放性探究实验，可增强学生的探究兴趣、提高实验设计能力及动手能力。
　　2.氢气与空气混合气爆炸实验的补充探究
　　义务教学课程标准实验教科书初中化学第三单元拓展性课题【实验3―7】中，要求教师演示氢气的燃烧及氢气与空气混合气的爆炸实验。学生看完兴趣盎然，纷纷要求自己来试试。于是教师引导学生确立标题（用安全简便的方法来验证氢气的爆炸实验），自由建立活动小组，推选组长；指导各组查找资料的方法、依据和范围，解答疑难问题，在学生整个活动中巡回辅导。结果大大出乎预料，“创新”可谓丰富多彩。装置创新：改用干燥完整的塑料袋代替塑料瓶，使实验更生活化、更安全，有类似鞭炮的效果。引爆创新：有的小组用鞭炮捻儿引进塑料瓶，引爆混合气。此方法安全，简单，更适用于爱放鞭炮的男同学。燃料创新：学生在学会原理和考虑方法的基础上引申到氢气和空气混合气以外的“**”，有从打火机内取出的液体，有用天然气、煤气等可燃气体和空气的混合气体做实验，都取得了较好的效果。
　　在教学过程中我们确实会遇到这样那样的问题，有些实验完全按照教材中提供的方法和设计方式去操作不一定可行，甚至有可能失败。但只要肯动脑筋，努力探索，认真挖掘，充分利用有限教学资源，就一定能找到科学、有效、简易、快速的实验方法。改进的实验，不仅可以帮助教师更好地完成实验，使之有良好的效果，更能提高学生的学习兴趣。但是改进实验应该遵从一定的原则：(1)科学性原则。即做到实验原理准确无误，实验方案设计科学，实验装置设计合理，实验操作要符合要求。(2)直观性原则。即实验现象明显，可见度高，实验结论的得出要呈直接性，它是改进实验成功的标志。(3)简易性原则。取材容易，装置简单，实验时间短是改进实验具有生命力的保证。(4)安全性原则。即要求实验过程中确保师生的身心安全，不允许有事故发生，并始终贯穿“安全第一”的原则。
　　总而言之，化学实验的改革有助于学生观察能力、思维能力、创新能力和综合分析能力的培养。因此，加强化学实验教学及其改革是提高教学水平和质量必不可少的环节，也是我们每个化学教师在教育教学中都应该不断思考的问题。同时，如果我们在以后的教学实践中能以此来引导学生思维，或让学生自己设计实验过程，对培养学生的创造性思维一定是大有裨益的。