初中化学电子课本 初中化学实验仪器及装置创新方法探析

　　摘?要：化学实验要创新，往往要涉及实验仪器和装置的创新。教师如果使用组合法、对比法、扩充法和替代法将现有的实验进行组合或拆分，将常规的实验仪器进行必要的改装或变形，就能完成一个个对比性强、现象明显、操作性好的创新实验，这对于培养初中生创新思维能力和创新精神十分有利。
　　关键词：初中化学实验；仪器及装置；方法；创新
　　对实验仪器及装置的研究，要求具备善于观察的眼睛和勤于思考的头脑，要善于发现实验仪器及装置的不足或需要改进之处，并且能经过重新思考、设计和尝试，对其进行改造。化学实验要创新，往往涉及实验仪器和装置的创新。将现有的实验进行组合或拆分，将常规的实验仪器进行必要的改装或变形，往往就能成为一个个对比性强、现象明显、操作性好的创新实验。
　　下面介绍我在初中化学教学中对实验仪器及装置创新的几种方法。
　　一、组合法
　　创新实验法中的“组合法”就是将两个或两个以上独立的实验或操作，组合成一个实验或一个操作而将实验进行创新的方法。一个连续设计的、实验效果好的化学实验，不仅使实验所需的时间大大缩短，省出更多的时间让学生去发挥主观能动性，而且对于培养学生的观察能力、思维能力、综合分析能力和解决实际问题的能力也有很大的帮助。有时，经组合法创新的实验，其效果更具对比性，实验更趋“绿色化”，这也是实验创新的一种新思路。如教材中一氧化碳的化学性质实验存在不足：一是仪器较多，装置较复杂，药品用量也大；二是一氧化碳要“早出晚归”，在加热前需要用较多一氧化碳排除硬质玻璃管中的空气。此时若点燃尾气则有可能发生爆炸；若不点燃尾气则污染教室环境。为此我对实验进行如下组合与改进，用排澄清石灰水法收集一锥形瓶一氧化碳，然后完成以下操作：①手持橡皮塞，将上下两端铜丝分别在酒精灯上灼烧。引导学生观察铜丝颜色的变化并思考其原因。②将下端铜丝灼烧变黑后迅速插入充满一氧化碳的锥形瓶中。片刻后，振荡锥形瓶，观察石灰水的变化。引导学生观察和思考。③由学生自己操作将瓶内剩余的一氧化碳气体点燃，引导学生观察火焰的颜色并用手触摸瓶壁。
　　装置改进后有以下优点：①改进后的实验将有毒的一氧化碳始终控制在密闭的锥形瓶中进行实验操作，避免了室内的空气污染。②仪器和药品用量少，将原实验化繁为简，可操作性强。③该装置将一氧化碳的还原性实验、可燃性实验及尾气处理实验整合起来，可谓是“一举三得”。④实验现象明显，并形成鲜明对比。奇妙的实验现象给学生带来了美的享受，并且激发了学生的好奇心和求知欲，使课堂气氛更活跃，学习效果更理想。
　　二、对比法
　　在实验中，有些化学现象通过单一实验而不能分辨时，要运用对比实验，以提高实验效果，另外有些现象需要把握其实质时，往往也需要做对比实验。如初中教材中关于氢氧化钠的水溶性学习时，只设计了氢氧化钠溶于水的实验，为了让学生更好掌握氢氧化钠的易溶和溶解放热这两个特点，我特意加设了氢氧化钙的溶解性实验作对比。具体操作如下：①在两个试管中加入等量的冷水（约5～8毫升），并让学生触摸试管外壁，感觉温度。②在一支试管中加入比较多的氢氧化钠，振荡静置；在另一支试管中加入很少量的氢氧化钙，振荡静置，观察两支试管中液体的浑浊程度，并用手触摸两支试管的外壁，感觉温度变化。
　　从以上实验学生很快能得出：同样多的水中加了多量的氢氧化钠能全部溶解，得无色透明溶液，且试管发烫，说明氢氧化钠易溶且溶解时放出大量热，而少量的氢氧化钙却不能完全溶解，得浑浊液体，试管也没那么烫，说明氢氧化钙微溶。在学完氢氧化钠与氢氧化钙都能与二氧化碳反应后，我还及时向学生提问：如要检验二氧化碳该用什么试剂？如要吸收除掉杂质二氧化碳该用何试剂？为什么？学生通过实验对比分析明白：检验二氧化碳应用澄清石灰水，因为有明显现象——澄清石灰水变浑浊；吸收除杂质二氧化碳应该用氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠易溶，吸收二氧化碳能力强一些。学生也在对比实验中学会了对比观察，比较分析，得出结论，从而牢固掌握知识，形成技能，提升能力。
　　三、扩充法
　　创新实验方法中的“扩充法”就是从化学的纵向或横向去挖掘仪器或装置的潜在功能，扩充实验的手段，延伸实验的方法，从而开阔学生的视野，培养学生发散思维能力的一种创新实验方法。
　　如学习酸与金属氧化物的反应时，教材中安排了盐酸、硫酸除铁锈的实验，但所需反应时间较长，为缩短反应时间，我补充了用酒精灯加热这一步，另外还补做了硫酸与氧化铜反应的实验（也加热）。当学生观察到盐酸除铁锈形成的黄色透明溶液、硫酸与氧化铜反应形成的蓝色透明溶液时，心情为之一振，倍感化学世界的绚丽多彩，也急于探究反应原理，实验的目的也就达到了，学生也就能类推延伸掌握酸与金属氧化物的反应规律。
　　奇妙的、千变万化的化学实验现象给学生以美的享受，学生在精彩变幻的化学实验中领悟化学的魅力，洞察实验的内涵，从而掌握知识，形成能力。
　　四、替代法
　　创新实验方法中的“替代法”就是对一些传统实验进行替代的一种创新方法。它可以是对效果欠佳的实验进行反应原料的替代，也可以是仪器装置的替代或实验用品的替代。常见的废品再利用就是替代法的一个具体体现。在实验条件比较缺乏的农村中学，这也不失为创新实验教学的一种手段，同时也是开展家庭实验的一种好举措。
　　如初中教材中熟石灰的制备实验，是在蒸发皿中加入一小块生石灰，后加入少量冷水。此实验有以下不足：①实验现象不明显；②实验时间较长且不好控制。为此我对实验作如下小小的改进，将冷水换成热水（50℃～80℃）,在很短时间内，就可观察到蒸发皿周围热气腾腾，产生大量白雾，较硬的块状生石灰体积迅速膨胀，变得松疏，成为粉末状，并伴随有“吱吱”的声响。学生被这剧烈的化学反应现象所吸引，兴致高昂。我及时引导学生思考这些现象产生的原因，学生分析得出：生石灰与水反应放出大量热，块状生石灰变成粉末状熟石灰，并知道了“生石灰”和“熟石灰”这两个俗称的由来。
　　洁白的滤纸是化学实验室中一种重要的实验用品，由于其具有丰富的毛细管，能吸载本身质量20%～100%的液体，决定了许多化学实验可在滤纸上进行，特别适合于有颜色变化的微型实验。滤纸上进行化学实验的优点主要有：①因有白色底衬，颜色变化明显，现象直观；②试剂用量少；③操作简单、安全。如在学习酸和碱之间会发生什么反应时，我就在课前耍了个小魔术：“清水”写“红字”；“清水”褪“红字”。在神奇的魔术中，学生感官受到刺激，探究的兴趣被激起，由此产生强烈的求知欲和创新热情。
　　化学是一门以实验为基础的科学，笔者向来重视初中化学实验课的教学改革，通过探索组合法、对比法、扩充法和替代法等化学实验仪器及装置创新方法，确实改进了化学实验课的效果，对于培养初中生创新思维能力和创新精神十分有效。
　　参考文献：
　　[1.浅谈初中化学实验的设计与创新[J].新课程·中学，2011（5）.
　　[2梅.西部农村中学化学实验教学的现状及思考[J].中国校外教育（基教版），2009（6）.
　　（作者单位：湖南省衡东县实验中学）