新課程理念下的實(shí)驗(yàn)再設(shè)計(jì)

張化

筆者自使用魯教版課改教材《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)以來(lái)，深感教材內(nèi)容彈性很大，給了任課教師充分施展自己才能的廣闊空間。因此，筆者從自己對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)、新課程觀的理解出發(fā)，試對(duì)教材里的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

1.分子運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的“綠色化”設(shè)計(jì)

教材在第三單元課題2里安排了氨分子擴(kuò)散的探究性實(shí)驗(yàn)。由于要將濃氨水倒入敞口小燒杯中，濃烈的刺激性氣味會(huì)使學(xué)生不由自主地躲避該氣味的刺激。此外，實(shí)驗(yàn)室常用的最小燒杯一般為50ml規(guī)格，要用1000ml大燒杯才能罩住兩個(gè)50ml的小燒杯，購(gòu)買(mǎi)1000ml大燒杯，需花較大代價(jià)。

用代用品也能完成該探究性實(shí)驗(yàn)。

方法（一）（如圖4所示）：

用廢紙搓成小紙棍，其一端用酚酞試液潤(rùn)濕，沾上碎紙片，貼在一次性透明塑料水杯上不同部位。另一小紙棍沾濃氨水涂在外壁其中一塊上，紙片變紅以示氨水能使酚酞變紅。然后將盛濃氨水的小試劑瓶塞取下，用塑料杯罩住瓶子，觀察現(xiàn)象。塑料水杯內(nèi)壁各處沾有的碎紙片在1分鐘內(nèi)即可變紅。蓋上盛氨水的試劑瓶的瓶塞供下一個(gè)班的學(xué)生使用。這樣設(shè)計(jì)，既現(xiàn)象明顯，又將污染降到最低限度，還節(jié)省購(gòu)儀器的經(jīng)費(fèi)。

方法（二）：

將方法（一）中濃氨水換成食用醋精，將碎紙片改用紫色石蕊試液潤(rùn)濕或用藍(lán)石蕊試紙代替，也可收到異曲同工之效。食用醋精的氣味擴(kuò)散到教室內(nèi)，還可起到殺感冒病毒的作用。

2.質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的“學(xué)科綜合型”設(shè)計(jì)

多年來(lái)，教材里質(zhì)量守恒定律的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所用的化學(xué)反應(yīng)，其生成物均沒(méi)有氣體，這似乎是一個(gè)缺憾。為彌補(bǔ)這一缺憾，筆者設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)裝置（如圖5所示）

圖5 過(guò)氧化氫溶液遇二氧化錳分解出氧

氣使氣球鼓圓產(chǎn)生浮力， 白磷燃燒

消耗氧氣使氣球變癟浮力消失

取兩支相同的具支試管，用乳膠管將其支管連接起來(lái)，當(dāng)中夾上止水夾。在一支具支試管內(nèi)注入少量5%過(guò)氧化氫溶液，試管口套上內(nèi)盛少量二氧化錳粉末的小氣球并用膠條二次密封。另一支具支試管內(nèi)盛1cm高的干燥河沙，在實(shí)驗(yàn)前放入一顆白磷。用擠癟的小氣球套在試管口上，用膠條二次密封。

（2）實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

將連接好的具支試管放在小試管架上，試管架放在天平上用砝碼平衡。然后，取下試管架。將小氣球內(nèi)的二氧化錳抖落于具支試管內(nèi)，迅速產(chǎn)生的氧氣會(huì)使試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，將氣球鼓圓。反應(yīng)停止后，將試管架連同具支試管重新放到天平上，觀察天平是否平衡。由于浮力的作用天平不能保持平衡。再次取下試管架，打開(kāi)止水夾，用手?jǐn)D癟裝氧氣的氣球后夾上止水夾。將盛裝河沙、白磷的具支試管放在酒精燈火焰上微熱，白磷在試管內(nèi)會(huì)燃燒起來(lái)，冒出濃厚白煙，同時(shí)管口的氣球迅速癟了下來(lái)，燃燒停止后，將試管架連同具支試管一起再次放到天平上。此時(shí)，由于浮力的消失，天平會(huì)恢復(fù)平衡。

（3）實(shí)驗(yàn)操作注意

為使氣球能鼓起產(chǎn)生浮力，又能癟下去使浮力消失，具支試管內(nèi)過(guò)氧化氫溶液的量和濃度都不應(yīng)過(guò)大，另外，還可在盛裝過(guò)氧化氫溶液的試管及連接用的乳膠管內(nèi)預(yù)先充滿氧氣，趕盡空氣。

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了物理、化學(xué)知識(shí)的融合。可供學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律后，探究有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)中，質(zhì)量守恒時(shí)的課題時(shí)使用。

3.燃燒條件實(shí)驗(yàn)的“安全、環(huán)保”型設(shè)計(jì)

課改教材所列實(shí)驗(yàn)系從老教材演示實(shí)驗(yàn)平移過(guò)來(lái)，增加了白磷在熱水下面通氧氣燃燒的趣味實(shí)驗(yàn)。作為探究性實(shí)驗(yàn)，提供給學(xué)生操作，該設(shè)計(jì)有三個(gè)弊端：①污染大，②不安全。由于學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)不易將白磷上的水完全吸干，鑷子上沾有的水，學(xué)生也往往不注意吸干。再用鑷子取濾紙上的白磷，會(huì)使白磷上重又沾上水。白磷燃燒時(shí)，其表面的水會(huì)暴沸。未燃的紅磷不易回收。③向熱水下通氧氣時(shí)，水下白磷會(huì)到處“亂跑”。部分白磷會(huì)浮上水面燃燒，也有安全隱患存在，改用以下幾種方式較好。

（1）實(shí)驗(yàn)裝置（如圖7所示）

（2）實(shí)驗(yàn)操作

①紅磷、白磷著火點(diǎn)比較（如圖7a）

將吸干水的白磷、紅磷加入到短粗口徑試管內(nèi)，塞上橡皮塞。再將試管同時(shí)浸入熱水里，讓白磷在試管內(nèi)安全地燃燒。紅磷不會(huì)燃燒。取出盛紅磷的試管留待下一班的學(xué)生做相同實(shí)驗(yàn)。

②白磷的燃燒需要氧氣的支持（如圖7b、圖7c）

在一短粗口徑的試管內(nèi)注入熱水，加入一小粒白磷，再把試管放入盛熱水的燒杯內(nèi)。用實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的裝置改做貯、排空氣裝置，導(dǎo)氣管口對(duì)準(zhǔn)試管內(nèi)的白磷。在長(zhǎng)頸漏斗口加水，通入空氣，既可觀察到白磷在熱水下燃燒，又可控制白磷不致“亂跑”（如圖7b所示），也可將熱水里的白磷用小漏斗罩住，通入空氣，排盡漏斗內(nèi)的水，讓白磷在水下漏斗內(nèi)安全地燃燒（如圖7c所示）。

（3）剩余物的處理

將白磷燃燒后的剩余物連同水一起倒在教師指定的容器內(nèi)，用冷水洗試管、燒杯數(shù)次，洗滌廢水也倒在教師指定容器內(nèi)。

以上3個(gè)實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)符合課改方向，請(qǐng)各位專(zhuān)家、同行不吝賜教。