初中化學(xué)實驗優(yōu)化設(shè)計的策略

周曉玲

[摘 ? 要]闡述初中化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的思路和方法，結(jié)合一線教學(xué)的實驗事例，從改進實驗條件、儀器裝置的優(yōu)化組合、實驗代用品的選用、實驗的綠色化設(shè)計等不同的角度，提出了實驗優(yōu)化設(shè)計的策略，以增強化學(xué)實驗的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)實驗;優(yōu)化設(shè)計;初中化學(xué)

[中圖分類號] ? G633.8 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? A ? ? ? ?[文章編號] ? 1674-6058（2019）26-0067-02

化學(xué)實驗是最能讓學(xué)生感受到化學(xué)世界的多樣性與豐富多彩的地方，也是最能激發(fā)學(xué)生思考與交流、產(chǎn)生新問題的場所。而現(xiàn)行初中化學(xué)教材中，有的實驗由于儀器藥品或設(shè)計思路等方面的原因，實驗效果往往不盡如人意。為此，有必要對其進行適當?shù)母倪M，以增強實驗效果，讓學(xué)生親身感受化學(xué)實驗的魅力，獲得成功的體驗。

一、創(chuàng)設(shè)探究性實驗

人教版初中化學(xué)教材《8.2 金屬的化學(xué)性質(zhì)》一節(jié)中，用鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗代替了舊教材中鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗，從理論上講，鋁比鐵的金屬活動性強，反應(yīng)速率應(yīng)該更快，現(xiàn)象也應(yīng)更明顯。然而，當學(xué)生把用砂紙打磨過的鋁片放入新制的硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率非常慢，短時間內(nèi)看不到明顯的實驗現(xiàn)象。面對學(xué)生的質(zhì)疑，筆者并沒有急著解釋原因，而是引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究來解決問題。學(xué)生通過小組分工合作，共同完成了探究活動（見表1）。

化學(xué)實驗中的異常現(xiàn)象、學(xué)生實驗時遇到的疑難問題，都是可以用做實驗創(chuàng)新的課程資源。在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學(xué)探究活動，有助于激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

二、實驗裝置的優(yōu)化組合

在關(guān)于氧氣的制取與性質(zhì)實驗中，筆者讓學(xué)生依據(jù)教材所提供的實驗裝置，比較同類裝置的優(yōu)缺點并優(yōu)化重組，將相關(guān)的實驗聯(lián)系起來，完成以下探究活動：

1.設(shè)計一套實驗室制取氧氣的裝置，并能夠控制反應(yīng)的發(fā)生或停止;

2.設(shè)計細鐵絲在干燥的氧氣中燃燒的實驗方案，以探究氧氣的性質(zhì);

3.將制取氧氣與探究氧氣性質(zhì)的實驗裝置組合起來。

學(xué)生先在組內(nèi)互評、修改和完善各自的方案，然后由小組代表在班上輪流展示。學(xué)生在制取氧氣的設(shè)計中，大多用注射器或分液漏斗的活塞來控制過氧化氫的滴加速率，得到了平穩(wěn)的氧氣流。將裝過飲料的塑料瓶截短后代替集氣瓶來進行細鐵絲的燃燒實驗，如圖1所示。用塑料瓶取代集氣瓶，排除了集氣瓶炸裂的風(fēng)險。該裝置集氧氣的制取與性質(zhì)驗證于一體，使實驗更為優(yōu)化。

三、巧用實驗代用品

在二氧化碳制法的探究活動中，學(xué)生在課堂上展示了他們的成果：將注射器內(nèi)的食醋加入裝有碎雞蛋殼的礦泉水瓶中，立即有大量氣泡產(chǎn)生，將產(chǎn)生的氣體用輸液管分別通入澄清石灰水、紫色石蕊溶液中，觀察現(xiàn)象。學(xué)生還用實驗代用品動手改造了“測定空氣中氧氣含量”的實驗裝置（見表2）。

引入實驗代用品有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，同時給學(xué)生足夠的機會讓他們合作學(xué)習(xí)，真切體驗巧用實驗代用品優(yōu)化實驗設(shè)計的妙處。

四、實驗綠色化設(shè)計

有的化學(xué)實驗需要綠色化設(shè)計，如用白磷、紅磷探究燃燒條件的實驗，雖然教材中注釋需在通風(fēng)櫥或抽風(fēng)設(shè)備下進行，但是有的學(xué)校并不具備這個條件，而實驗過程中產(chǎn)生的大量白煙無疑會嚴重污染室內(nèi)空氣。在燃燒條件的探究活動中，實驗課程資源不是僅僅局限于教材或?qū)嶒炇?，可以讓學(xué)生通過圖書館或互聯(lián)網(wǎng)查閱有關(guān)“鉆木取火”“燧石取火”的資料，引導(dǎo)學(xué)生對資料進行分析、討論，最終歸納出物質(zhì)燃燒的三個條件。

另外，還可以采用對比研究的方法，設(shè)計三組探究實驗，從物質(zhì)的可燃性、氧氣、可燃物的著火點三個方面引導(dǎo)學(xué)生進行探究，過程如下：

1.用鑷子分別夾取一塊小木片和一塊陶瓷片，在酒精燈上點燃，發(fā)現(xiàn)木片燃燒而陶瓷片不燃燒，得出燃燒首先需要的條件是物質(zhì)本身是可燃物。

2.點燃一支小蠟燭，然后用透明的玻璃杯倒罩住，小蠟燭很快熄滅，從而得出燃燒還必須具備的條件是可燃物要接觸氧氣或空氣。

3.用鑷子分別夾取一塊小木片和一小塊煤，在酒精燈上點燃，發(fā)現(xiàn)木片極易燃燒，煤則較難點燃，得出燃燒需要的另一條件是溫度要達到可燃物的著火點。

此外，對于一些在實驗室條件下很難完成或是會嚴重污染環(huán)境的實驗，可以考慮使用多媒體課件來模擬實驗的過程，這樣也能起到很好的效果，并且能夠體現(xiàn)綠色化學(xué)的思想。比如在“一氧化碳還原氧化鐵”的實驗中，用CAI課件展示錯誤操作可能造成的后果，可以防止一氧化碳爆炸及空氣污染。

（責(zé)任編輯 羅 ? 艷）