初中化學生活化實驗設計探索

吳高福

（南靖縣教師進修學校，福建 南靖 363600）

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學實驗既可以將教材中抽象的知識生動化、形象化、趣味化，促進學生對化學知識的理解，又能激發學生學習化學的熱情。然而，在當前的中學化學實驗教學中，對實驗重視不夠、研究不夠，實驗低效甚至無效的現象依然存在。［1］隨著社會的不斷發展進步，化學在人們的生產生活中已是無處不在，化學不但可以改善生活，而且可以讓生活更加五彩繽紛。從近年來的課堂教學改革和中考改革趨勢來看，化學試題的素材已日趨生活化。因此，教師應該及時地改變化學實驗的教學思路，將化學實驗與生活更加緊密地聯系在一起，讓學生切實體會到生活中處處有化學。

生活化實驗相比于傳統常規實驗的一大優勢在于自主性。生活化實驗貼近生活的探究主題，能夠充分激發學生的學習興趣和探究主動性，同時廉價易得的生活取材為學生隨時開展實驗探究提供了可能，這正是學生“樂學善學”的前提。［2］化學實驗生活化是在初三化學實驗基礎上，引導學生從已有的認知以及生活經驗，根據實驗室儀器尋找生活中的材料、器具作為實驗的材料，改進和創新教材中的實驗，尋找新物質，探究新實驗，通過假設—實驗—討論—結論的學習方法，獲取化學知識，解決實際問題。在教學上，生活化實驗設計可以跳出教材框架，促進課堂內容的擴展與延伸，從而提高課堂教學效率。下面介紹幾個初中化學生活化實驗設計案例。

案例1：自然界的水

在自然界的水教學中，運用自來水的凈化與自制豆腐的過程可以讓學生更加理解其中的化學原理。生活中豆腐的制作過程，通過一系列的制作工序，如加入鹽鹵將蛋白質聚沉，再通過過濾將固液進行分離，形狀固定從而得到豆腐塊，加入白糖制作出香甜的豆漿。通過自制豆腐的過程，讓學生在無形中懂得了絮凝劑的作用，也為高中膠體應用的教學奠定了基礎。豆腐的制作也讓學生明白了過濾的原理是使固體和液體分離，而且該固體是不溶于液體的。豆腐的香氣驗證了分子的運動。白糖的消失為下學期的物質溶解性教學奠定了基礎。為了加強對過濾的認識，讓學生結合日常生活經驗，仔細觀察家庭生活的器具，引導學生利用生活用品制作一個簡易凈水器，讓渾濁的水回到“水靈靈”，如圖1 所示。

圖1 自制簡易凈水器進行過濾

制作材料：礦泉水瓶、紗布、棉花、活性炭或者木炭、沙子、石頭、吸管

制作步驟：取一礦泉水瓶，切開分成兩部分，在礦泉水瓶口扎一個洞，插入吸管，在瓶中放入石頭、活性炭、沙子、棉花、紗布等物品即可將另一半的礦泉水瓶放在下面作為接水裝置。

實驗操作：將渾濁的水倒入裝置中，對比觀察過濾后的水與原來的水的區別。

實驗結論：過濾后的水變澄清了。

分析產物：過濾后的水是否可以直接飲用？過濾后的水可能還存在哪些雜質？

意外收獲：操作過程的倒水，操作后仍然為渾濁，衣服的濺濕，流水的快慢，操作后棉花的顏色變化，經過分析得出過濾需要注意的事項是“一貼二低三靠”！

化學來源于生活，教師不但要培養學生善于觀察生活中的春夏秋冬，還要培養學生善于把握事物的變化規律，更要激勵學生擁有把世界變得更美好的憧憬與行動。

案例2：制取氧氣的實驗

在化學教學過程中，學生如果可以采用熟悉的生活化用品去做實驗，便可以把科學與生活聯系起來，讓學生可以參與更多的實驗，學生也會對化學學科更加感興趣，愛上實驗，愛上探究，愛上化學。在家庭實驗過程中學生尋找實驗替代品、改造物，更能培養學生思維能力和創新能力。例如，在制備氧氣的實驗中，采用多種方式教學，如導入實驗采用大象牙膏實驗，讓學生感受產生氣體的劇烈現象，引導學生對學習材料中雙氧水和高錳酸鉀產生氧氣的實驗方法進行探究。引導學生分析大象牙膏實驗的原理，探究促進雙氧水分解的催化劑，以及催化劑的效果分析。學生通過查閱資料—尋找原料—實驗探究—生活猜想等，從而得到能力的提升。

問題的提出：尋找新催化劑。提高學生學習的積極性和主動性。

查閱資料：教材上兩個實驗二氧化錳對雙氧水的分解具有催化作用，大象牙膏中的催化劑，探究同類別的物質如氧化銅、氧化鐵是否有催化作用。

尋找原料：尋找生活中已有材料進行實驗，如：廢棄的銅片加熱形成黑色的氧化銅（或廢棄的黑色磚頭），生銹的鐵皮取其表面成分可得氧化鐵，醫用過氧化氫）。

設計實驗探究：探究二氧化錳催化作用方式：①質量變化；②觀察現象。學生經過對比實驗可得知氧化銅、氧化鐵也會產生氣泡。

生活猜想：醫用雙氧水會使得受傷的傷口表面產生氣泡，是什么促進雙氧水的分解，再探豬肝對雙氧水的催化作用。在此次的學生自主活動中，教師引導學生通過已有認知探究催化劑，分工合作尋找更多催化劑。激發學生不斷探索，不斷尋求新的發現，體驗創新得到的快樂。

案例3：制取二氧化碳

在制取二氧化碳實驗教學中可以改進成“生活化”實驗，讓學生在家里體驗化學的樂趣。如用礦泉水瓶、注射器、吸管等改裝二氧化碳的實驗裝置，用氣球收集尾氣，用玫瑰花、紫甘藍、康乃馨等替代石蕊與酚酞溶液。

在二氧化碳的性質檢驗教學中，主要涉及實驗是二氧化碳能使石蕊溶液變紅，能使澄清石灰水變渾濁。教師在課堂教學中如何簡單又快速地進行試驗呢？下面就采用生活材料，制作一個制取并檢驗二氧化碳性質的簡易裝置，如圖2 所示。

圖2 二氧化碳制取和性質實驗裝置圖

制作材料：生活材料礦泉水瓶、吸管、石蕊泡過的濾紙、一次性筷子、注射器。

安裝方法：取一礦泉水瓶，將注射器連接在礦泉水瓶左下側，取一根一次性筷子和吸管固定在蓋子上，將折成蝴蝶型的濾紙用橡皮筋套緊在一次性筷子上，蓋好蓋子，將吸管放入水中，按壓礦泉水瓶檢驗裝置氣密性，如有漏氣用玻璃膠或凡士林抹上。

實驗操作：打開瓶蓋，往礦泉水瓶里小心地加入少量小蘇打粉末，將濾紙下半部分潤濕，燒杯中倒入適量的澄清石灰水，蓋上瓶蓋，用注射器把少量的食醋注入到礦泉水瓶里。①觀察濾紙上半部分和下半部分的顏色變化；②觀察澄清石灰水的現象；③打開瓶子，取出濾紙，放置一會兒，再次觀察濾紙下半部分顏色變化情況；④做一對比實驗，將醋酸滴在石蕊試紙上，并觀察現象，一段時間后再觀察現象；⑤右側燒杯換成一高一低的燃燒著的蠟燭，雙手握住礦泉水瓶慢慢擠壓，發現低的蠟燭先熄滅，然后高的蠟燭再熄滅。

實驗結論：根據實驗現象得出，小蘇打和食醋可以反應產生二氧化碳氣體，干燥的濾紙沒有變紅，而濕潤的濾紙變紅了，說明二氧化碳能與水反應產生酸性物質；取出濾紙后顏色恢復為紫色，則說明該酸性物質不穩定，在常溫條件下即可分解進而失去酸性；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。

意外收獲：部分學生在實驗過程中由于取用的小蘇打和食醋過多，使得澄清石灰水的變化現象是：由澄清變渾濁，再由渾濁變澄清。通過引導學生積極探究，使學生懂得反應物的用量會影響反應的進行。

教學效果分析：通過簡單的實驗裝置，進行一系列的對比，讓學生把理論知識轉化為實踐活動，從單純記憶轉化為三維立體圖像，學生通過自己的動手制作，觀察反應過程中明顯的顏色變化和劇烈的實驗現象，由靜走向動，由動轉向理論文化知識分析，讓學生更加理解掌握二氧化碳的性質。

案例4：燃料及其應用

在第七單元燃料與利用的教學中，充分應用學生熟悉的生活常識將燃燒的條件、滅火的條件、燃燒充分的條件以及燃燒產生的能量變化等知識結合起來，使學生很容易將教材知識內化。通過引導學生感受入秋后農民焚燒曬干植物制造農家肥的過程，甚至讓學生親自動手利用其來燒烤番薯，親身目睹農民將家禽糞便等有機質與焚燒后的產物混合制作農家有機肥料，這也是讓學生更容易將生活與化學聯系在一起的又一個實例。

學生收集干枯植物焚燒制作肥料的步驟為：一是將干枯植物收集在一堆，堆起來，并將周圍清理干凈避免燃燒蔓延；二是在干枯植物上方蓋上一層土，避免燃燒太旺造成肥料飛失。引導學生分析農家肥料可能含有的元素以及種植蔬菜過程中使用的肥料成分做分析，進一步引導學生對家中的蔬菜成分作探究思考，激發學生的學習興趣，培養學生的探究能力。

案例5：燃燒與滅火

在第七單元教學中，學生通過燃燒條件的學習，懂得了可燃物燃燒條件除需要可燃物和氧氣之外，溫度還需達到可燃物的著火點。生活中經常可見加油站、面粉廠都標注了嚴禁煙火，汽油作為明顯的可燃物，學生自然非常清楚，但面粉是可燃物，學生自然非常質疑！在教學中，教師要緊緊抓住學生質疑這個最佳時機，拋出問題與實驗假設：假如面粉不是可燃物，那面粉廠怎么會發生爆炸呢？我們應當如何預防？進一步引發學生思考：是什么樣的情況會達到爆炸的條件呢？根據問題以及學習燃燒的條件尋找材料進行試驗。尋找打氣筒提供氧氣，尋找用廢舊的塑料罐子模擬面粉廠提供密閉狀態，采用蠟燭提供熱源，以保證實驗安全，如圖3 所示。

制作材料：打氣筒、廢舊的塑料罐子、蠟燭、筷子、一小包的面粉

安裝方法：將打氣筒與一小包面粉連在一起，點燃蠟燭，將廢舊的塑料罐子蓋在蠟燭與面粉上。

實驗操作：用打氣筒往面粉上打氣，觀察罐子內現象。

圖3 面粉的燃燒、爆炸實驗

實驗現象分析：①當只打一次氣時，可以發現罐子內產生了火焰，火焰瞬間熄滅，過一會兒發現蠟燭也熄滅了。②當連續多次快速打氣時，可以觀察到面粉迅速充滿整個罐子，瞬間罐子被向上彈起，產生了爆炸。

實驗結論：根據現象①可以推斷面粉是一種可燃物，蠟燭最后熄滅了，是因為罐子里的氧氣被消耗完了。根據現象②可以證明當可燃物在有限的空間內急劇燃燒就會產生爆炸。

實驗收獲：存儲可燃固體粉末物的環境，一定要嚴禁煙火。

生活感悟：在新冠肺炎疫情中，人們采用了75%的酒精進行消毒的時候，全國多地就發生因酒精消毒而引起的火災，說明人們關于燃燒與滅火上的知識匱乏。除此之外還有如天然氣的使用、各類燃料的應用、滅火器的應用等。可以引導學生利用家中小蘇打和食醋制造出簡易家庭滅火器，讓學生感受化學的神奇奧妙。

化學實驗的生活化改進，是提高教學水平和質量必不可少的環節，是實驗教學的需要。［3］如果教師能夠在設計實驗過程中給學生融入更多的生活化的情境，積極引導學生從“生活化”視角看待化學，讓實驗的開展由實驗室拓展到家家戶戶，讓學生真實地體會到化學知識與生活之間的緊密聯系，學生就能更加容易理解掌握相關化學知識，從而有效激發學生學習探索化學知識的興趣，培養學生的化學學科素養。