初中化学实验创新设计的新视角，本文主要内容关键词为：化学实验论文,初中论文,新视角论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
实验是化学的灵魂，它不仅可以激发学生学习的兴趣，帮助学生形成概念，获得知识和技能，培养观察能力和实验能力，而且有助于培养学生实事求是、严格认真的科学态度和科学的学习方法。而现行课本中的实验在实际操作中存在诸多问题，有的实验由于实验器材一般家庭中没有，不利于学生开展家庭小实验；有的实验设计比较乏味，无法调动学生的探究兴趣；有的实验由于实验方法的缺陷，污染较严重；有的实验由一系列实验组合而成，实验操作过程复杂；有的实验按照课本的装置进行实验，药品消耗量大；有的实验可视化程度差，现象不明显；有的实验方法传统，无法获得实验动态过程的全部数据。为此，笔者运用新视角对课本实验进行创新设计，以提高实验教学的效益。 一、生活化视角 生活化实验是指利用生活用品等资源开展实验，具有贴近学生生活、实验安全方便、操作简单易行等特点，深受学生喜爱。在化学实验中可用生活废旧品替代普通化学仪器完成实验，如用青霉素药瓶或矿泉水瓶代替试剂瓶，用小的一次性注射器代替滴管，用有刻度的注射器代替量筒，用盛药片的塑料板或胶囊盒代替反应容器，等等。这样，就可以培养学生的动手制作能力以及物质再利用的环保意识。 在学完“二氧化锰对双氧水的分解具有催化作用”后，教师可引导学生完成“寻找身边可以替代二氧化锰作为催化剂的物质”的家庭小实验。先让学生上网查阅生活中可做双氧水分解催化剂的物质，如新鲜的猪肝、煮熟的马铃薯、红砖粉等，再引导学生用医用双氧水代替过氧化氢溶液，用猪肝、煮熟的马铃薯、红砖粉中的任意一种物质代替二氧化锰，完成该家庭小实验。通过设计对比实验，证明这些物质能否做双氧水分解的催化剂。这样，既巩固了“如何证明一种物质是催化剂”的知识，又能够引导学生关注生活中的化学，激发学生学习化学的兴趣。 二、趣味化视角 化学学科的特点应该是趣味性强，但教材中的个别实验由于设计比较乏味，不能调动起学生的探究兴趣。若对这些实验进行趣味化改进，就既可保证知识的传授，又可激发学生的兴趣和探究的欲望，从而更好地实施实验教学。 在“常见的酸和碱”学习中，对于“指示剂遇酸碱变色”实验，教材中的演示实验太乏味，留给学生的印象不深刻，若是稍作改进，使实验过程更富有趣味性，则可给学生留下强烈的视觉震撼。请一名学生用蘸有酚酞试液的毛笔，把自己最佩服的一位学生的名字写在两张白纸上。由于酚酞试液是无色的，其他学生因看不到内容而要求笔者给他们解密。于是，笔者用分别装有稀盐酸和氢氧化钠溶液的两个小喷雾器，分别喷向这两张白纸的写字部位，结果一张不变色，而另一张因变红色而显现出纸上的姓名。学生百思不得其解，在大家的催促下笔者引出本节课结论：酚酞试液遇酸不变色，遇碱变红色。同理，对于石蕊试液遇酸碱的变色实验也可按上述方式进行。该节课课堂气氛活跃，因为学生参与到知识的探究过程之中，所以对该节课内容印象极为深刻。同时，在学习酸和碱的中和反应时，教师可进一步引导学生思考如何使上次白纸显示的字再次隐藏起来，从而引出酸和碱的中和反应。 在有关“碱的化学性质”学习中，
与NaOH溶液的反应由于实验现象不明显，使学生在学习这一反应时没有感性认识，较难掌握。通过表演“瓶吞鸡蛋”的魔术（图1），将注射器中的NaOH浓溶液注入瓶中，片刻后会看到鸡蛋被“吞”入瓶中。这样在视觉冲突上就能引起学生的强烈关注，使他们记忆深刻。同时教师可进一步提出问题：出现这一现象，能否证明一定是
和NaOH反应引起的吗？通过师生互动讨论，达成共识：也可能是
溶于水引起的，进而引导学生通过设计对比实验予以验证。
三、绿色化视角 绿色化学实验要求主动减少和消除实验室的化学污染。在“燃烧条件的探究”实验中，课本中的实验装置有3个弊端：一是装置不是密闭装置，白磷燃烧后产生的烟会污染空气，影响身体健康；二是燃烧的小颗粒可能会向外溅落，存在安全隐患；三是在向热水中通氧气时，气流不好控制，水下白磷会到处“乱跑”，且燃烧不连续，部分白磷会浮上水面燃烧，存在安全隐患。改进后的装置（图2、图3）不仅安全，而且可以减少对环境的污染。
四、集约化视角 化学实验在保证实验效果的前提下，一定要直观、简单、省时、准确、安全。集约化是指将一系列纵向相关或横向相关的实验组合在一起进行，实现“一体化”。这对于提高实验教学的效率有重要的意义。 在探究“二氧化碳的性质”实验中，多个实验可以改用一个装置（Y形导管和铁架台）组合完成。 若把Y形导管固定在铁架台上（图4），a管位于上方，b管位于下方，分别将一燃着的木条放在a管口和b管口附近，则可观察到b管口的木条立即熄灭，而a管口的木条火焰几乎无变化，由此证明了二氧化碳的密度比空气大，同时还证明二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧。 若把Y形导管固定在铁架台上（图5），a管位于上方，b管位于下方，分别将一张湿润的紫色石蕊试纸放在a，b管内，将它与二氧化碳的发生装置连接，缓慢通入二氧化碳，一会儿可观察到b管中的试纸变红色，a管中的试纸无明显变化，由此证明二氧化碳密度比空气大。将b管中变红的试纸取下来，晾干后（或在酒精灯火焰上加热），可看到试纸由红色重新变成紫色，这说明碳酸不稳定，容易分解。
若将Y形导管平放于桌面（图6），在a管、b管内分别放一张湿润的紫色石蕊试纸、干燥的紫色石蕊试纸，然后，将Y形管与二氧化碳的发生装置连接。一会儿可观察到a管的试纸变红色，而b管的试纸无明显变化，由此证明二氧化碳和水均不能使紫色石蕊变红，只有二氧化碳和水共同作用才可使紫色石蕊变红，结合酸使紫色石蕊变红的事实，可证明二氧化碳和水反应生成了酸。
该实验的优点是装置简单、操作方便，通过同一套装置的拆分和组合，巧妙地将多个性质验证实验集约化，更能引起学生的兴趣，特别是对于学生分组实验更加实用。 五、微型化视角 微型化实验就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然节约了化学试剂用量，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。 在“分子和原子”的学习中，用以证明分子间有间隔的实验，旧教材是将100 mL的水与100 mL的酒精混合，由于量筒太粗，总体积变化不太明显，又由于这样混合后的酒精溶液不能再燃烧了，这样既浪费药品，实验现象又不明显。对此，笔者对该实验进行了如下改进：用胶头滴管代替量筒，将胶头滴管吸入1/2的红墨水；再用注射器将胶头滴管注满水；用手堵住胶头滴管管口，上下晃动几下，可明显看到液柱下降了很多。改进后的实验仪器易得，操作简便，用量很少，现象明显。 在“氨分子的扩散”实验中，课本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。学生在实验室进行分组实验时，氨水挥发出来的刺激性气味很大，氨水的用量也较大，而且对空气的污染严重。改进后的实验（图7）用截去上部的矿泉水瓶代替大烧杯、废弃的胶囊盒（或干奶片的空塑料面板、小贝壳等）代替小烧杯，分别在两个废弃的胶囊盒内（或干奶片的空塑料面板）滴入数滴酚酞试液和浓氨水。这样做既节省药品，又减少实验污染，还可在实验中培养学生的环保意识。
六、可视化视角 在教学中，我们会遇到这样的问题：一些演示实验现象不明显，不利于学生的观察认知。怎样解决这个问题，是摆在我们教师面前的一项任务。 在“溶解时的吸热或放热现象”的学习中，教材利用温度计测物质溶解前后溶液的温度变化，从而探究物质溶解时的放热或吸热现象。用温度计测定温度，不仅读数慢，而且只能由几个学生代表上台读数，其他学生只能作为“旁观者”。为此，笔者根据气体的热胀冷缩原理对该实验进行改进（图8），让全班学生都能清晰地观察到红墨水液柱的移动方向，进而判断出待测固体溶于水的热效应，大大提高了实验的“可见度”。
七、新技术手段视角 新技术手段的应用（如手持技术等）改变了实验研究的传统手段，提升了创新实验教学的效率。该技术集数据采集与分析于一体，能够定量采集温度、浓度、色度、pH、气压等各种常见数据并将数据以图形形式显示出来，学生可以非常直观地对图形进行观察，然后作出判断或预测并发现隐藏在数据背后的化学规律和原理。 利用手持技术温度传感器探究空气中几种成分对温室效应的影响程度；利用手持技术氧气传感器来探究蜡烛燃烧与氧气含量关系实验；利用手持技术pH和温度传感器探究氢氧化钠与盐酸是否发生反应以及反应的热效应；利用手持技术气压传感器探究不同的催化剂对双氧水分解速率的影响。 总之，化学实验创新设计的角度远不止这些，况且在对实验的创新过程中，所使用的方法往往不是单一的，而是多种方法的综合应用。因此，只要教师勤于探索、勇于开拓，就一定可以设计出更多更好的创新实验，以解决实验教学中的难题。
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