賁雪梅

【摘 要】化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，對實驗的創(chuàng)新尤為重要，將實驗簡單化、微型化、綠色化以及實驗現(xiàn)象的明顯化，都需要教師對傳統(tǒng)實驗進行改進和創(chuàng)新。那么，如何有效開展實驗創(chuàng)新課并恰到好處地融入化學課堂教學中，已成為教師必須研究的問題。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新實驗;化學教學;二氧化碳性質(zhì)

實驗是學習化學、幫助學生獲得新化學知識的重要途徑。由于學生們的自身原因和一些外因，需要對課本上的有些實驗進行一定改進和創(chuàng)新，通過實驗的創(chuàng)造性活動，激發(fā)學生對化學實驗的學習興趣，可強化學生的科學探究意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維能力。把改進的實驗再融入教學中，能更好地幫助學生理解化學、學好化學，更容易接受一些新知識。接下來，談談人民教育版九年級化學的第六單元二氧化碳性質(zhì)的實驗創(chuàng)新以及在融合教學中的教學過程設計。

一、實驗的改進

教材中的傳統(tǒng)實驗雖然很經(jīng)典，但從教師的操作來看，發(fā)現(xiàn)階梯蠟燭的熄滅，大部分都是上層蠟燭先熄滅，實驗成功率不高，在驗證二氧化碳與水反應性質(zhì)實驗時，實驗步驟較多，需要的二氧化碳量也比較大。因此，大家都在對二氧化碳的性質(zhì)實驗進行創(chuàng)新改進，改進的方法很多，如圖一這套裝置的優(yōu)點如下：集多個性質(zhì)實驗于一體，操作簡單，耗時之短，現(xiàn)象明顯，能提高實驗教學的效率，適合演示實驗，學生們也可以參與完成;其缺點是：所需藥品量大，不適合學生分組實驗。為了符合實驗教學的綠色化、微型化，我改制了一套微型裝置，如圖二，我把二氧化碳的性質(zhì)實驗設計在導管中完成，裝置圖是由一根直角導管和一根T型導管組成，直角導管的一側(cè)長度需控制在25厘米左右，不易過短，否則，在反應過程中鹽酸會沖出直角導管導致實驗失敗，藥品應選擇顆粒比較碎小的石灰石，可借助漏斗裝入導管中，裝入的石灰石的高度宜為五到六厘米，然后，用銅絲圈堵住下端管口，要想制取二氧化碳氣體，只需把裝有石灰石的導管那側(cè)插入盛有鹽酸的試管中，鹽酸的高度與石灰石的高度差不多;在直角導管的另一端連接上T型導管，二氧化碳的性質(zhì)實驗都會在這根小T型導管中分步完成。這套裝置的優(yōu)點為：

1.操作簡單，現(xiàn)象明顯，成功率高;

2.將二氧化碳的多個性質(zhì)實驗結(jié)合為一體，簡化實驗步驟，可隨時制取二氧化碳，提高了實驗效率;

3.節(jié)約藥品，實驗耗時短，更適合學生分組實驗，特別是用導管做實驗，更體現(xiàn)了實驗的微型化，集多種實驗于一體。

初中化學的科學探究目標應該是學生的研究過程，學生在研究過程中的體會對核心素養(yǎng)所起的作用非常重要，因此，我改進了能讓學生更好參與探究的微型化實驗，這就是我創(chuàng)新的目的。

二、改進的實驗在教學中的融合過程設計

“二氧化碳的性質(zhì)”是初中化學教學的重點，本節(jié)課即是對學過的氧氣的制取和性質(zhì)加以鞏固，也為后面即將研究的氫氣的制備和性質(zhì)鋪平了道路，具有承前啟后的作用，上好這節(jié)實驗課并把改好的實驗恰到好處地穿插在本課的教學中，不僅能幫助學生很好地掌握知識，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，提升學生的化學學科素養(yǎng)。本節(jié)課的教學過程設計如下：

環(huán)節(jié)-1：創(chuàng)設情境，引入課題

我首先利用“清水變牛奶”（即：向裝有二氧化碳的塑料瓶中倒入“清水”）這個小魔術(shù)引入主題，吸引學生的注意力，激發(fā)了學生學習化學的興趣。學生們能快速回憶出二氧化碳與石灰水反應的性質(zhì)。

環(huán)節(jié)-2：小組合作，改進實驗

在環(huán)節(jié)-2中，讓學生以小組合作的方式，分組完成課本上的3個經(jīng)典實驗，通過親歷實驗調(diào)動學生學習化學的積極主動性，同時，可培養(yǎng)學生的動手能力和實驗觀察能力，在實驗中，我會引導學生利用對比分析的方法，分析和歸納實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象，得到二氧化碳的性質(zhì)，從而培養(yǎng)學生的實驗分析能力。學生們通過實驗得到二氧化碳性質(zhì)的同時，也會遇到一些困惑：（1）在梯形蠟燭實驗中，當二氧化碳倒入集氣瓶中時，上方的蠟燭經(jīng)常先熄滅，實驗難以成功;（2）實驗步驟比較繁雜，實驗中所需的二氧化碳量比較大，浪費藥品。讓學生通過親自實踐，激發(fā)他們優(yōu)化實驗的創(chuàng)新意識，關(guān)于這些問題，我會采用引導的方式，不斷發(fā)散學生的思維進行分析，讓他們在輕松、活躍的學習氣氛中找到解決方案：（1）換個口徑小的儀器來傾倒二氧化碳氣體;（2）換個容積較小的儀器來做二氧化碳能否與水反應的對比試驗?？勺屝〗M進行熱烈的討論，將課堂引入創(chuàng)造性活動中，每個組都會畫出各自具體的改進方案，再進行小組之間的相互評估，然后，每組使用桌面上所給的儀器及藥品進行實驗，體驗各自所設想的實驗方案是否合理，并進行自我評價。有的實驗會改進成功，有的實驗則會改進失敗，但學生們在這個活動中受益匪淺，提高了他們的實驗操作能力和創(chuàng)造力，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力和自我評價能力，有的同學可能還會提出這樣的設想：能否將二氧化碳的這幾個性質(zhì)實驗設計在單一的儀器中完成？

環(huán)節(jié)-3：創(chuàng)新實驗，深入探索，感受微型化實驗的魅力

我拿出兩根玻璃導管（直角導管和T型導管），設問：你們能利用這兩根導管，結(jié)合化“零”為“整”的思想組裝出一套邊制取邊探究二氧化碳性質(zhì)的微型裝置嗎？這個問題巧妙地引出了環(huán)節(jié)-3，課堂再次進入創(chuàng)造性活動中，在活動中，我會采用引導的方式，通過師生合作引出我所改進的微型裝置，接著，我會讓學生們利用這套微型裝置，親自經(jīng)歷下面三個探究實驗：實驗探究1，利用紫色石蕊試紙，探索二氧化碳的密度大小及其能否與水反應的性質(zhì)。學生們將紫色石蕊試紙的兩端潤濕，中間保持干燥并放入T型導管中，然后，把裝有石灰石部分的導管放入盛有鹽酸的試管中，同學們會看到，只有下端的石蕊變紅了，此時，再讓學生用塞子堵住下端管口，又會發(fā)現(xiàn)上端的石蕊慢慢也變紅了，而中間部分一直不變色，通過這個對比實驗學生們得出了兩個結(jié)論：1.二氧化碳的密度比空氣大;2.使石蕊變色的物質(zhì)既不是二氧化碳也不是水，而是由二氧化碳與水反應形成的碳酸。再觀察剛才的石蕊試紙，我們可以看到紅色部分變回了紫色，表明碳酸不穩(wěn)定。實驗探究2，二氧化碳是否可燃、能否助燃。學生們將燃著的木條放在上端口，發(fā)現(xiàn)火焰熄滅，二氧化碳無法點燃，得出二氧化碳不可燃、不助燃的性質(zhì)。探究3，二氧化碳能否與石灰水反應。同學們先堵住上端口，在下端口采用盛有石灰水的燒杯，石灰水出現(xiàn)了渾濁的現(xiàn)象，說明二氧化碳能與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應。經(jīng)過這個環(huán)節(jié)，學生們感受到了微型化實驗的魅力，對實驗的創(chuàng)新興趣也會提高，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神得到了增強，創(chuàng)新思維得以拓展。

本節(jié)課的教學設計以學生為主體、以實驗為基礎(chǔ)、以課本原始實驗為起點，通過親自實踐，激發(fā)了學生優(yōu)化實驗的創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)的教材實驗與改進的創(chuàng)新實驗相結(jié)合，不僅可以激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，還可以培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)，培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神，通過學生親自實驗發(fā)現(xiàn)問題和改進實驗等一系列活動，培養(yǎng)了學生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力。本節(jié)課的教學設計適應了素質(zhì)教育的需求，學生們也可以很好地掌握二氧化碳的性質(zhì)。哈佛大學心理學教授布魯納認為：最精湛的教學藝術(shù)，最高的原則是讓學生自己提出問題。根據(jù)學生自己所提出的問題以及設想，不斷優(yōu)化、簡化和微型化實驗，可讓學生在學習中進行設計、在設計中學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，提高他們的創(chuàng)新能力和科學探究能力。

【參考文獻】

[1]蘇一飛.化學教學中創(chuàng)新實驗設計的原則[J].教育研究與評論（中學教育教學），2018（06）：39-42

[2]王宇偉.創(chuàng)新實驗探究法在中學化學教學中的實施[J].云南化工，2018，45（05）：253-254