溫鯉

【摘要】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式，又是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)可以使學(xué)生經(jīng)歷探究過程以獲得理解能力的發(fā)展和深層次的情感體驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)所培養(yǎng)的能力正是未來社會(huì)發(fā)展所必須具備的能力，增強(qiáng)分析和解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力和探究能力。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新是為了更好的發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)作用，首先教師應(yīng)從課本教材入手，并通過學(xué)校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，開展相應(yīng)的創(chuàng)新探索。最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、趣味性強(qiáng)，利于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效性和緊湊性。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新探索;實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯;實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力;趣味性強(qiáng)

一、 改進(jìn)實(shí)例1《氧氣性質(zhì)與制法》

氧氣是學(xué)生認(rèn)識(shí)具體物質(zhì)及其變化規(guī)律的開始，教材安排了氧氣可以使帶火星木條復(fù)燃、硫在燃燒、木炭燃燒、鐵絲燃燒等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氧氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)安排由淺到深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和描述做到系統(tǒng)全面和深入。既培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，又培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力。為后面學(xué)習(xí)二氧化碳的制取和性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)，可以說本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的開山之作和點(diǎn)睛之筆。

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案在實(shí)踐中往往存在以下不足：

①課前準(zhǔn)備的氧氣瓶數(shù)多，會(huì)耗費(fèi)老師大量的時(shí)間和精力。

②預(yù)先制備實(shí)驗(yàn)所用的氧氣，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楸９懿簧疲斐杉玫难鯕馔庖?，而?dǎo)致課堂演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，甚至失敗。

③演示硫的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，易造成空氣污染，損害師生的健康。

④用高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)后的試管、桌面難清洗。

針對(duì)以上問題，我在教學(xué)中進(jìn)行了一個(gè)優(yōu)化：化繁為簡(jiǎn)，將多個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)整合在一個(gè)125毫升的上下嘴抽濾瓶中完成，改為一體化裝置，抽濾瓶的上嘴部位連接一根導(dǎo)管即可用來驗(yàn)證二氧化碳和吸收二氧化硫，抽濾瓶?jī)?nèi)部鋪一層細(xì)沙可防止鐵絲燃燒產(chǎn)生的高溫熔融物炸裂瓶底。又考慮到鐵絲的劇烈燃燒對(duì)氧氣的量要求高，經(jīng)過多次嘗試，發(fā)現(xiàn)抽濾瓶為125毫升時(shí)，既可滿足氧氣量的需求，又能滿足縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間的要求，現(xiàn)象非常明顯。

另一方面，考慮到實(shí)際的課堂教學(xué)中：①在進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，中間要給學(xué)生預(yù)留記錄和分析的時(shí)間;②用高錳酸鉀制取氧氣原料價(jià)格高，反應(yīng)裝置復(fù)雜，操作不當(dāng)容易引起試管炸裂，實(shí)驗(yàn)后的固體廢棄物對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響，且實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的試管、桌面難清洗。因此，就需要一套能夠控制反應(yīng)速率和隨用隨停的氣體發(fā)生裝置。于是進(jìn)行了第二個(gè)優(yōu)化：用10%過氧化氫溶液與二氧化錳混合制取氧氣，利用分液漏斗控制反應(yīng)速率和過氧化氫溶液的用量，再配合使用彈簧夾的開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)氣體的隨用隨取，且反應(yīng)后的產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境無害，從而達(dá)到預(yù)期的效果。

由于硫燃燒會(huì)產(chǎn)生大量刺激性氣味的二氧化硫氣體，對(duì)師生的身體健康造成有害影響，為了實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”于是進(jìn)行了第三個(gè)優(yōu)化：燃燒匙內(nèi)放置硫粉，將玻璃棒在酒精燈上加熱10——15秒鐘，迅速將燃燒匙伸入抽濾瓶中，旋緊橡皮塞，向下移動(dòng)玻璃棒接觸到硫粉，將硫粉引燃。硫燃燒產(chǎn)生的二氧化硫用濃的氫氧化溶液吸收，并用小氣球吸收殘留的二氧化硫，從而實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)。

（二）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)

①改進(jìn)發(fā)生裝置：實(shí)現(xiàn)既可以控制反應(yīng)速度又可以隨用隨取。

②改進(jìn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置：讓多個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)在同一個(gè)抽濾瓶中進(jìn)行，化繁為簡(jiǎn)。

③改進(jìn)污染物裝置：硫燃燒污染較大，用玻璃棒引燃燃燒匙內(nèi)的硫粉，減少污染。

④改進(jìn)反應(yīng)物類型：10%過氧化氫溶液與二氧化錳混合反應(yīng)代替高錳酸鉀制取氧氣。

⑤改進(jìn)夾取儀器：利用魚尾夾代替坩堝鉗。

⑥改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：增加了驗(yàn)證氧氣密度實(shí)驗(yàn)。

（三）改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置圖

（四）實(shí)驗(yàn)具體操作步驟

實(shí)驗(yàn)1：氧氣的檢驗(yàn)和空氣密度的比較

探究氧氣與空氣的密度大小的比較，在發(fā)生裝置中制取氧氣，把帶火星的木條伸入到盛有氧氣的抽濾瓶中，觀察到帶火星的木條復(fù)燃，證明是氧氣。過一會(huì)兒，預(yù)留一部分的空氣在抽濾瓶當(dāng)中，此時(shí)再次把帶火星的木條伸入抽濾瓶中，觀察到帶火星的木條在抽濾瓶上方?jīng)]有復(fù)燃，在抽濾瓶下方帶火星的木條復(fù)燃，學(xué)生很容易觀察到抽濾瓶的上方是空氣下方是氧氣，從而證明氧氣的密度比空氣的大。

實(shí)驗(yàn)2：硫的燃燒

⑴首先按教材的演示實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行硫的燃燒實(shí)驗(yàn)，在空氣中點(diǎn)燃硫粉，前排的學(xué)生立刻聞到一股刺激性氣味的氣體，捂住口鼻。后排的學(xué)生伸長(zhǎng)脖子，看不清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

⑵利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行硫燃燒的實(shí)驗(yàn)。在燃燒匙中盛放少量的硫粉，將玻璃棒在酒精燈加熱10—15秒，迅速將燃燒匙伸入充滿氧氣的抽濾瓶中，旋緊橡皮塞，向下移動(dòng)玻璃棒接觸到硫粉，將硫粉點(diǎn)燃，觀察到硫在氧氣中燃燒時(shí)發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰。

⑶產(chǎn)生的刺激性氣味氣體如何處理呢？此時(shí)只需打開裝置末端連接裝有濃氫氧化溶液的止水夾，且再次通入氧氣，利用氧氣導(dǎo)出二氧化硫氣體，二氧化硫通入濃氫氧化鈉溶液從而被吸收，殘留的二氧化硫利用氣球吸收。

實(shí)驗(yàn)3：木碳的燃燒

（1）取一塊木炭在空氣中點(diǎn)燃，可以看到木炭在空氣中發(fā)紅，伸入充 滿氧氣的抽濾瓶中，木炭燃燒得更加劇烈，發(fā)白光。

（2）木炭燃燒產(chǎn)生什么氣體呢？如何驗(yàn)證？此時(shí)只需打開裝置末端連接裝澄清石灰水洗氣瓶的止水夾，再次通入氧氣，利用氧氣把抽濾瓶中的氣體導(dǎo)出，可以看到澄清石灰水變渾濁，從而證明木炭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w。

實(shí)驗(yàn)4：鐵絲的燃燒

往抽濾瓶中收集滿氧氣，取一根鐵絲，繞成螺旋狀。在酒精燈上點(diǎn)燃鐵絲上火柴，鐵絲在空氣中沒有燃燒。待火柴快要燃盡時(shí)立即把鐵絲連同火柴一起伸入充滿氧氣的抽濾瓶中，看到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射。

（五）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

以原有教材實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)，借助兩個(gè)125毫升的抽濾瓶在實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了六個(gè)優(yōu)化：

⑴優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作

將多個(gè)實(shí)驗(yàn)整合在一個(gè)抽濾瓶中完成探究實(shí)驗(yàn)，與原有實(shí)驗(yàn)對(duì)比實(shí)現(xiàn)了在一套裝置中完成4組性質(zhì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)

⑵優(yōu)化制取裝置

傳統(tǒng)的制法無法做到氣體的隨用隨取，利用分液漏斗控制反應(yīng)的速率，再配合止水夾就可以做到氣體隨用隨取，操作簡(jiǎn)單。

⑶優(yōu)化反應(yīng)物

用高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)后的試管、桌面難清洗。過氧化氫溶液與二氧化錳混合容易實(shí)現(xiàn)固液分離，反應(yīng)速率快，節(jié)約藥品和時(shí)間。

⑷優(yōu)化綠色裝置

用加熱后的玻璃棒點(diǎn)燃硫粉，燃燒產(chǎn)生的二氧化硫用濃的氫氧化鈉溶液吸收，并用小氣球吸收殘留的二氧化硫氣體，從而實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)。

⑸優(yōu)化夾取儀器

用魚尾夾代替坩堝鉗，把魚尾夾固定在粗鐵絲上，再將鐵絲固定在橡皮塞上，既可以作夾取儀器使用，又可以作塞子使用，比教材實(shí)驗(yàn)中用坩堝鉗要簡(jiǎn)單方便。

⑹優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

原教材只用文字描述氧氣的密度大小，增加了驗(yàn)證氧氣密度實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從抽象認(rèn)識(shí)上升到直觀認(rèn)識(shí)和記憶，從而增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探究欲。

二、 改進(jìn)實(shí)例2《氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)》

氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)是氫氧化鈉重要化學(xué)性質(zhì)之一，教材對(duì)此實(shí)驗(yàn)沒有進(jìn)行編排而是直接給出結(jié)論，使學(xué)生在這一反應(yīng)上沒有感性認(rèn)識(shí)。教材大力提倡學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，而氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)要求學(xué)生從已有知識(shí)出發(fā)，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，展開實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)揮學(xué)生的想象力，鍛煉學(xué)生的思維能力，提升學(xué)生解決問題的能力。

（一）改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置圖

氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不易證明氫氧化鈉與二氧化碳已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)，為了得到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，決定引導(dǎo)學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

（二）實(shí)驗(yàn)具體操作步驟

1 選擇儀器

2 組裝儀器

3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

（1）往U型管注入適量稀釋后的紅墨水并塞緊塞子

（2）往兩只注射器內(nèi)分別注入10ml水和10ml氫氧化鈉溶液

（3）收集兩瓶二氧化碳?xì)怏w

（4）左右手各勻速，輕輕推動(dòng)注射器內(nèi)的水和氫氧化鈉溶液，至完全注入集氣瓶中

（三）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)的創(chuàng)新點(diǎn)及意義

1 趣味性強(qiáng) 興趣是最好的老師，有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最能吸引學(xué)生的眼球

2 對(duì)比性強(qiáng) 對(duì)比是實(shí)驗(yàn)教學(xué)最常用的一種方法，這種方法用對(duì)了，對(duì)解除學(xué)生心中的疑團(tuán)有很大的幫助

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約化 便于學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)

通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)讓學(xué)生意識(shí)到的問題解決方法的多樣化，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和組裝加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。使學(xué)生明白用對(duì)比法完成實(shí)驗(yàn)，提煉出化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的探究法。學(xué)生初步學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)讓學(xué)生體驗(yàn)到收獲成功的喜悅。同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力。

生活中不是缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)美的眼睛，我想每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)背后都隱藏著五彩斑斕的化學(xué)之美，等待更多的老師去尋找和發(fā)現(xiàn)。讓我意想不到的是，課后有很多學(xué)生受到改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的啟迪，用生活中的注射器代替分液漏斗自制發(fā)生裝置，利用軟礦水瓶探究氧氣的溶解性。受到課堂實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，學(xué)生利用氣球和帶火星的木條自主探究氧氣與空氣密度大小。利用生活中常用的鋁絲在氧氣中進(jìn)行燃燒等實(shí)驗(yàn)。從而打破了課內(nèi)與課外的學(xué)習(xí)界線，使化學(xué)的小課堂進(jìn)入到生活的大課堂，讓我們的化學(xué)之美更加多姿多彩。

參考文獻(xiàn)

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