摘要：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和學(xué)生的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要注意科學(xué)化、直觀化、簡約化和綠色化等原則，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方法有很多，常用的有完善法、對比法、逆向法、移植法、組合法和附加法等。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)改進(jìn);化學(xué)教學(xué);四個(gè)化;六大法

文章編號：1008-0546（2021）08-0088-03

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.023

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供真實(shí)、鮮明、生動的感性材料，有助于呈現(xiàn)物質(zhì)性質(zhì)、解釋化學(xué)原理。在平時(shí)的教學(xué)中，教師不能只滿足于教材中呈現(xiàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和學(xué)生的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，這樣不僅有利于加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生的深度思維品質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的持久興趣，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。筆者在平時(shí)的化學(xué)教學(xué)中，廣泛地進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案的收集，并加以歸納總結(jié)，下文就結(jié)合具體案例談?wù)剬?shí)驗(yàn)改進(jìn)的一些認(rèn)識和體會。

一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的“四個(gè)化”

1.科學(xué)化

科學(xué)化是指實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要確保方案合理，原理正確。比如圖1所示比較二氧化碳與空氣密度大小的實(shí)驗(yàn)，試圖通過從導(dǎo)管通入二氧化碳，下層蠟燭先熄滅的現(xiàn)象得出二氧化碳密度比空氣大的結(jié)論，很明顯這個(gè)改進(jìn)是經(jīng)不起推敲的，因?yàn)槎趸疾皇亲匀怀两档綗撞康摹?/p>

2.直觀化

直觀化是指實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的現(xiàn)象要明顯，要有比原實(shí)驗(yàn)更明顯的感官對比。比如圖2，比較二氧化碳與空氣的密度，將二氧化碳倒入燒杯中，可以看到裝有空氣的氣球浮起，相對于原教材實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯且有趣。

3.簡約化

簡約化是指實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要具有裝置簡單、操作方便、節(jié)省藥品（微型化）、取材容易等優(yōu)點(diǎn)。比如圖3中關(guān)于CO：的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，①、④為用紫色石蕊試液潤濕的棉球，②、③為用石蕊試液染成紫色的干燥棉球，通過“④比①先變紅，②、③不紅”這樣的現(xiàn)象對比，可以方便的得出二氧化碳的多個(gè)性質(zhì)，與原教材實(shí)驗(yàn)相比，操作簡單方便，一箭雙雕。

4.綠色化

綠色化是指實(shí)驗(yàn)改進(jìn)要盡量減少使用有毒藥品，防止有毒物質(zhì)污染環(huán)境，注意環(huán)保。比如圖4關(guān)于鈉與氯氣反應(yīng)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)[1]，氯氣的產(chǎn)生和鈉與氯氣的反應(yīng)在同一試管內(nèi)進(jìn)行，藥品用量少且反應(yīng)迅速，減少了空氣與鈉反應(yīng)的副產(chǎn)物，用堿石灰處理氯氣，不會產(chǎn)生倒吸，該實(shí)驗(yàn)在一個(gè)相對封閉的環(huán)境巾完成，且不需要提前制備氯氣，安全可靠，綠色環(huán)保。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的“六大法”

1.完善法

完善法是指從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，根據(jù)現(xiàn)有教材中某些實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)或不足，通過更換儀器或藥品、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置或方法，對某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善的一種方法。

例如原教材探究“燃燒條件的實(shí)驗(yàn)”（如圖5），如果按圖甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，燃燒產(chǎn)生的白煙五氧化二磷會對空氣及人體呼吸道產(chǎn)生危害，既不環(huán)保，也不安全。為改進(jìn)這個(gè)不足，設(shè)計(jì)了圖乙所示實(shí)驗(yàn)，但白磷燃燒時(shí)試管內(nèi)氣體迅速膨脹會使塞子彈出，在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行完善，改進(jìn)成圖丙所示實(shí)驗(yàn)。將原裝置的不足完善后，學(xué)生印象深刻，污染大大減少。

2.對比法

對比法是指通過對實(shí)驗(yàn)裝置或方法的改進(jìn)，可將某些物質(zhì)易混淆的性質(zhì)進(jìn)行對比，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加鮮明、直觀，通過對比形成的感官刺激，有利于幫助學(xué)生厘清物質(zhì)不同的性質(zhì)。圖6所示即為利用對比法比較碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)。

再比如，為了幫助學(xué)生比較氫氣可燃性和氧氣助燃性的不同，有老師設(shè)計(jì)了“氫氧焰”的實(shí)驗(yàn)（如圖7）：關(guān)閉K2，打開K1，通入氧氣，將燃著的木條置于三通管口處，觀察到木條燃燒得更旺，說明氧氣具有助燃性，將木條移開，管口處無火焰，說明氧氣不可燃;關(guān)閉K1，打開K2，通入氫氣，將燃著的木條置于三通管口處，管口處有火焰，說明氫氣具有可燃性。

3.逆向法

逆向法是指對教材巾某些實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用逆向的思維進(jìn)行改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生興趣，更好地揭示化學(xué)原理的一種方法，比如原教材中關(guān)于“往濃硫酸巾加水稀釋”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

再比如，氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn)，用去底的塑料瓶收集氫氣，在導(dǎo)管口點(diǎn)燃，反應(yīng)一段時(shí)間后會發(fā)生爆炸。是否可以運(yùn)用“燃燒與滅火”的原理，讓塑料瓶中氫氣安靜燃燒又不發(fā)生爆炸呢？可將細(xì)銅絲繞成螺旋狀，塞在導(dǎo)管內(nèi)（如圖8），點(diǎn)燃尖嘴導(dǎo)管，氫氣安靜地燃燒，由于銅絲吸熱，火焰最終熄滅也不發(fā)生爆炸。

4.移植法

移植法是指將某些已經(jīng)成熟的實(shí)驗(yàn)原理或設(shè)計(jì)方法，模仿和借鑒到類似的實(shí)驗(yàn)中，從而設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)裝置或操作方法。

例如，實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳粉末作過氧化氫分解的催化劑，反應(yīng)太過劇烈，產(chǎn)生氧氣的速度過快，無法得到平穩(wěn)的氣流，不利于氣體的收集?？梢越柚鷨⑵瞻l(fā)生器原理，通過用粘合劑將二氧化錳粘在塑料小球上（如圖9），能改變固體的形態(tài)，使得反應(yīng)變得更平穩(wěn)，制取氧氣的過程變得可以控制。在引入催化劑的概念時(shí)，用粘有二氧化錳的塑料小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量更易稱量，操作更簡單，可反復(fù)使用，且易回收。

5.組合法

組合法是指將多個(gè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)通過某些關(guān)聯(lián)因素或特征重新組合，彌補(bǔ)單一實(shí)驗(yàn)的不足，并可以起到整體構(gòu)建物質(zhì)性質(zhì)，形成模型的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法。

例如，在探究氧氣的性質(zhì)時(shí)，可以將C、S、Fe三種可燃物燃燒的實(shí)驗(yàn)[2]，放在一個(gè)裝置內(nèi)完成（如圖10），將可燃物放在燃燒匙內(nèi)點(diǎn)燃，立即送入三頸瓶，通過擠壓氧氣袋，可以給三頸瓶中鼓入氧氣，使可燃物在氧氣的氛圍巾燃燒;通過擠壓洗耳球，可以鼓入空氣，使可燃物在空氣的氛圍中燃燒。通過組合，把這三個(gè)實(shí)驗(yàn)整合在一個(gè)容器中進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，有助于知識、技能結(jié)構(gòu)化、條理化，同時(shí)也有助于減少藥品的損耗，體現(xiàn)綠色環(huán)保理念。

6.附加法

附加法是指以某一實(shí)驗(yàn)為主體，通過某些技術(shù)要素的疊加，如添加傳感器等（手持技術(shù)）作為附屬物，利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，使傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)巾難以做到或觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象成為可能，從而實(shí)現(xiàn)功能改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法。

例如，我們可以利用溫度傳感器測定某些反應(yīng)過程中溫度的改變、利用pH探頭測定巾和反應(yīng)中pH的變化過程、利用氧氣、二氧化碳以及濕度傳感器就可以定量的測定人體吸入的空氣與呼出氣體中，能定量比較出兩種氣體中二氧化碳、氧氣及水蒸氣的含量（如圖11），利用壓力傳感器根據(jù)氣壓變化可以比較二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)和與水反應(yīng)時(shí)氣壓變化的不同，從而判斷二氧化碳是否與氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)，因改進(jìn)而靈動。

基于教與學(xué)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，需要我們平時(shí)不斷地總結(jié)和反思，認(rèn)真研究教學(xué)巾實(shí)驗(yàn)的目的、原理、過程及方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，積累實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方法，為更有利于學(xué)生的學(xué)而努力。

參考文獻(xiàn)

[l]牟從芝.氯氣與鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2010（11）：43

[2]曹年華.基于學(xué)生需要的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)二例[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2014（11）：40-41