初中化学实验教学改进探索
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作者: 张伟林
我国著名化学家戴安邦曾说过：“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。”在大力提倡素质教育的今天，化学教学中更应充分应用实验这一手段。实验教学可以激发学生学习兴趣，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，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和学习方法。但教材中的实验由于受到教学资源或其他因素影响,往往达不到设计的效果。下面是本人对实验改进的几点看法,在实际教学中感到效果不错。
一、 通过化学实验改进使现象更明显
在实验教学过程中，如化学试剂加入的量不当或浓度不合适等，会使得实验现象不明显，有时还会出现一些与预料的正常实验结果不相符合的现象，其中有颜色变化的异常、生成物气味的异常、事故发生的异常等。教师若不及时加以正确的引导和解决，势必会影响教学效果。找出产生异常现象的原因，变“异常”为“正常”，是培养学生实事求是、严谨认真、善于观察、自主探究的科学素质的一种有效的方法和途径。
镜头一：氧气化学性质、检验
在氧气检验中，有时会出现带火星的木条不易复燃的现象。如果我们用的双氧水浓度太大，则反应太快，氧气中含有的水蒸气含量太高，带火星的木条就不易复燃。也有可能由于双氧水浓度过低，氧气浓度不够，所以我们建议使用浓度为10%左右的双氧水。在具体操作中因木条易自然熄灭，操作速度不可太慢，故火柴梗太短，不宜使用。改用带火星的卫生香试验效果会更好，也可取用木质疏松的杉木、梧桐木等，不宜用木质坚硬的材料。而在木炭在氧气中燃烧实验中，往往会由于木炭燃烧时间不够长，使实验现象不明显，所以木炭宜选用硬质木材烧制的木炭，这样的木炭可保证燃烧的时间比较长。
镜头二：水电解
在《水电解》实验中，现有水电解器因电解速度慢、操作不便、现象不明显、易损坏、仪器不好保养、活塞易被腐蚀出现不能密封等现象，造成实验结果不准确，往往被弃之不用。其实我们只要适当地提高电压，把电压控制在12伏～16伏之间，就能明显地缩短反应的时间。实验器材宜选用最新的“快速自动水电解器”，它可解决普通装置存在的不足之处，使实验现象更明显，结果更精准。“快速自动水电解器”比普通的电解器速度快8倍，且H2、O2体积比例准确，操作简单，电解液升降自如，H2、O2会自动排出，电解液全封闭，性能稳定，重心低，装置整体稳定。它采用工程塑料和有机玻璃制造，坚固耐用，是电解最快、最安全的水电解器。它的主要构造由容器、气泵、橡胶塞、电极片和导线、电解管、乳胶管和阀门球等部件组合而成。使用时只要顺时针关闭气泵螺丝，挤压气泵2～3下，使容器内压强增大，捏上部乳胶管内阀门球一侧，电解液自动上升到电解管的顶部；然后逆时针打开气泵螺丝，当容器内恢复常压，再把学生用的直流电源上的正、负导线分别连在橡皮塞上的两根导线上，调好电压值，接通电源。当两根电解管内H2和O2高度分别达到20cm和10cm时停止通电，电解就完毕。在检验氢气和氧气时，只要关闭气泵螺丝，挤压气泵2～3下，捏上部乳胶管里的阀门球一侧，电解液自动上升，氢气和氧气排出，常规检验即可。
二、 通过化学实验改进使实验操作更安全、更环保
化学实验具有一定的危险性，我们在实验教学中耳闻目睹了不少化学实验的危险情景，在实验过程中如果操作不当或没有控制好实验药品的用量，会产生安全、环境污染等问题，如产生大量的SO2、P2O5等物质污染环境。所以使实验具有环保的理念是值得我们深思和探讨的，同时有利于培养学生的节约意识和环保意识，使学生在学习掌握化学知识的同时，学习环保知识，理论联系实际，提高学生利用化学知识解决实际问题的能力。
镜头三：氧气化学性质
硫在氧气中燃烧实验，我们使用的燃烧匙容易损坏，而且二氧化硫气体污染环境。其实我们只要在燃烧匙中先垫一层细沙子，就可防止加热时铜与硫直接接触反应而损坏燃烧匙。为防止产生的二氧化硫污染环境，应在瓶底放少量氢氧化钠溶液，以吸收产生的二氧化硫。反应结束后，若有硫剩余，应立即将燃烧匙伸入水中，使火焰熄灭，以减少二氧化硫的污染。也可以用一个配了橡皮塞的集气瓶，橡皮塞先经打孔后，把燃烧匙插入其中，使整个实验在密闭装置中进行，实验完成后倒入事先准备好的浓NaOH溶液。在实验结束后，让学生比较实验改进前后的不同之处，增强学生的环保意识。
镜头四：化合物与混合物的区别
在这个实验中铁与硫不能完全反应，怎么从环保的理念来改进我们的实验呢？铁粉应当用还原铁粉，也就是颗粒尽可能小，不能用一般的铁屑；铁与硫完全反应的质量比为56∶32，由于部分硫与空气中的氧气反应，因此硫应适当过量；反应物也可放在铁板上进行，也可用新石棉网替代；为了保护我们的实验仪器，用磁铁去吸引铁粉时，可在磁铁外面包张纸，否则直接吸附在磁铁上，很细的铁粉难以取下。
在化学实验教学中，通过实验的改进，使实验原理更科学，操作过程更规范；不仅节约了药品，同时减少废液、废渣和废气的产生；还培养了学生保护环境“从我做起”的理念，促使学生知、情、意、行统一协调发展。
三、 通过化学实验改进使实验药品、器材更节省
化学药品和实验仪器是保证化学实验顺利进行的重要物质条件。化学实验中要维护好实验仪器、使药品更节约，以节省学校实验经费，同时能使学生养成勤俭节约的良好习惯。这就是现阶段我们提得比较多的微型化学实验。所谓微型化学实验，是指用小型仪器、装置和极少量的试剂进行的一类化学实验，换句话说是一种以尽可能少的化学试剂和仪器来获取所需化学信息的实验方法与技术。
镜头五：实验室制氧气
用双氧水和二氧化锰制氧气实验中，如果用的双氧水的浓度太高，往往会碰到由于反应速率太快，氧气来不及收集的问题，这样不但浪费了实验药品，还有可能造成爆炸或装置漏气等，使实验收不到预期的效果。市售的双氧水用得比较多的是30%左右的浓溶液，如果不加以思考用这个浓度来做实验，就会出现以上情况。还有在实验中，我们往往用长颈漏斗来做实验，但长颈漏斗有一个缺陷，不能控制双氧水的用量，如果用分液漏斗来代替长颈漏斗，用开关大小控制双氧水流量，这样不但不会浪费双氧水，还能控制反应的速度。所以我们在确保实验效果的前提下，应尽量降低实验中试剂的浓度和用量，使实验药品最节省。
镜头六：滴管潜水艇实验
将两个废弃可乐瓶装满水，接下来介绍“塑料滴管”的制作方法，取一支废输液管，从壶腹（中间膨大处）一端剪去小塑管并在酒精灯火焰上烧熔密封，另一端留有15cm长。将做成的“塑料滴管”用一支铁钉加重放入其中一个可乐瓶，拧紧瓶盖，双手使劲挤压瓶壁，仔细观察滴管，发现它会往下潜。松开手后，滴管中的水被挤出，滴管往上潜，这就是教材中的潜水艇工作原理。然后折一段牙签塞住第二支相同滴管的出口，把滴管放进另一瓶子，其余的做法与上相同，实验结果把鱼类上浮和下潜的原理展现得淋漓尽致。本实验中用到的可乐瓶、铁钉、牙签、塑料滴管等都是日常生活用品。
利用无毒害而生活中到处都有的废弃塑料矿泉水、可乐瓶还可代替水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗、塑料洗瓶等。如大可乐瓶从下半部剪开就成了一只水槽，把小的矿泉水瓶对半剪开，上半部分可作漏斗，下半部分可作烧杯，也可用来制作水火箭实验的机身和机翼。
生活中我们还可以利用其他废弃物品，如小贝壳代替小烧杯，用塑料药片板代替井穴板，用吊针来代替酸式滴定管和碱式滴定管的滴头，用眼药水瓶制成储液滴瓶。这样既节省了化学实验药品的用量，又使生活废弃物变成了微型实验仪器，使实验仪器微型化。
总之，在初中化学实验课堂教学中，我们不仅要做实验，而且要因地制宜，利用各种优势，采取一些实验策略来改进实验。著名学者李政道博士曾说：“实验无论怎样强调都不过分。”改进实验的目的是让学生更好地感知实验，实现自我体会、自我感悟，获得启迪。通过优化教学设计，改进实验方案，使实验教学与探究学习融合起来，充分发挥实验的探究功能，不但让学生获得知识，学到技能，而且重视让学生受到科学方法、科学思维的训练，养成科学精神，使学生对实验保持持久的探究兴趣和创新兴趣。
参考文献
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[2] 侯向阳，高楼军，李东升，等.物理化学实验教学改革实践与再思考．实验室研究与探索，2006（11）.
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[4] 路爱霞.化学教学中的环境教育.中小学电教，2008（3下）.
[5] 刘东晖.初中科学实验指导手册.疑难问题解决丛书，2010（7）.（见习编辑郭振玲）
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