可操作性初中化学实验改进研究

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摘要：为提高初中教材实验的可操作性，本文通过对人教版初中化学教材中“蜡烛燃烧产物的检验”“分子在不断运动”“碳酸钠与盐酸反应”三个实验入手，探究初中化学实验的研究、改进，以提高实验的教学效果。

关键词：化学实验；分子运动；可操作性；改进创新

开展化学实验教学是增强学生观察能力、动手能力和科学探究能力的重要手段[1]。但有些实验若按照教材中的设计进行，往往不好操作，不能达到预期的教学效果，本文通过对这些实验从可操作性方面进行改进，增强了实验的教学效果。

一、蜡烛燃烧产物的检验实验的改进

（一）研究背景。人教版初中化学上册教材第一单元课题2中检验蜡烛燃烧产物的实验装置如图1所示。用该方法做实验有以下不足：（1）烧杯内壁基本看不到有水雾出现，因为9月初，气温还非常高，被冷凝的水雾立即被蒸发掉；（2）澄清石灰水变浑浊现象不明显，甚至不变浑浊，因为附着在烧杯内壁的澄清石灰水的量太少。（二）研究思路。本实验也有同人进行改进，各有优点。笔者对原教材实验进行研究后发现，增加澄清石灰水与二氧化碳的反应量和减少水蒸气的蒸发是保证该实验成功的关键，笔者从这两个方面对实验进行了改进，以提高该实验的成功率。本实验用125mL的集气瓶代替烧杯，改进的实验装置如图2所示，该装置可将蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气收集在集气瓶中，使用该装置操作实验更简单，提高了实验的可操作性，实验现象更加明显。（三）实验步骤及现象。（1）点燃蜡烛。在火焰上方罩一个干冷的集气瓶，当集气瓶内壁出现水雾时，将集气瓶移开，并立刻用玻璃片盖住集气瓶口，可观察到集气瓶内壁出现明显的水雾。（2）将集气瓶正放，倒入适量的澄清石灰水，盖上玻璃片，振荡，可观察到石灰水变浑浊。（四）研究创新点。该装置用集气瓶代替烧杯收集蜡烛燃烧生成的产物，因为有玻璃片盖住集气瓶口，能有效地防止水蒸气和二氧化碳气体的快速逸散[2]，收集一次即可以检验燃烧生成二氧化碳和水蒸气，而且实验现象明显，提高了实验的可操作性，有效地保证了实验的成功率。

二、分子在不断运动实验的改进

（一）研究背景。人教版九年级化学第三单元第1课中分子不断运动的实验设计如图3所示。笔者在课堂上多次演示该实验后，发现该实验有以下不足：（1）教材实验的浓氨水是敞口放置的，虽然用大烧杯罩住，但还是会有氨气逸散到教室中，这不符合环保理念；（2）教材中的实验不能移动，后面的学生观察不清楚，不利于学生操作；（3）教材中的实验要放置2~5分钟后才会出现变红的现象，实验等待过程时间较长；（4）教材中的实验需要氨水量3~5mL，只用一次，浪费药品。（二）研究思路。本实验已有同人进行改进，各有特色，笔者通过实验改进，设计了一个简单、环保、有趣、现象明显且实验成功率高的分子不断运动的实验装置，如图4所示，用该实验装置，教师可以在课堂上演示实验，学生也能用该装置来做分组实验，这不仅节约了药品，而且实验现象明显，提高了实验的可操作性。（三）实验步骤及现象。（1）取一个125mL的集气瓶，向集气瓶中滴2~3滴浓氨水，盖上玻璃片。（2）在滤纸上滴2~3滴酚酞溶液，注意不要太多，润湿就好。（3）将用酚酞润湿的滤纸放到集气瓶口，1秒钟内白色的滤纸马上变成红色。（4）将变红的滤纸移开集气瓶口，在空气中甩动几下，红色的滤纸又变成白色。（5）将变白的滤纸再次放到集气瓶口，白色的滤纸马上又变成红色，在空气中再甩动几下，红色的滤纸又变成白色。（四）研究创新点。该实验最大的创新点是实验中使用的浓氨水的量非常少，只要2~3滴浓氨水实验现象就非常明显，节约药品，绿色环保。该实验时间短，1秒钟内就可以观察到明显的现象，而教材的实验要2~5分钟才能观察到现象。该实验可反复操作，实验成功率为100%，且趣味性强，实验现象明显，便于学生分组实验，教学性和趣味性共存。

三、碳酸钠与盐酸反应实验的改进

（一）研究背景。人教版九年级化学教材上册第十一单元课题1中碳酸钠与盐酸反应的实验设计如图5所示。按照教材中的设计装置进行实验，由于反应速率太快，实验操作中总感觉手忙脚乱，往往是加入盐酸，塞紧试管口，导管刚通入澄清石灰水，反应就基本停止了，石灰水不变浑浊或浑浊不明显[3]。（二）研究思路。本实验已有同人进行改进，各有优点,笔者从反应速率和防止二氧化碳逸散两个方面对实验进行改进，改进的装置操作简单，如图6所示，改进之后的实验增强了可操作性，实验现象更加明显，提高了实验教学效果。（三）实验步骤与现象。（1）在试管中加入0.5g碳酸钠，用胶头滴管吸取一滴管的稀盐酸。（2）将橡皮塞塞紧试管口，将导管通入盛有澄清石灰水的试管中。（3）将胶头滴管中的稀盐酸逐滴滴入试管中。（4）无色气泡从澄清石灰水中冒出，一段时间后，澄清石灰水逐渐变浑浊。（四）研究创新点。该改进实验可以平稳地产生二氧化碳气体，实验现象明显，实验的可操作性强，可以提高实验的教学效果。

综上所述，改进初中化学教材实验的可操作性，可以提高实验的成功率，使实验现象更加明显，提高化学教材实验的教学效果，培养学生的创新思维，锻炼学生科学探究精神，本人将继续对以上实验装置进行更进一步的完善，使改进后的装置能更好地为教学服务。

[参考文献]

[1]潘国荣，白显圣.蜡烛燃烧产物检验实验的改进[J].化学教育,2018(01):60-61.

[2]郑书怀.“分子运动现象”实验的改进[J].实验教学与仪器,2017(01):57.

[3]江雷.碳酸钠溶液与稀盐酸反应实验探究[J].中学化学,2015(08):29-30.

作者:姚亮发 郑柳萍 杨振忠 单位:1.福建省长泰县第二中学 2.福建师范大学化学与材料学院