初中化学实验优化设计的策略

周晓玲

[摘   要]阐述初中化学实验创新设计的思路和方法，结合一线教学的实验事例，从改进实验条件、仪器装置的优化组合、实验代用品的选用、实验的绿色化设计等不同的角度，提出了实验优化设计的策略，以增强化学实验的教学效果。

[关键词]化学实验;优化设计;初中化学

[中图分类号]   G633.8        [文献标识码]   A        [文章编号]   1674-6058（2019）26-0067-02

化学实验是最能让学生感受到化学世界的多样性与丰富多彩的地方，也是最能激发学生思考与交流、产生新问题的场所。而现行初中化学教材中，有的实验由于仪器药品或设计思路等方面的原因，实验效果往往不尽如人意。为此，有必要对其进行适当的改进，以增强实验效果，让学生亲身感受化学实验的魅力，获得成功的体验。

一、创设探究性实验

人教版初中化学教材《8.2 金属的化学性质》一节中，用铝与硫酸铜溶液反应的实验代替了旧教材中铁与硫酸铜溶液反应的实验，从理论上讲，铝比铁的金属活动性强，反应速率应该更快，现象也应更明显。然而，当学生把用砂纸打磨过的铝片放入新制的硫酸铜溶液中，发现反应速率非常慢，短时间内看不到明显的实验现象。面对学生的质疑，笔者并没有急着解释原因，而是引导学生通过实验探究来解决问题。学生通过小组分工合作，共同完成了探究活动（见表1）。

化学实验中的异常现象、学生实验时遇到的疑难问题，都是可以用做实验创新的课程资源。在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生的化学学习兴趣，提高学生的科学探究能力。

二、实验装置的优化组合

在关于氧气的制取与性质实验中，笔者让学生依据教材所提供的实验装置，比较同类装置的优缺点并优化重组，将相关的实验联系起来，完成以下探究活动：

1.设计一套实验室制取氧气的装置，并能够控制反应的发生或停止;

2.设计细铁丝在干燥的氧气中燃烧的实验方案，以探究氧气的性质;

3.将制取氧气与探究氧气性质的实验装置组合起来。

学生先在组内互评、修改和完善各自的方案，然后由小组代表在班上轮流展示。学生在制取氧气的设计中，大多用注射器或分液漏斗的活塞来控制过氧化氢的滴加速率，得到了平稳的氧气流。将装过饮料的塑料瓶截短后代替集气瓶来进行细铁丝的燃烧实验，如图1所示。用塑料瓶取代集气瓶，排除了集气瓶炸裂的风险。该装置集氧气的制取与性质验证于一体，使实验更为优化。

三、巧用实验代用品

在二氧化碳制法的探究活动中，学生在课堂上展示了他们的成果：将注射器内的食醋加入装有碎鸡蛋壳的矿泉水瓶中，立即有大量气泡产生，将产生的气体用输液管分别通入澄清石灰水、紫色石蕊溶液中，观察现象。学生还用实验代用品动手改造了“测定空气中氧气含量”的实验装置（见表2）。

引入实验代用品有利于培养学生的动手能力，同时给学生足够的机会让他们合作学习，真切体验巧用实验代用品优化实验设计的妙处。

四、实验绿色化设计

有的化学实验需要绿色化设计，如用白磷、红磷探究燃烧条件的实验，虽然教材中注释需在通風橱或抽风设备下进行，但是有的学校并不具备这个条件，而实验过程中产生的大量白烟无疑会严重污染室内空气。在燃烧条件的探究活动中，实验课程资源不是仅仅局限于教材或实验室，可以让学生通过图书馆或互联网查阅有关“钻木取火”“燧石取火”的资料，引导学生对资料进行分析、讨论，最终归纳出物质燃烧的三个条件。

另外，还可以采用对比研究的方法，设计三组探究实验，从物质的可燃性、氧气、可燃物的着火点三个方面引导学生进行探究，过程如下：

1.用镊子分别夹取一块小木片和一块陶瓷片，在酒精灯上点燃，发现木片燃烧而陶瓷片不燃烧，得出燃烧首先需要的条件是物质本身是可燃物。

2.点燃一支小蜡烛，然后用透明的玻璃杯倒罩住，小蜡烛很快熄灭，从而得出燃烧还必须具备的条件是可燃物要接触氧气或空气。

3.用镊子分别夹取一块小木片和一小块煤，在酒精灯上点燃，发现木片极易燃烧，煤则较难点燃，得出燃烧需要的另一条件是温度要达到可燃物的着火点。

此外，对于一些在实验室条件下很难完成或是会严重污染环境的实验，可以考虑使用多媒体课件来模拟实验的过程，这样也能起到很好的效果，并且能够体现绿色化学的思想。比如在“一氧化碳还原氧化铁”的实验中，用CAI课件展示错误操作可能造成的后果，可以防止一氧化碳爆炸及空气污染。

（责任编辑 罗   艳）