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实验改进

初中化学实验的改进建议

乌鲁木齐市第十三中学黄中玲

化学是一门以实验为基础的学科。

化学实验是中学化学教学的一个重要组成部分,它对于化学现象、化学概念的理解起着重要的作用.并且实验教学可以激发学生学习的兴趣，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，还有助于培养学生实事求是，严肃认真的科学态度和科学的学习方法。

然而在实际教学中我们发现,教材中的某些实验设计并不那么完美,或者不易完成,或者不能充分说明问题,等等。

因此，我们不仅仅要做实验，更应改进实验教学、探索实验方法、完善实验理论。

我认为中学化学实验改进、实验创新就应该从教学中遇到的实际问题入手。

下面我就初中化学实验中采用的一些实验策略和几个实验的改进和设想与各位同仁一起分享，请提出不足和需要改进的地方。

一、合理增加实验，促进知识的理解

1、绪言中可以增加实验

学好化学，教师应从开头做起。

比如，绪言课一开始向学生介绍：

“从今天起我们开始学习一门新的课程”，化学是一门怎样的课程呢？

二、增加补充,帮助学生理解知识点。

补充实验：

（1）牛奶变清水

（2）白纸变红字

（3）烧不坏的手帕

以此激发学生对化学的好奇和兴趣。

既而还可以再提出一连串的问题：

我国经济突飞猛进，需要大量的钢材，哪么钢铁是如何炼成的呢？

钢铁为什么会生锈？

煤气为什么会使人中毒死亡？

农作物的生长所需的养料有哪些？

什么是瓦斯爆炸？

人胃里的胃酸过多可以用什么药治疗？

森林火灾如何预防等？

在学生面前不断地提出他们暂时还解决不了的问题，让学生在无尽的问题中产生浓厚的求知欲，从而在学习过程中永不满足。

2、分子运动──氨分子的扩散

在此实验中，用大烧杯罩住两只分别装有酚酞试液和浓氨水的小烧杯。

学生在实验室中进行实验时，教师可以发现最大的问题在于：

氨水挥发出来的刺激性气味很大，而且氨水的用量也较大。

对于这个实验的改进方法是：

用小烧杯代替大烧杯、用小盖子代替小烧杯，分别在盖子内滴入酚酞试液和浓氨水，把实验微型化，这样既节省了药品，现象明显且又不会有很大的刺激性气味。

（小盖子也可以用干奶片的空塑料面板代替。

）将实验微型化,既节约又环保

实验装置和方法

向盛有约40mL蒸馏水的烧杯中加入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察溶液的颜色。

1.取少量上述溶液置于试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察溶液颜色有的变化。

2.将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个小烧杯C加入约5mL浓氨水。

用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外（如图2所示）。

观察几分钟，有什么现象发生？

这一现象说明了什么？

3.实验现象

烧杯A中的酚酞变为红色，烧杯B中的酚酞不变色。

4.实验结论

分子在不断运动的。

酚酞溶液遇碱性物质变红。

5.需要注意地方

如果操作错误，烧杯A、B中酚酞溶液可能都变为红色，故应先放烧杯C、于大烧杯中，再往小烧杯中倒入酚酞溶液，一杯于内，一杯于外。

化学实验中观察能力是学生积极思维的触角，敏锐的观察能力对学生思维能力的发展起着重大的作用。

取4条长15厘米的细铁丝，下端拧在一起，插在一个7号胶塞上，放在玻璃片上，上端分开成树枝形，将浸有酚酞试液的棉花团绑在树枝上制成“花树”在玻璃片上滴一滴浓氨水，罩上大烧杯。

过一会儿，便可发现棉花团由白色变成了红色，犹如一株开满红花的“铁树”，十分壮观。

在忽如一夜春风来，千树万树“桃花”开的情境下，通过对“春风来”和“桃花开”现象的解释，启发学生想象分子的存在和不停地运动，从而加深对分子概念的理解，进而概括出分子的基本性质。

①分子在不停地运动；②氨水能使酚酞变红；③氨水具有挥发性，酚酞试液不具有挥发性。

教学中，我们应该在实验现象的美上多作文章，使学生在实验中领悟化学的魅力，从化学实验现象的精彩变幻中，洞察实验的内涵，让学生在美的享受中掌握知识、培养能力。

3、测定空气中氧气的含量

测定空气中氧气含量的演示实验时，在做学生发现瓶内水面上升的体积小于瓶内空气体积的1/5，在讨论完几个方面可能的原因后，我给学生提出了新的课题──“如何精确测量空气中氧气的含量”。

学生们都十分有兴趣的进行讨论设计，并得出了多种方法，然后让大家加以比较。

一种方法是先往瓶中装满水至胶塞位置，然后倒入量简测量这部分水的体积（即瓶内空气的体积），待红磷燃烧后，冷却至室温，再测量一次进入瓶内的水的体积（即氧气的体积），从而可算出氧气的含量。

该方法原理上看正确，但被别的同学评价有失误，认为导管里还有一部分水，该水的体积没法测量，改进的方法是直接用量筒盛水来代替烧杯盛水，这样通过两次读数之差可更精确的测定出氧气的体积，因为它避免了导管中留有水引起的误差。

还有的同学设计了如附图所示的装置：

先向针筒装入一定量的水，然后点燃燃烧匙中的红磷，盖紧胶塞，则燃烧过程中，随气压的减小，针筒中的水会逐渐流入瓶中，且可直接读出流入瓶中水的体积，即瓶中原有氧气的体积。

这种装置避免了使用导管，所以既避免了反应后导管中空气进入瓶中引起的误差，又避免了导管中留有一定量的水引起的误差，能使测量更精确，被认为设计最佳。

通过这种教学设计，可以看出学生是在探究中思考，在探究中充分掌握了知识，在探究中领悟了科学研究中的严密性与趣味性，它不失为一种值得借鉴的途径。

4、石墨的导电性和活性炭的吸附性

在第六单元的“金刚石、石墨和C60”一节中，音乐碳棒音乐贺卡制作的电极，测定碳棒、溶液的导电性，增加学习的乐趣。

要做“活性炭（木炭）吸附红墨水的色素的实验”，教材中是直接在烧杯中进行吸附后再过滤除炭，操作麻烦，比较费事、费时。

其实完全可以在饮料瓶中先分别垫好膨松棉，再加入活性炭，制成简易净水器，然后固定到铁架台的铁圈上，操作时吸附加过滤一次完成，还能对比吸附效果，省时省力，效果很好。

还有重庆市巴蜀中学钱胜老师的《木炭还原氧化铜实验的改进》，原来实验是用木炭粉，实验现象有时不太明显，钱老师把木炭粉改成了激光打印机用的墨粉（粉末极细，价格便宜），实验现象变得非常明显；

二、关注细节,确保实验成功

1、对蜡烛及其燃烧的探究实验

该实验可以演示，也可以进行学生实验，操作因在9月份，气温较高，蜡烛燃烧烧杯壁有水雾的现象不明显，所以要指导学生在最初的几秒仔细观察，。

时间稍长，烧杯就被烤热，轻微的水雾马上消逝。

另外，实验中所述“片刻后取下烧杯，迅速向烧杯中倒入少量澄清石灰水，振荡……”对于没有操作经验的学生来讲，此举的成功率很低。

用烧杯内壁粘上石灰水变浑浊，有时候现象也不明显，建议改用蜡烛在烧杯中燃烧一会儿取出，再倒入澄清石灰水，振荡

1.蜡烛火焰各层温度的比较

人教版教科书上采取如下方法：

取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入火焰中，约1秒后取出，观察并比较火柴梗在火焰的不同部位被烧的情况。

此操作学生很不容易把握，有时看到火柴烧着了，有的中间两端全变黑了。

对此，我们让学生用一根细铁丝或细铜丝拉紧平放在火焰上。

学生可明显地看到金属丝在外焰的部分发红，内焰及焰心部分较暗，从而可以推断出蜡烛火焰各层温度的高低，而且易操作，现象明显。

   2.点燃蜡烛刚熄灭时的白烟

按照教科书上介绍用火柴点蜡烛刚熄灭时的白烟，由于吹灭蜡烛到点燃火柴的时间较长，白烟很快散尽，蜡烛很难重新燃烧。

对此我们作了如下改进：

熄灭蜡烛前将打火机并齐靠在蜡烛旁，吹灭蜡烛同时按下打火机。

蜡烛即刻由点燃的白烟引燃，效果明显

2、二氧化碳的制取

在实验室制取二氧化碳时，是以大理石或石灰石为原料与稀盐酸反应制取的，那么为什么不能用稀硫酸代替稀盐酸？

为什么不能用碳酸钠代替大理石或石灰石呢？

为了让学生理解并掌握这部分知识，可补充下面的实验：

（1）用大理石和稀硫酸反应，观察实验现象：

刚开始时反应进行很快，但反应一段时间以后，由于微溶于水的硫酸钙不断生成，附着在大理石的表面，使大理石无法接触到稀硫酸，反应就逐渐停止，没有气泡产生。

（2）用碳酸钠与稀盐酸反应，观察实验现象：

反应速度过快，反应物一会儿就反应完了，产生的气体来不及收集。

通过让学生自己动手做实验，观察现象并讨论反思，找出最佳的方法，可以有助于学生更容易地记住结论，巩固所学的知识。

3、向烧杯中倾倒二氧化碳使高低不同的蜡烛熄灭

验证二氧化碳在一般情况下不燃烧也不支持燃烧且密度比空气大的性质的实验。

通常我们采用的装置是在一个烧杯中放两支高低不同的燃着的蜡烛。

通过向其中倾倒二氧化碳，观察到蜡烛由低向高依次熄灭，通过分析获得结论。

但是，在实际操作过程中，看到的现象却并不是那样，要么两支蜡烛几乎同时熄灭，要么低的蜡烛的熄灭了而高的蜡烛怎么都不熄灭，还常出现两支蜡烛都不熄灭或高的先灭等现象，标志着实验失败了，还要重来。

造成这些现象的原因主要有如下几个：

1、二氧化碳倾倒过快。

2、二氧化碳倾倒过慢或者倾倒过程中有停顿。

3、蜡烛高低差别不大。

这些原因都有可能造成实验失败。

通过反复的摸索和研究，我的做法是：

选择长为1.5cm和3cm的两支蜡烛，点燃后，用坩埚钳将两支蜡烛分别放在烧杯（250ml）内的一侧，然后用坩埚钳夹持一块玻璃片放入烧杯内遮在火焰一边。

取盛满二氧化碳的250ml的集气瓶，缓缓（速度稍快，中间不要停顿）将二氧化碳从烧杯一侧倾倒进烧杯。

这样，就可以看到比较明显且正确的现象了。

还可以用稍大一些的（如250mL以上的）饮料瓶来代替集气瓶收集二氧化碳并倾倒，效果一般很不错，原因有二：

1、饮料瓶各种容量规格的都好找到，一般都较大，能收集足够多的二氧化碳；2、饮料瓶的瓶口比集气瓶的要小很多，便于集中倾倒，能有效防止二氧化碳四处扩散。

当然影响该实验成败的因素还有很多，如两支蜡烛的火焰大小、烧杯的大小等，都要给予充分的考虑。

4、探究金属活动性顺序

该实验通常选用镁、锌、铁、铜分别与稀硫酸反应，根据生成气体的快慢程度来体现金属的活动性强弱。

实验中镁、锌与稀硫酸反应的现象比较明显，但是铁丝表面的气泡很少，有时甚至看不到气泡，这样会造成学生获得错误的结论。

出现这种现象的原因是使用的铁丝表面已经被氧化了。

为了获得明显的现象，我的做法是：

用粗砂纸用力打磨铁丝，将插入酸中部分的铁丝表面的氧化物彻底去除（最好能在铁丝表面形成较深的直拉划痕，这样做效果会更明显）。

打磨后迅速插入稀硫酸中就能看到成串的气泡产生并从酸中逸出。

5、 生石灰与水反应放热的演示实验

沪教版第五章第四节有生石灰与水反应放热的演示实验。

课本是这样设计的:

向块状的生石灰表面倒入适量的水,然后把生鸡蛋打在生石灰表面,一段时间后，能看到鸡蛋被煮熟，从而用来证明生石灰与水反应放热。

本人认为该实验虽然现象明显,但是用时太长。

对此，我在教学中做了以下改进：

①将块状的生石灰用锤砸成粉末状，越细越好，然后放入烧杯中，加入适量的水,因生石灰粉末与水的接触面积大,且排除了表面的生石灰已经变质的干扰，很快就能看到热气腾腾的雾气，如果用温度计测量温度变化或像课本那样煮鸡蛋都不受影响，且耗时少、现象更明显；②也可把已经砸成粉末状的生石灰放入试管中，然后加入一定量的水，用试管夹夹持着在酒精灯的火焰加热，很快就能看到沸腾现象，然后将试管远离酒精灯的火焰，能看到试管内的液体持续沸腾很长时间，现象十分明显。

该做法简单，演示或分组实验都可以。

　　实验注意点：

①生石灰不要提前砸碎，以防变质；②做生石灰与水加热的实验时，放水不能超三分之一，因为沸腾很剧烈，易飞溅。

三、注意实验绿色环保。

培养环保意识

中学化学教学过程中，无论是演示实验还是学生实验，常常是有毒的物质参加反应，若处理不当，对环境会造成污染。

针对这一问题，而引导学生积极思维，进行创新，对实险进行绿色化设计。

1、酸雨实验

硫在氧气里燃烧的实验有一定的污染，在做这个实验时作了以下改进，并将模拟酸雨的危害一起作，具体是：

把一个小燃烧匙的柄固定在橡皮塞上，在集满氧气的集气瓶里倒入少量的水，放入一粒锌、一小块大理石和一片树叶。

将少量的硫在燃烧匙内点燃，马上观察火焰的颜色后，伸入集气瓶，塞上橡皮塞，观察火焰颜色变化，熄灭后振荡，一会儿，就可以看见锌和大理石表明有少量气泡冒出，树叶发黄。

该实验集几个实验于一体，验证了氧气的性质，酸雨的成因和危害，消除了实验中SO2对空气的污染。

2.磷的燃烧

再如,做燃烧条件的探究实验时,铜片上的白磷燃烧产生了大量白烟,若不做处理,教室里将浓烟弥漫,对学生的健康造成危害。

因此,当白磷开始燃烧时,应立即用一锥形瓶（烧瓶等）罩在火焰上,防止白烟扩散。

为了使热水中的白磷燃烧起来,要向热水中通入氧气,而实际操作中发现,用导管通入氧气时,由于气流的作用,白磷很容易浮到水面燃烧起来,同样也产生了污染。

作为探究性实验，但是该设计有三个弊端：

①生成物污染大，②易燃物处理不好不安全。

③向热水下通氧气时，水下白磷会到处“乱跑”。

部分白磷会浮上水面燃烧，也有不安全隐患存在，改用以下几种方式较好。

（1）红磷、白磷着火点比较：

将吸干水的白磷、红磷加入试管内，塞上橡皮塞、再将试管同时浸入热水里，让白磷在试管内安全的燃烧。

红磷不会燃烧。

取出盛红磷的试管留待下一班的学生做相同实验。

（2）白磷的燃烧需要氧气的支持:

在一试管内注入热水，加入一小粒白磷，再把试管放入盛热水的烧杯内。

通入空气，既可观察到白磷在热水下燃烧，又可控制白磷不致“乱跑”。

白磷在热水下面通入氧气燃烧的实验，，可以做两个改进：

1.氧气可以用双氧水和二氧化锰混合制取氧气，操作简单方便，氧气充足，确保实验成功；2.由于白磷燃烧时，表面的水会沸腾，部分白磷会浮上水面燃烧，带来安全隐患，故可将一个小漏斗与橡胶管连接，倒放入水中将白磷罩住，通入氧气或空气时，漏斗内的水被排出，白磷可以在水下的漏斗内安全燃烧。

还要注意的是，白磷要少。

在“绿色环保”教育中引入化学实验的绿色化设计，不但可以培养学生的“绿色环保”意识，还有助于培养学生综合运用各个学科知识的能力。

介绍粉尘爆炸实验。

氢气爆炸。

泡沫灭火器。

四、组合对比,让实验更具说服力

四、改进实验操作，生动形象

对一些实验可以在原实验的基础上补充，以增强学生对这方面知识的理解和深化。

对实验器具选择及使用进行改进，使得实验操作更方便，方法更简单，效果更明显，说服力更强。

例如，固体氢氧化钠溶于水放热现象，用手触摸试管外壁时，有热的感觉，但是无法让所有的学生都感受到热的现象，于是做了如下改进：

将试管注入少量水，加热至沸腾，移开火焰，水停止沸腾，加入少量氢氧化钠后，发现溶液又重新沸腾，说明氢氧化钠溶于水放热，使水又沸腾了。

再如：

NaOH和CO2能否反应，教材是直接给出的，这难以使学生信服，因此很有必要增设。

我采用的是“喷泉实验”，如右图，操作如下：

在250ml圆底烧瓶中先加入约5gNa2CO3粉末，然后再加入5ml浓盐酸，使其充分反应生成CO2,然后倒入5-10ml浓NaOH溶液，迅即塞好带有导管的橡皮塞，晃动烧瓶，使其充分反应，将它倒置在铁圈上，打开导管上的止水夹，可观察到水迅速地进入烧瓶且变为红色，形成美丽的喷泉！

学生会立即得出这是CO2反应完的缘故。

这时再分析CO2和NaOH的反应及方程式的书写便是水到渠成了，学生也更感兴趣了。

：

由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3，将CO2与NaOH反应，在反应后的溶液里滴加HCl，如果有气泡产生，证明CO2与NaOH发生了反应。

但是对这样的设计方案过程中是否严密的问题，也有人提出了疑问：

因为CO2也能与H2O反应生成H2CO3，同样含有CO32-，怎么知道是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2，还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2？

怎么消除H2CO3的影响？

所以将实验过程做了一点改进：

先将反应后的溶液加热，使H2CO3分解，再滴加HCl。

经过改进，这个实验方案变得完整，实验证明，加热后，再滴加HCl，有气泡产生，证明CO2与NaOH确实发生了反应，使实验解除了疑问，排除了干扰，获得了准确的结论。

头发：

又如：

在探究酸碱度对人的头发的影响的实验时，步骤中有用手拉断头发，感受拉断的难易程度的操作，凭手的感觉很不容易感受力的大小，在这里我改用弹簧秤去拉，做法是把头发的一端打一个节挂在弹簧秤上，另一端绕在手上，观察拉断时所用力的大小，这样不仅易于操作，而且能数字准确记录力的大小，便于比较，结果更有说服力。

除锈：

本实验中锈蚀的除去现象很明显，但由于自然环境下锈蚀的铁钉上锈的成分很复杂，反应物的生成物并不是单一的三价铁盐，故溶液的颜色往往不是黄色，而是土黄色。

为此可增加稀硫酸或稀盐酸与氧化铜的反应，溶液很容易变蓝色，效果十分明显。

 在试管内加入少量的氧化铜粉末，再加入稍过量的稀硫酸，微热试管，可见氧化铜粉末逐渐溶解，溶液变蓝色。

这个实验现象特别明显，所需时间很短，可以在2min内完成。

也可以对这一实验做一点改进，将一根铜丝擦光亮后，一端绕成螺旋状放在酒精灯火焰上灼烧，使这段变黑，然后趁热放进稀硫酸中，一会儿就可以看到螺旋上的黑色消失铜丝又变得光亮了，溶液也由无色变成蓝色。

这一实验具有节约、省时、形成对比的特点，既加深了学生对金属氧化物与酸反应的性质的理解，实验现象的记忆，又巩固了铜的化学性质，增强了实验效果。

有些实验的效果不明显，特别是某些演示实验，由于观察角度、教室或实验室光线、距离讲台的不同，实验效果有显著不同，同样这些实验也必不可少，这就存在一个增强实验的可视性问题，如将演示实验改成边讲边实验，或将通过现代教学技术放大实验效果或模拟动画等。

对于一些危险的、有毒的、复杂的、多次重复的或微观粒子的实验用计算机进行模拟演示实验更是可行的，甚至是必须的。

提起实验改进、实验创新，一些教师不知从何下手，我认为：

对于农村及经济欠发达地区的中学来说，由于学校实验条件简陋、实验经费紧张，教师更多地应该关注的是如何用一些替代品来完成本来无条件完成的实验，如微型试验、用矿泉水瓶以及经过消毒处理的一次性注射器、塑料袋等来完成的一些实验，这些地区的教师们要尽量地想办法创造条件开足开全实验；利用废旧物品的实验。

如云南省建水县建民中学的祁有金老师的《用矿泉水瓶解决西部贫困地区开展实验教学的探索与创新》，就是为了解决西部贫困地区的初中化学实验能够正常开展而想出的办法。

据祁老师展示、介绍，用无毒、无害而生活中到处都有的塑料矿泉水瓶可代替化学实验中的好多仪器，如水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等，把大的矿泉水瓶从下半部剪开即是水槽，把小的矿泉水瓶剪开，下半部分即可作烧杯，上半部分可作漏斗，想往矿泉水瓶上安一个支管，利用塑料的热塑性，把一根玻璃管的一端在酒精灯上加热后往矿泉水瓶上一插即可，非常方便。

祁老师介绍说：

“用此办法可解决初中化学教材中85％的实验。

他用矿泉水瓶制品演示的《二氧化碳的制取及性质实验》非常成功，赢得了与会专家和参会教师的尊敬和好评。

对于实验条件较好的中学教师来说，可从多媒体技术与化学实验的整合、教材中现有的某些实验的改进、培养学生创新思维的探究性实验等方面出发，进一步开发和完善化学实验的教育功能。

新教科书的实验编写，也考虑了学生和学校的实际，考虑到初中生的化学知识有限，对实验内容和操作的难度都有所限制，选择内容基础、操作简便的实验，以保证实验的顺利完成。

根据学生和学校的实际，确定实验的难度、数量和用品

　总之,改进化学实验,是为了使实验更加简便可行,现象更加明显,原理更加科学,使实验教学更切合实际,更便于推广,从而服务于教学。

只要我们处处留心,还有更多更好的方法可以使用。

以上就是我在多年的教学工作中，通过不断摸索和实验而获得的一点心得，希望能够与大家分享。

并希望借此抛砖引玉，让工作在教学一线的广大教师能够多发现、多研究我们教学工作中的问题，多指导青年教师解决一些教学工作中出现的问题，为化学教学贡献一点力量。

课后讨论：

1.如何使初中的实验更生动，你有好的实验吗，请介绍给我们。

2.如何注意实验中的“绿色环保”，在教学中你是怎么做的？

3.在实际教学中你对课程实验有改进的地方吗，效果如何，不管成功还是失败，请介绍给我们。

4.在实验教学中我们还需要注意什么？