例谈初中化学实验教学的认识和实践

陆文飞

摘 要： 化学学科起源于实验，发展于实验，成就于实验。我们在进行化学实验教学与研究时，不可避免地会遇到问题，怎样做实验成功率才高？实验出现意外现象怎么办？对权威结论是深信不疑还是有所怀疑？若怀疑，能否进行实验验证？近年来，作者在以上几个实验问题上进行了实践探索并用教学实践案例阐述了认识：一是细节决定成败，创新孕育新知；二是质疑发现错误，探究获取真知；三是意外蕴含价值，失败同样精彩。

关键词： 初中化学 实验教学 教学实例

化学学科起源于实验，发展于实验，成就于实验。化学实验是化学科学的基础，是化学知识的主要源泉，化学概念、定律和理论大多是在化学实验中试验、研究和发现的。我们在进行化学实验教学与研究时，不可避免地会遇到问题：怎样做才能使实验的成功率高？实验出现意外现象怎么办？对于困惑是消极等待还是主动探究？近年来，我对以上问题进行了实践探索，得到了认识。现与大家交流讨论，不妥之处敬请批评指正。

一、细节决定成败，创新孕育新知

在科学史上，有些科学家由于重视细节而获得发现，有些科学家由于未重视细节而与成功失之交臂。1785年，英国科学家卡文迪许通过实验发现，把不含水蒸气、CO2的空气除去O2和N2后，仍有很少量的残余气体存在，可是这并未引起他的重视。100多年后，英国科学家雷利测定氮气的密度时，没有忽视微小的差异，分离出一种气体并将其命名为氩。同样，我们在做一些演示实验或学生实验时，有时成功有时失败，原因在于一些细节。

如沪教版教材上册13页出现的“空气中氧气体积含量的测定”实验，很多老师实验很难取得成功，这是由于不注意实验细节。在实验过程中，实际测定的氧气的体积分数大于1/5的主要原因是没有将燃着的红磷迅速伸入集气瓶或止水夹未夹紧，造成瓶内的空气因受热膨胀而外逸，使瓶内的气压减小；实际测定的氧气在空气中的体积分数小于1/5的主要原因是装置漏气、红磷量不足、瓶未冷却到室温。只有掌握上述空气中氧气体积分数与理论值偏差的各种原因，注意实验过程中的种种细节，才能在不同实验情境中灵活地分析相应情境下氧气体积分数测定的影响因素。

二、质疑发现错误，探究获取真知

一些书籍甚至教材中的某些结论都不一定正确，因为这些结论不是通过实验而是通过逻辑推理或主观臆断得来的。所以，我们不要迷信权威，而要相信实验事实。实验是最高“法庭”。我们应当主动探究，获取原创性的知识，以下是教学实践案例。

在实验室制取氧气的时候，如果用向上排空气法收集，“将带火星的木条放在瓶口，木条复燃，氧气就集满”，这是一种司空见惯的氧气验满的方法。在经过一次无意的实验之后，有学生却对它的可信度表示质疑。起因是在一次制取氧气的实验过程中，有学生用排水法收集氧气时，操作不熟练，将装满水的集气瓶一下子翻倒流出1/3的水，眼看着导管口直冒气泡，他没有将水注满，而是直接把集气瓶罩在导管口收集，集满后用带火星的木条放在瓶中试了下，结果木条居然同样复燃了。看来，要使带火星的木条复燃不一定要纯的氧气，反过来说，在收集氧气的时候未收集满，带火星的木条一样可以复燃。对于学生的质疑，我决定让学生仔细探究木条复燃与氧气含量的关系，鼓励指导他们设计实验探究使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少。最后实验计算发现这个最低值是49%，也就是说，集气瓶口氧气的含量达到一半时，就足以使带火星的木条发生复燃。

在这样一次发现问题、质疑权威和实验探究的过程中，学生真切地感受到“凡事需要多问几个为什么”，“方法比知识更为重要”。

三、意外蕴含价值，失败同样精彩

在科学实验中有失败，也有错误。面对这些失败和错误，我们该用怎样的态度对待呢？我认为“错误是宝贵的教学资源”，可以利用它为教学服务，让意外、错误、失败成为教学中的精彩一笔，以下是教学实践案例。

有一次学生实验课上，在做铜与稀硫酸的实验时出现了异常。有一组学生将铜放入稀硫酸后，居然有气泡产生，当时学生都感到很惊讶，课堂上议论纷纷，质疑不断。我当即要求该生在全班同学前对实验再现，这次更多的学生观察到了铜片表面确实有气泡产生。那一刻学生真是满脑子困惑，我请他们试着解释，答案五花八门：有的说铜不纯，含有活泼性金属杂质；有的说铜表面被氧化，有一氧化铜，话刚说完自己又反对，说氧化铜跟稀硫酸反应没有气泡；还有的说铜表面有铜绿……我让学生继续观察刚才放入稀硫酸中的铜片还有无气泡，发现已没有气泡，取出洗净擦干，跟未用过的铜片对比，发现从酸中取出的铜片光亮、呈紫红色，未用过的铜片表面暗淡、有暗绿色斑，在反应过的稀硫酸中加入足量氢氧化钠溶液，出现蓝色沉淀。至此，原因找到了，是由于铜表面产生的一些碱式碳酸铜引起的。原来这些铜片是去年做该实验时剩余的，在空气中已被氧化。实验异常现象至此得到圆满解释，但我认为这正是对他们进行思想教育的好时机。于是我说：“我们一定要有实事求是的科学态度，要相信眼前的事实，不要主观臆断。要明白物质世界（包括化学反应）的复杂性，对实验出现的异常，不能视而不见，更不能随便解释，要弄清其中的原因。”通过实验及教育，我和学生都感到收获多多。

综上所述，化学学科与其他学科的最大差异是有丰富多彩的化学实验。“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式”。我们在进行化学实验教学与研究时，要引导学生正视实验中出现的问题与想法，挖掘并用好实验，对于学生学好化学、提高能力及今后发展都具有极其重要的意义。