初中化学实验仪器及装置创新方法探析

向伟

（新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第四十七中学）

摘 要：内容所探讨的初中化学实验仪器及装置的创新教学方法，指的是在以往化学实验的基础上，通过将化学实验仪器及装置运用对比法、组合法、扩充法和替代法等进行重新组合或者拆分，从而得到更为安全、高效、明显及可实施性强的实验过程，进而以此实现初中化学实验教学的创新。以下结合自身中学化学教学经验，浅谈如何实现实验教学的创新。

关键词：初中化学；实验教学；仪器及装置

初中化学实验教学是培养学生实验综合技能和科学实验精神的重要演练场，更是对学生理论知识进一步深化的手段，因此，为了让学生能够在更加安全、高效的实验教学中汲取化学知识，教师可以恰当利用各种有效的创新方法，将实验所需仪器及装置进行重新组合和拆分，进而达到这一教学目的。以下笔者将展开具体的论述，望以自己的实验经历与各位同仁共勉。

一、初中化学实验教学的重要性

初中生是我国当代的青年力量，更是我国有效推行改革开放、大力发展经济建设的后备军，而要想实现综合国力的腾飞，就需要依靠具有较高文化知识和科学素养的人才。初中化学实验教学的开展，能极大地深化学生对化学理论知识的理解和掌握，并且还能强化初中生的实验动手操作能力，培养学生实验探究精神、材料搜集能力、实验观察能力、科学分析能力等，进而提升初中生整体知识水平。既然要开展化学实验教学，那么就需要有必备的化学实验仪器及装置，如烧杯、酒精灯、试管、试管夹、锥形瓶等，但是传统的化学实验教学方法存在多种弊端，如化学反应现象不明显、反应速度过慢、化学材料浪费严重以及易产生有害物质等。其中尤其以生成的有害物质是改善实验教学的推动器，因为如果不将这些化学实验中产生的有害物质进行有效的吸收和分解，一方面会造成自身的生命财产受到损坏；另一方面，还有可能危及大多數人的公共利益。因此，从这一角度来看，这些问题亟待解决或改善。为了有效改善这一实验教学弊端，身为化学教师理应积极分析实验原理，在透彻理解和掌握的基础上，利用将实验仪器和装置重新组合或拆分的创新方法，将现有的初中化学实验中存在的弊端进行有效的改进和优化，以达到有效优化中学化学实验教学质量的目的。

二、合理利用化学实验仪器及装置创新教学方法的实践过程

（一）利用对比法创新实验教学过程

在化学实验教学中，有时为了突出化学反应的实验现象和实验本质，往往会运用到对比实验，目的是让学生在观察时能够看到更加清晰的实验现象。例如，“浓硫酸的稀释实验”是人教版九年级化学下册第十单元中的一个常规性实验。教材上所给出的稀释实验过程是：将浓硫酸沿着烧杯壁缓慢倒入水中，并且在倒入的过程中时刻用玻璃棒缓慢地搅拌，这样才能让浓硫酸在溶解于水的过程中所释放的大量热量及时散发出来，除此之外，还要注意绝对不能将浓硫酸快速倒入水中，否则溶解的瞬间所释放的大量热量会将酸迅速蒸发，从而危及人身安全。所以为了使“浓硫酸的稀释实验”更加安全，教师可以对实验器具进行改进，为浓硫酸的稀释营造一个密闭的“生产”环境，从而确保整个实验过程具有可靠的安全性。

具体来讲，教师可以在密闭的玻璃瓶中装满1/4的蒸馏水，瓶口用橡皮塞塞住，然后将一支装有浓硫酸的玻璃注射器插入到玻璃瓶的橡皮塞子上，再将一支捆扎了气球的玻璃管插入瓶塞中，从而形成一个密闭的反应空间，将注射器中的浓硫酸缓慢注入盛有蒸馏水的玻璃瓶中不断震荡，从而让学生能够清晰地观察到气球能够在较短的时间内迅速膨胀的效果，并且整个浓硫酸稀释反应的过程都是在一个密闭的空间内，确保了实验操作的安全性，如此采用传统实验与创新实验对比的教学过程，能够让学生对浓硫酸的稀释反应记忆深刻，理解更加透彻。

（二）利用组合法创新实验教学过程

所谓化学组合实验，指的就是将传统的两个或者两个以上的实验过程，组合成为一个连续不断、实验现象明显的新实验，从而实现改善和创新实验方法的教学效果。例如，初中化学实验教学中有两个经典的实验案例，其中一个是双氧水制氧在二氧化锰的催化下制取氧气的实验，另一个就是铁在氧气中燃烧的实验。双氧水（H2O2）制氧的实验，既能让学生直观地观察到二氧化锰作为催化剂的辅助作用，又能让学生明白该化学反应的实验类型，即分解反应。通过铁在氧气中充分燃烧生成四氧化三铁的反应，可以让学生明白该反应属于氧化反应以及氧气具有明显的助燃性。为了让中学生能够接受到具有连续性的化学知识，更为了优化化学资源的配置，教师可以将这两个化学实验作为一节课的教学内容展示给学生看，将双氧水经过分解实验制取的氧气，运用到氧化还原反应中，让学生观察铁丝在氧气瓶中的燃烧现象。除此之外，教师还可以将燃烧后生成的二氧化碳有效地提取出来，运用到验证二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的实验中，从而实现化学资源的合理配置，实现组合法创新实验教学的目的。如此，通过将原有实验重新进行组合的方式，可以让初中学生接受到更为全面的、系统的和连续的化学知识，有效强化学生的化学理论知识和化学实验能力，更能以教师自身的实验创新精神来勉励学生，在实验中培养学生良好的实验创新精神，并且这一教学过程也是切实符合我国新推行的素质教育理念的具体体现，因此，综合来看，我们作为化学教师应当积极利用现有的实验器具进行有效的创新教学，以优化和改善实验教学，全面提高学生的化学综合能力。

（三）利用扩充法创新实验教学过程

将化学实验所需仪器及装置运用扩充的方法纵向或横向地挖掘其潜在的功能，进而达到扩充实验、延伸实验的目的，可以有效开阔学生的视野，培养学生的发散思维能力和创新实验的精神。具体来讲，教师可以在教学金属氧化物与酸的化学反应时，细心研读教材。课本上安排的盐酸、硫酸的除锈实验虽然合理，但是其反应时间太长，如果直接拿到化学实验课堂来展示的话，则不利于学生观察。因此，为了有效缩短实验反应所需的时间，教师可以在此基础上扩充以酒精灯加热的过程。除此之外，还可以补充硫酸与氧化铜反应的实验（也加热）。如此，通过这样的扩充法创新实验过程，可以让学生更加清晰地观察到盐酸除铁锈形成的黄色透明液体以及硫酸与氧化铜反应形成的蓝色透明液体，进而激发学生学习化学实验的兴趣，领略化学实验的神奇色彩。进而引发学生深入探究实验原理的积极性，学生也就能类推延伸掌握酸与金属氧化物的反应规律。

（四）利用替代法创新实验教学过程

利用替代法将传统实验中涉及的实验器具和器材进行有效替换，以提高化学实验教学质量。除此之外，它还可以是对效果不太明显的实验进行反应原料的替代，也可以是对实验用品的替代。但无论是哪一种有效的替代，只要能优化实验教学质量，都可以为教师所用。

例如，人教版初中化学第五单元“化学方程式”中的“课题1质量守恒定律”中有一个经典的关于验证化学反应实验前与实验后其质量守恒的实验，就是碳酸钠（Na2CO3）与盐酸（HCl）的化学实验反应。传统的实验验证过程是，将烧杯、试管、适量的稀盐酸及碳酸钠固体颗粒放在托盘天平上称出实验前的数值，待反應过后再称出一个数值，比较两个数值的大小。进而让学生明白，在反应中由于释放了大量二氧化碳气体，致使反应后的实验质量较反应前更轻了一些，由此引申出化学实验中存在质量守恒定律。但是，这样的实验反应中存在着一定的弊端。其一是我们无法确定在反应中所释放出的气体一定是二氧化碳；其二是由于碳酸钠与稀盐酸的反应速度过快，其放出的大量气体不利于收集。因此，针对这种实践困境，教师可以积极采用替代法改进和创新教学方法，即利用带有气球封装的锥形瓶来收集碳酸钠固体与盐酸反应时释放的二氧化碳，使整个反应中不存在二氧化碳被释放到空气中的现象，由此可以在天平上称得化学反应实验前与实验后的质量是恒等的，从而更好地引申出化学实验质量守恒定律。

概言之，在初中阶段，运用有效的实验仪器及装置的创新方法，可以大大凸显实验现象，使传统的化学实验教学变得更加高效、便捷、安全和具有更强的可操作性，进而优化中学实验教学质量。具体的改进和创新策略可以是对比法、组合法、扩充法和替代法，通过有效利用以上实践策略，进而提高初中化学实验教学的有效性，将我们的初中学生培养为文化知识和实验技能、科学精神全面发展的综合型人才，保证我国综合国力达到实质性提高，进而实现经济和科技的腾飞。

参考文献：

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[3]邵军.改进化学实验教学 培养学生创新发展能力[J].新课程（中学），2012（6）.

编辑 常超波