改进化学实验 创新器材使用

石伟伟

摘 要：化学实验器材是开展化学实验的载体。在新课程理念下，需要对原教材中的实验进行改进设计，而在这个过程中，同时需要对实验器材进行创新化使用。结合实例论述了基于化学组合实验、对比实验、扩充实验及替代实验的仪器及装置的改进策略。

关键词：初中化学;改进实验;创新

新课改讲究创新教学，化学实验课要想实现创新，往往会牵扯到实验仪器以及实验装置的改变。教师通过组合、对比、扩充以及替代等途径来进行整合实验以及拆分实验的创新，那么在这个过程中不可避免地需要对实验的仪器加以改变，从而实现创新实验的完成。这样的实验可以有效地培养学生的创新精神。针对实验仪器以及实验装置方面的研究，要求教师具备良好的观察能力以及灵活思考的能力，从实验仪器中提取新的发现，同时在脑海中将这些仪器进行解构与重组，并形成新的实验仪器组合。结合具体教学实践，笔者介绍自己在初中化学实验教学中经常用到的几种实验仪器及装置的创新策略。

一、基于“组合实验”仪器及装置的改进

组合实验是指根据具体的化学实验内容，将两个或者多个实验进行组合，从而变成一个实验进行。这样一来，将多个实验变成一个连续性实验，从而取得更好的实验效果，一方面可以有效地节约实验的时间，让学生有更多的时间对实验进行思考与总结，另一方面可以有效培养学生的观察、逻辑思维与综合分析等多种能力，并且对于学生处理问题的能力也有积极推动作用。在进行组合创新实验的过程中，我们会通过新的实验与旧的实验进行对比，在组合之后的实验过程中我们不难发现，实验效果的对比性有所加强，而且更加“绿色化”。而在引导学生进行组合实验的过程中，对原有的实验仪器及装置进行整合改进是十分重要的，这样才能让组合实验更有效。

例如，教材中关于“一氧化碳化学性质”的实验，这一个实验在开展的过程中便面临着多种问题：首先，实验需要用到的仪器较多，导致装置比较复杂，同时也需要消耗大量药品;其次，一氧化碳要想实现“早出晚归”，那么必须要在加热前利用一氧化碳将其玻璃管内的其他气体排出，会造成浪费，并且假如点燃尾气，那么便会有爆炸的危险，假如不点燃尾气，又会污染环境。鉴于此，笔者在进行实验的过程中，对实验进行了组合，并且对原有的实验仪器及装置进行了整合，主要借助于澄清的石灰水来吸收一氧化碳，进而按照以下步骤引导学生开展实验操作：①将橡皮塞的上下两端铜丝利用酒精灯进行灼烧。灼烧的过程中，让学生去观察铜丝的变化，尤其是颜色变化，并让学生思考变化的原因。②在下端的铜丝变黑之后快速地将其置入一氧化碳容器中。短时间的等待之后，振荡整个锥形瓶，此时观察瓶内的石灰水的变化，并让学生思考变化的原因。③让学生点燃瓶内的一氧化碳，并让学生观察火焰的颜色，同时让学生去触摸瓶壁感受。

这样，通过改进实验仪器与装置以后，有以下优点：①有毒的一氧化碳不会泄露至空气中，而是始终在锥形瓶中，从而避免了空气的污染。②令整个实验过程更加简单，涉及并使用到的药品量也有所减少，可操作性提升。③组合之后的实验实现了一套装置进行还原性、可燃性、尾气处理三个实验的结合。④最终的实验现象比较明显，易于观察，同时还可以形成对比。多样化的实验现象让学生从实验中感受到了美，同时也让学生有了更浓厚的兴趣去主动探索，提高了实验课的有效性。

二、基于“对比实验”仪器及装置的改进

在实验开展的过程中，某些化学现象在单独实验的过程中不易进行分辨，因此要通过对比实验来完成，从而提升实验效率。再比如有些实验现象要从其实质着手进行对比，这也需要对比完成。因此，基于这些“对比实验”的开展，也需要对实验仪器及装置进行改进。

1.通过改进提升实验的明显性

在初中化学实验教学中，对于一些对比实验在仪器及装置上的改进，可以有效地提升实验的明显性，这样就能够更加有效地突显实验的效果，引导学生自主参与到实验中去，从而提高化学实验教学的有效性。

比如“氢氧化钠的水溶性”这一实验的教学，实验只有一个溶于水的实验，我在教学的过程中进行了对比实验，结合易溶性与溶解放热引导学生开展实验对比。在这个过程中是这样对实验仪器及装置进行改进，并引导学生按照以下步骤进行的：①拿出两支试管，并注入等量冷水，引导学生触摸管壁来感受此时的试管温度。②在两支试管中加入不同量的氢氧化钠与氢氧化钙，其中前者要求量多，后者量少，并分别进行振荡静置;让学生观察两支不同的试管中的液体最后呈现出的浑浊度的不同，同时触摸外壁，感受两支试管的温度不同。

通过以上的实验学生便可以更加轻松地得出结论：在同量同温的水中加入多量氢氧化钠与少量氢氧化钙，两支试管中，加入氢氧化钠量多的全部溶解，最终得到无色的透明溶液，试管壁发烫，这些现象都表明，氢氧化钠具有易溶性质的同时，还会大量放热。放少量氢氧化钠的试管却无法全部溶解，同时得到的是浑浊液体，试管壁也未发烫，这说明氢氧化钙具有微溶性质。在教学的过程中，当学习到氢氧化钠与氢氧化钙两者都可以与二氧化碳产生相关化学反应时，我对同学进行提问：假如我们要检验二氧化碳，我们应该采用哪种试剂来进行实验？假如我们要吸收二氧化碳，要采用哪种试剂来进行实验？原因是什么？学生在实验对比中明白：澄清石灰水可以用来对二氧化碳进行检验，因为我们可以通过实验发现其变浑浊;如果要吸取二氧化碳，则需要用氢氧化钠溶液，因为它具有易溶性，具有更强的吸收力。通过实验对比，可以让学生从中整理学习到的知识，提升学生的学习兴趣与组织能力。

2.通过改进提升实验的安全性

有一些化学实验存在一定的安全隐患，在初中化学实验教学中，对于一些对比实验在仪器及装置上的改进，可以有效地提升实验的安全性。这样就能够确保学生在实验过程中进行安全化的操作。

例如，“浓硫酸的稀释实验”是初中化学中的一个常規实验。对于这一实验，教材中的设计是把浓硫酸沿着烧杯壁缓慢倒入水中，在这个过程中同时用玻璃棒慢慢地在烧杯中进行搅拌，从而让浓硫酸快速地溶解于水，并且在这个过程中释放出的大量热量。但是，这样的操作是置于开放化的烧杯中的，因此，存在很大的安全隐患。因此，对于这一实验，要从实验仪器上进行改进，为了使“浓硫酸的稀释实验”更加安全，把烧杯加上一个“盖子”进行封闭化处理，这样就能够确保整个实验的安全性。

可见，通过这样的实验仪器改进，就能够让“浓硫酸的稀释实验”更加安全，才能够有效避免学生在操作的过程中出现危险。

三、基于“扩充实验”仪器及装置的改进

“扩充实验”是指将实验仪器的潜在功能进行挖掘，借助于新的实验手段，对实验方法进行延伸的实验方法。通过这样的仪器及装置的改进，能够有效地优化实现现象，调动学生参与化学实验学习的积极性。

比如，“酸与金属氧化物之间的反应”这一实验课的内容，我们的教材中安排的实验是用盐酸与硫酸除铁锈，这两个实验需要消耗大量时间，因此在实验的过程中，我加入了一个环节，利用酒精灯进行加热，与此同时，还加入了硫酸与氧化铜的化学实验。在观察实验的过程中，他们发现盐酸可以与铁锈反应并生成黄色透明溶液，而硫酸与氧化铜进行反应之后生成了蓝色透明溶液，通过自己亲眼所见的奇丽景象，学生兴趣大增，因此对于实验原理的探寻也更加专注。

可见，奇丽多彩、变化多端的化学实验不仅可以让学生学习到理论知识，还可以让学生感受到美，让学生感受到化学实验的魅力所在，提升学生学习兴趣。在初中化学实验教学中，教师要基于学生的视角对化学实验教学进行仪器和装置上的改进，这样才能优化实验教学。

四、基于“替代实验”仪器及装置的改进

“替代实验”是指针对原有的实验设计一个新的实验来进行替代，将一些效果有待提升的实验所选择的材料换成其他的材料，同时也可以将仪器装置进行替换。在实践过程中最常用的是將一些废品利用到实验中去，这种模式既可以节约材料，同时又可以进行家庭实验。

例如，“熟石灰的制作”实验，实验的过程是将少量生石灰置于蒸发皿内，注入少量冷水。这一实验存在一定的弊端：①实验结果现象表现不够明显;②消耗时间比较长，而且无法很好地控制。在教学的过程中，我将这个实验进行了改进，改为用50℃～80℃的热水进行实验，因此，不需要消耗太多时间便可以看到蒸发皿四周的热气与白雾，而生石灰开始不断变化，体积膨胀，最后疏松为粉末状，在这个过程中还有“吱吱声”。这样明显而剧烈的化学反应吸引了学生的兴致。我适时地让大家来分析这些现象，学生轻松总结出来：生石灰与水之间产生了化学反应并放热，而生石灰块变成了熟石灰粉末。

在化学实验的实验用品中，洁白的滤纸经常被用到，它可以有效地吸载液体，因此很多实验都可以以它为载体进行操作，尤其是一些需要观察颜色变化的微型实验。运用滤纸来开展实验有其优势：①清晰地看到颜色的变化;②只需要少量试剂;③实验操作不复杂，不危险。比如在讲授酸与碱之间反应的课程时，在课堂开始之前，我便通过小实验引入课堂，用“清水”写出“红字”，并且又用“清水”将“红字”消除。这样的小实验激发了学生主动探究的兴趣。

总之，化学实验教学是初中化学教学的重点内容之一。化学实验器材及装置是开展化学实验的载体。初中化学教师对教材中的原实验进行改进设计是十分重要的，而在这个过程中对化学实验器材及装置也需要同步进行创新使用，这样才能让初中化学实验教学更高效，才能引导学生以一种积极的学习状态投入到化学实验的学习中去。

编辑 高 琼