化学探究实验的改进和创新探析

周炳荣

在重视培养学生科学探究与创新意识等核心素养的今天，教科书编排的探究实验起到很大的作用。但是在人教版初中化学教科书中，有些探究实验所采用的探究方法，尤其是一些涉及温度和压强变化的探究实验，耗时长，实验现象不明显，导致有些老师就让学生观看视频来代替课堂的探究实验。这样，不利于学生学习兴趣的提高，也不利于对学生提高素养。如何对这些涉及温度和压强变化的探究实验做进一步的改进和创新呢？下面是我的一些具体做法：

我利用实验室常见的器材，设计出一套简易检测装置，对教材中一些涉及温度或者压强变化的探究实验进行改进和创新

一、简易检测装置的介绍

1.实验用品

分液漏斗、锥形瓶、三孔胶塞、玻璃弯管、胶管、止水夹、红墨水

2.实验装置如图1所示

3.简易检测装置各部分的功能介绍

锥形瓶的作用：用于反应或者溶解的容器，产生的压强或者温度的变化将通过玻璃弯管中红墨水的移动显示出来;分液漏斗的作用：用于滴加液体试剂;玻璃弯管里面红墨水的作用：红墨水会随着锥形瓶里面反应或者溶解产生的压强或者温度的变化而左右移动;带有止水夹的胶管的作用：向锥形瓶里滴加液体时要始终打开胶管中的止水夹，避免加入液体时造成锥形瓶内的压强变大而使玻璃弯管的红墨水往外移，从而使实验的结果产生误差，另一个作用是当锥形瓶内的温度或者压强变化太大时，可以打开胶管中的止水夹，连通大气压，从而避免玻璃弯管内的红墨水冲出或者吸入锥形瓶内。

4.简易检测装置的优点

（1）取材方便。利用实验室中的常用器材。

（2）用途广。初中化学实验中有很多是涉及能量变化或者压强变化的，都可以用该装置来演示和探究。

（3）操作简单，实验现象明显。由于该装置都是用实验室常见常用的實验器材来组装的，所以操作起来非常简单，在很多涉及能量变化或者压强变化的探究实验中，现象非常明显，学生观察起来非常的直观方便。

二、利用简易检测装置，对一些探究实验进行改进

在人教版九年级下册《溶解时的吸热或放热现象的探究》的实验中：

原教材的实验方法：分别将固态NaCl、NH4NO3、NaOH放在三个烧杯中，然后分别向三个烧杯中加入一定量的水进行溶解，溶解前要先用温度计测量水的温度，然后再用温度计测量出溶解后的三个烧杯中溶液的温度，由于台下的大多数学生看不清楚温度计的读数，一般的做法是叫几个学生上台观察温度计，然后报数给大家，或者让大家通过摸热量的方式来得出物质溶解时是吸热的或者是放热的。

原教材的不足：用温度计测量的方法，比较耗时，而下面大多数的同学又难以清楚观察温度计的变化情况，而让学生摸烧杯感受物质溶解时的吸热或者放热的方法，既耗时间，而且在摸烧杯的过程中，有了热量的传递，实验的结果就没有说服力。

改进后的实验方法：先分别将固态NaCl、NH4NO3、NaOH放进三个简易检测装置的锥形瓶内，再分别在分液漏斗中加入一定量的水，通过观察装置中红墨水的移动情况，学生得出物质溶解时的吸热或者放热现象。如图2。

改进后的优点：实验过程所耗的时间少，现象直观明显，用观察红墨水的移动情况来代替观察温度计的变化，相当于扩大了温度计的移动情况，所以台下的学生都能够清楚的观察到现象。

人教版九年级下册《实验10-4浓硫酸稀释实验》，人教版九年级下册《实验10-8在氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸实验》，都可以利用我改造的装置，探究化学变化中的热量变化。效果明显，学生兴趣很高。

三、利用简易检测装置，对一些探究实验进行创新

在人教版九年级下册《碱的化学性质探究：氢氧化钠和二氧化碳的反应》中，氢氧化钠和二氧化碳的反应是没有现象的。所以，学生对这个反应是死记硬背的，整个课堂教学过程也是枯燥无味的，学生没有深刻的理解这个反应的本质。为了改变这种情况，使学生深刻理解氢氧化钠和二氧化碳能够发生反应，我思考，能否在课堂上增加一个探究实验，来加深学生对这个知识点的认识呢？由于氢氧化钠和二氧化碳的反应在密闭的空间里是有压强的变化的，所以，我利用简易检测装置，增加了二氧化碳和氢氧化钠反应的演示实验，同时，考虑到科学性和逻辑性，用同样的装置做了一个二氧化碳溶解性的实验来进行对比（另一个锥形瓶的氢氧化钠溶液改成水），在实验的过程中，明显的观察到氢氧化钠溶液和二氧化碳反应的装置中的U型管左高右低的比较明显，而二氧化碳溶解于水的装置中的U型管左高右低的不是很明显。从而推测出来，二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。（效果如图3）

由于有了直观的课堂演示实验，学生兴趣很高，回答探究问题非常踊跃，通过增加的这个演示实验，对学生能够深刻理解二氧化碳确和氢氧化钠发生反应这个知识点起到很大的帮助，对培养学生的逻辑思维和科学素养起到很好的作用。人教版九年级上册《实验6-4二氧化碳溶解性实验》《实验7-3生石灰与水反应放出热量实验》等，都可以利用我改造的装置，增加或者创新教材中的实验，加深学生对有关知识的理解。

在初中生中进行学科核心素养的培养，是当今研究的重要课题。化学学科核心素养包括：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。在这方面，我通过自制简易检测装置，对初中化学中一些涉及温度和压强变化的探究实验进行改进和创新，在教学实践中应用非常方便和广泛，改变了以往的教学方式和学生的学习方式，提高了学生学习化学的兴趣和课堂教学效率，而且对学生的科学探究与创新意识等化学学科核心素养的培养，起到很大的作用，收到了满意的教学效果。