初中化学实验装置改进例谈

史仲文

【摘 要】化学核心素养的提出更是明确了教师在教学中要培养学生的实验探究能力和创新意识。进行化学学生分组实验，可以锻炼学生的实验操作能力、观察能力、分析能力，更能培养学生团结合作的意识以及小组分析讨论的好习惯。目前学生分组实验存在很多困难，导致很多分组实验不能开展。笔者在教学实践中发现具支试管在很多课本基础实验中都有奇妙的改进作用。

【关键词】初中化学;装置改进;具支试管

化学是一门以实验为基础的学科。初中化学课程标准中明确表达了实验在化学教学中的重要性和必要性。化学核心素养的提出更是明确了教师在教学中要培养学生的实验探究能力和创新意识。除了教师的演示实验以外，进行化学学生分组实验，可以锻炼学生的实验操作能力、观察能力、分析能力，更能培养学生团结合作的意识以及小组分析讨论的好习惯。学生在小组合作时的讨论，思维碰撞的火花让人激动。分组实验还增加了学生的亲身体验感，促进他们对所学知识的长久记忆和深度理解，在一定程度上还能激发他们的创新能力。

一、组织学生分组实验时存在的问题

以笔者多年的一线从教经验来看，开展学生分组实验是存在一些问题的。在没有配备专职化学实验员的情况下，教师需要准备大量的实验仪器和实验药品，装配还需花去大量时间。装置复杂程度和仪器不匹配会直接提升实验难度和失败率。仪器的不合理还会造成药品大量浪费，导致实验成本提高。最终只能简化为演示实验，与培养学生化学核心素养的要求相悖，长此以往将大大打击教师的教学积极性和学生的实验探究欲望。因此，通过改进实验装置来提高实验效率和成功率显得极为重要。

二、实验装置改进具体案例

案例一：具支试管用于改进洗气装置

洗气装置是初中化学实验中非常重要的一个实验环节，在除杂、分离等操作上是不可或缺的，综合实验中基本都会用到。笔者在进行学生分组实验过程中，首先用到的是传统洗气装置，该装置需要在橡皮塞上打两个孔，分别安装长导管和短导管。笔者在装配仪器时发现，一般的市售玻璃导管外径在7mm，打孔后的橡皮塞就只能适配一般的广口瓶，很难运用于一般中型试管。使用广口瓶使学生分组实验中药品用量过大，造成的浪费和后续处理问题增大了实验成本，所以很多综合性的学生实验难以推广，实在可惜。为了能继续开展分组实验，笔者运用具支试管对原装置进行改进，如图1，具支试管在沪教版初中化学书上并没有明确出现，但是应用在此处可以省去短导管，不仅降低了打孔的工作量，关键的是还减小了橡皮塞的直径，使得橡皮塞适配普通中型试管，大大降低了实验所需的药品量，装置也更加的简单美观。

案例二：具支试管用于改进微型启普发生器

气体的制备是初中化学重要的基础实验，在二氧化碳和氢气的实验室制法中都提到了启普发生器，但是用于学生实验同样存在药品用量大的问题，而且装置对于化学入门的学生过于复杂。虽然书本上为我们提供了简易启普发生器，但同樣存在双孔橡皮塞的适配问题。经过笔者试验，利用具支试管能很好地解决这个问题，如图2。改进后的装置组装难度大幅下降，药品用量很少，装置结构直观明了，易于被学生观察和理解。学生在亲手操作和近距离观察中加深了他们的理解，对于启普发生器可以随时控制反应的发生和停止这一优点有了直观感知，更有助于他们的记忆和理解。通过分组实验使学生亲身参与实验，能“慢镜头”式的观察，开展热烈分析和讨论。看到学生操作实验时的那股“兴奋劲”可以确定他们的学习热情和探索欲望被激发了。

案例三：具支试管用于气体产物的验证

化学核心素养中的科学精神与社会责任这一点要求引导学生拥有可持续发展意识和绿色化学的观念，然而很多化学实验不可避免的会产生一些污染性气体，在实验评价上有违环保，因此尾气处理也是改进实验一个很重要的部分。例如书本上加热碳酸氢铵的实验，实验在敞口的蒸发皿中进行，产生的氨气会逸散到空气中，有刺激性气味，不适合做学生实验，且产生的二氧化碳气体不能得到验证。笔者在课堂教学中按照书本装置进行了演示实验，产生的氨气影响课堂气氛和教学效果，更无法进行学生分组实验。改进后，在试管中进行加热实验，并将产生的气体通入澄清石灰水，验证了二氧化碳的生成。但是在此改进实验中，重点产物氨气的气味就无法让学生感知到，学生的感观认识仅停留在视觉刺激，失去了嗅觉刺激，使得整个实验达不到预期效果。因此在讨论后，笔者在初步改进装置的基础上将试管替换为具支试管，在支管上加上乳胶管和止水夹，如图3。再次改进后，在实验过程中，可以打开止水夹通过支管来体验氨气的气味。如此操作既不会使得氨气逸散影响教学进程，又能达到实验效果，这一点小改进可以让实验更加的严谨合理，更重要的是笔者认为可以将其推广为学生分组实验，从而训练学生加热固体，体验气味等一系列操作，进一步激发学生的学习热情。

三、在改进实验装置中引发的一些思考

化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。有效的化学课堂需要借助有效的化学实验，而有效的化学实验最佳状态是学生手脑结合，亲身参与体验。演示实验永远替代不了学生分组实验，所引发的学生认知冲突也不会那么凸显。实验装置的改进是为了简化装置和减少药品用量，从而可以将一些精彩的实验让学生分组去完成，达到更好的教学效果。因此教师在从业过程中要不断反思，尝试利用合适的器材来改进实验装置，给学生搭建化学实验平台，提高课堂效率。新课程标准要求教师注重培养学生的创新能力，改进实验装置的历程中大胆尝试和实践何尝不是一种创新，对培养学生积极创新、大胆创新具有很强的引领作用。借用在家庭教育中大家认同的一个共识“你想让孩子成为什么样的人，你就先成为什么样的人”。那么教师也需要时刻鞭策自己“你想让学生成创新型的人，你就先成创新型的教师”。

【参考文献】

[1]冯梅.弯形具支试管在气体性质实验中的广泛应用[J].化学教育，2013（4）

[2]王宇.初中化学实验的改进与创新[J].化学教育，2015（21）

（苏州大学附属尹山湖中学，江苏 苏州 215124）