初中化学实验创新的科学性和简约性研讨

杨喜军

摘要：初中阶段的学生正处于青春期，无论是对外在事物的好奇心还是接受能力或者接受程度上，相对于小学阶段的学生都有所增强。他们对一切未知事物充满了好奇心和探知欲，希望对未知的事物进行了解。故而在进行化学实验课程的教学时，教师可以充分利用学生的探知欲和好奇心，引导学生进行自主探究，从而有针对性地提高学生的学习效率。

关键词：初中化学；化学实验；实验创新

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1006-3315（2021）6-024-002

在初中阶段的化学教学中，化学实验课占据了重要地位，同时也是教师在实际教学中经常用到的教学手段。而通过化学实验来进行教学的根本目的，其实是通过真实的化学实验和动手实践，增强学生对化学公式的认知和理解，将枯燥、抽象的化学理论变成立体、有趣的反应现象，帮助学生提高课堂效率，形成化学思维。

一、创新实验需要遵循的原则

在初中阶段的化学实验中，主要需要遵循七大原则，即科学、节约、直观、安全、环保、可行以及学科综合性能七大原则[2]。遵循七大原则，能够很大程度上确保实验安全进行的同时，提高实验的教学质量。需要明确的一点时，化学的实验过程存在一定程度的危险性，任何违规操作或是操作不当都容易引发安全事故。因此，教师在进行关于化学实验的教学时，需要加强对化学试剂的管理和保存，引导学生正确进行化学实验的相关操作，在进行学习的同时，确保实验的安全进行。

二、创新实验需要科学性

可以说，进行化学实验的创新时，化学性便是其基本根基。教师在进行创新实验教学的过程中，需要确保实验方案、试验设备、装置和操作的科学性，以确保实验结果的准确性。在进行化学实验的实践过程当中，学生通过亲自动手操作，在检验了课本理论的真实性的同时，也提高了对化学的认知和理解。经过化学实验的教学，学生的积极性和课堂参与度被极大地调动起来，降低了对化学的抵触情绪。而教师在进行实验创新的过程中，还应该注意创新实验必须秉承原有实验的创新目的，不能降低、减弱实验原本的必要功能，更不能违背化学实验的科学性。

（一）以过氧化氢制取氧气为例

在进行华师大版初中科学九年级上册中，“从分解反应制取氧气”一课中，为了提高学生的学习兴趣，教师可以针对制取氧气展开实验教学。1.设计实验方案

针对这一课，实验方案的设计内容是通过过氧化氢来制取氧气。在初中阶段的化学实验教学当中，由于学生年龄相对较小，好奇心较重，自我保护能力有限，所以应该避免危险程度较高的实验操作。而通过过氧化氢来制取氧气的实验操作危险性较小，实验操作简单，更便于学生的掌握和理解，推动课堂进度。2.准备实验器材和药品

实验所需的器材包括锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管、集氣瓶、水槽等。实验药品则包括过氧化氢溶液，以及作为催化剂使用、加快过氧化氢分解速率的二氧化锰。

3.组装实验器材

如图所示连接好装置，检查装置气密性。方法是向长颈漏斗中加水直到没过长颈漏斗的下端管口，然后将导管的一端浸入水中，用手紧握住锥形瓶的外壁，若长颈漏斗下端形成一段水柱，导管口有气泡冒出，则证明装置气密性良好。然后将二氧化锰放入锥形瓶中。向长颈漏斗中倒入过氧化氢溶液，收集氧气。验满和检验。

在实验操作过程中应当注意的一些问题：

（1）实验前应首先检查装置的气密性

（2）过氧化氢溶液应从长颈漏斗加入，二氧化锰应用药匙加入

（3）当导管口有连续均匀的气泡产生时，再收集气体

（4）取出后的集气瓶应正放

（5）导管只需略微伸入试管塞

（6）长颈漏斗的末端应伸入液面以下，以防生成的气体外逸

（7）装药品时，先装固体后装液体

（二）以质量守恒实验为例

在进行华师大版初中科学九年级上册中，“质量守恒定律”一课的教学中，针对课本当中原本的实验过程中的不足，进行了一定程度上的改进。

1.设计实验方案

通过磷和氧气加热后产生五氧化二磷的化学反应，经过实验前后质量的测定来验证质量守恒定律。

2.准备实验器材和药品

实验所需器材包括锥形瓶、石棉网、铁架台、酒精灯，1.5*1.5cm铜片、托盘天平、气球。实验所需药品为白磷。

3.实验操作方法

在小铜片中制造一个小凹槽，放入锥形瓶中，取绿豆大小的白磷放置在小凹槽中，并系上小气球，在托盘天平上进行称量。然后将锥形瓶放置在铁架台上，垫上石棉网，使用酒精灯进行加热、燃烧反应。反应结束后，等待完全冷却后再次进行称量，通过两次称量结果的对比，得出实验结论。

4.改良后的优点

（1）装置简单，容易操作，便于学生进行学习和操作掌握，而且现象明显，实验成功率高。通过两次质量的称量，锥形瓶内外的空气并不流通，瓶内物质的质量没有改变，从而保证了称量结果的准确性。

（2）在瓶口处放置气球，可以避免白磷在加热燃烧时放热而让气体膨胀，从而导致瓶塞被冲开、实验失败。

（3）白磷发生反应前后都处于密闭容器中，避免了反应物对环境的污染。

（4）将原本在锥形瓶的瓶底铺细沙的方式改变为用铜片放置白磷，缩短了加热时间的同时，也能够避免白磷和瓶底的直接接触，避免了实验器材因为温度过高而炸裂的危险发生。

三、创新实验需要简约性

除科学性外，在进行初中阶段的化学实验教学时还应当注意创新实验的简约性。初中阶段的课程较多，要求学生掌握的知识点较为繁杂，故而在教师进行实验创新教学的过程中，应当注重其简约性，充分、高效的利用课堂时间，降低学生的学业负担和记忆负担，充分节约资源。

在提高创新实验的简约性时，要注意实验用材是否便捷、实验装置是否易于操作、实验成本是否低廉、实验操作是否安全等问题[3]。教师通过提高实验的简约型，可以提高实际教学中的课堂效率，降低学生的抵触情绪以及学业负担，有利于学生的身心发展。

（一）实验设计尽量简便

在进行华师大版初中科学七年级下册中，关于“二氧化碳”一节内容的学习室，教师可以通过关于“检验蜡烛燃烧时，是否产生二氧化碳气体”的实验来引起学生的学习兴趣，引导学生进行动手实践。

然而，在实际教学过程当中，部分教師通过广口瓶、量杯、玻璃容器等实验器材，对实验方案进行精心的设计。教师的本意是让学生在实验教学的过程中，通过观察实验过程，即广口瓶中的水流出后使瓶内产生负压，从而导致蜡烛燃烧产物被石灰水吸收这一实验过程，理解并掌握实验。然而整个实验操作起来过于复杂，对于物理水平比较一般的学生而言，很难明白其中所包含的实验原理。所以在进行实验设计的时候，应当尽量避免复杂的实验操作。

（二）实验装置避免过度集成化

近几年来，在初中阶段的化学教学过程中，许多教师越来越趋于追求实验装置的集成化，进而设计一连串复杂而繁琐的实验装置。尽管对于教师而言，复杂的集成化实验装置的确是能够便于将其高端的化学素养进行展示，但并不利于学生的学习，致使学生在进行学习的过程中被复杂的实验装置所迷惑，头昏脑涨于化学实验，并且最终丧失了对于化学实验乃至化学学科的学习兴趣。

教师在进行实验设计的过程中，应当尽量避免炫技且毫无必要的复杂实验。同时，教师可以通过一些方便快捷的简单实验向学生演示化学实验的反应过程，培养学生对化学的学习兴趣，引导学生养成主动学习的良好习惯。

比如，在进行验证二氧化碳化学性质的实验操作中，教师可以通过实验设计，将制取二氧化碳和验证其化学性质的实验联系到一起，增强学生的学习兴趣，丰富学生的动手实践能力。

1.设计实验方案

通过稀盐酸制取二氧化碳，并验证二氧化碳的化学性质。实验用品价格低廉，安全方便，且不易破碎，实验现象也较为直观，操作时危险性较小，便于学生操作。

2.准备实验器材

实验器材包括300毫升的塑料瓶两个，T形玻璃导管一支，20厘米的玻璃管两支，20厘米的橡胶管一根，30厘米的细铜丝或塑料软绳一根，止水夹一个，橡胶塞一个，橡皮筋四个，紫色石蕊试纸四条。实验药品包括稀盐酸和澄清石灰水、石灰石等。3.安装实验器材

（1）安装发生装置（如图一所示）

取一个三百毫升的塑料瓶，在橡胶塞上进行打孔，孔的大小要与瓶口向吻合。完成之后插入T形玻璃管，将玻璃管横向的一端与带导管的橡胶管相连，竖向的一段则与短橡胶管相连。另取一个小塑料瓶，在底部用铁丝灼烧后烫出数个小孔，并装入石灰石，开口上端与细铜丝相连接。将小塑料瓶放入上一步的塑料瓶中，并将细铜丝放入T形管短橡胶管的一端，为防止气体的逸出，应用止水夹将橡胶管夹住。

（2）安装检验装置（如图二所示）

取一个三百毫升的塑料瓶，在塑料瓶的瓶盖上打三个孔，其中两孔的大小应与玻璃管的大小相匹配。将两支玻璃管传入孔中，并在瓶身中间处另打一孔，插入一支装有橡胶管的弯玻璃管。将伸入瓶身的两支玻璃管紧挨，分四份用橡皮筋固定，然后在两个玻璃导管中间插入四张石蕊试纸。

4.操作完成实验

（1）制取二氧化碳

先进行装置气密性的检验。然后将药品装入发生装置内进行气体的收集。根据二氧化碳的物理性质，可采用向上排空气法来收集二氧化碳，进行验满之后盖紧瓶盖。

（2）检验二氧化碳性质

去掉发生装置的弯玻璃导管，将橡胶管和图二中的玻璃导管连接到一起，使二氧化碳进入装置，观察石蕊试纸的变化，如图三。

5.实验改进的优点

通过改进，将原来反应物全部混合在一起、不利于分离回收的现象改变，使整个实验有了明显的优势。在操作简便的同时，也避免了药品的浪费，而且能够控制反应的发生和停止，提高了教师在进行实验教学时的频率，同时也能够提高学生的动手能力。教师还可以在进行实验教学之前，先引导学生思考这样设计实验的优势和好处，并提出原本实验中的缺陷和不足，引导学生学会独立思考，避免学生养成依赖课本、迷信课本的习惯。

总而言之，对于化学实验的创新而言，其科学性和简约性是必不可少的灵魂。教师在进行改进和创新实验方案的时候应当注意仔细斟酌实验过程，充分利用身边现有的实验器材，为学生设计简单可行、现象便于直观观察的化学实验，在加强了学生动手实践能力的同时，还能够培养学生的学习兴趣，引导学生在进行完课堂教学的同时，根据自己的能力挑选化学实验进行拓展学习。

参考文献：

[1]蔡丽.例谈初中化学实验探究教学的科学性和简约性[J]新教育时代电子杂志（教师版），2019，000（028）：90

[2]王丽娜.例谈初中化学实验创新的科学性和简约性[J]赢未来， 2018，000（010）：P.105-105

[3]张淑红.浅谈初中化学实验中的探究性教学[J]沧州师范学院学报，2008