化学实验教学改进的实践与思考

周晓芸

一、学情分析及实验构思

本节实验课是在复习阶段开设的，学生已经学完了沪教版化学九年级的内容，建立了较完备的知识体系。在此阶段，学生对化学的兴趣从感性趋向于理性，但知识的重复讲解与灌输让他们感觉到疲惫与枯燥。如何将教材中的一些实验巧妙地串联在课堂教学中？如何以激发学生积极性为出发点和落脚点，将固有的实验教学改进为探究性的实验教学？通过思考，笔者设计了本节实验复习课。基于教材，笔者利用注射器，对教材中出现的实验，比如“探究气体溶解性与压强的关系”“装置气密性检查”“氢氧化钠性质探究”等，进行挖掘、改进注射器是常见的医疗用品，学生对它并不陌生。它有着密闭性好、体积可变、材质透明、便于观察、使用简便、操作灵活等优点，常用在中学化学改进与创新实验中。

二、教学目标

通过探究碳酸饮料中气体的溶解性与压强的关系，建构对化学实验中与气压变化有关的模型的认知，促进理化知识的融合；通过用注射器对装置气密性进行检查的实验，强化巩固模型认知；通过设计对比实验，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的发生，渗透科学方法；对教材实验进行分析并改进装置，让学生主动参与实验探究活动，提高学生对复习课的兴趣，体会科学探究的一般过程，增强科学思维能力，发展核心素养。

三、教学过程

1.创设问题情境

师：注射器是一种常见的医疗用具。早在15世纪，意大利人卡蒂内尔就提出了注射器原理，一百多年来，它在医学上发挥了重要作用。在化学实验中，注射器同样“身手不凡”。

师：请同学们观察注射器。它有活塞，堵住一头可以形成封闭体系；用活塞可以推拉抽取液体、气体；刻度可以用于量取定量液体或气体。小小的注射器在化学中到底有哪些作用呢？

设计意图：通过对注射器的了解、观察，学生的好奇心和探究欲望被激发，为接下来的学习做了良好的铺垫。

2.活动探究1：探究气体溶解性与压强的关系

问题1：雪碧属于碳酸饮料，溶解了大量的二氧化碳气体。请思考，有哪些方法可以让雪碧中的二氧化碳“现身”？

学生交流讨论，有的说加热，有的说振荡，有的说打开瓶塞。

追問：还有什么方法呢？

生1：用注射器抽取瓶内气体。

师生结合提供的实验器材共同思考、设计实验。学生演示实验并描述实验现象。

实验装置如图1。

实验操作与现象：（1）抽取一定量雪碧注入具支试管中；（2）具支试管一端连接注射器；（3）推、拉注射器活塞；（4）拉活塞时，瓶内气压减小，有气泡生成；推活塞时，瓶内气压增大，无明显现象。

师生讨论总结：通过推、拉注射器活塞可以改变装置压强；压强增大，气体的溶解性增大；压强减小，气体的溶解性减小。

设计意图：溶解性是学生比较模糊而陌生的概念，教材对气体溶解性也没有过多描述。教师利用注射器拓展此探究实验，让学生可以直观感受到气体的溶解能力与压强的关系。此实验操作简单，现象明显，能促进理化知识的融合。

3.活动探究2：装置气密性检查

师：请回顾两种常见的检查装置气密性的方法，即手捂法（图2）与液封法（图3）。

问题2：两种方法操作不同，现象也不同，它们是如何通过改变气压来完成实验的？

学生交流讨论。若气密性良好，如图2，手捂，瓶内压强增大，气泡冒出；如图3，往长颈漏斗中加水，瓶内压强增大，液柱上升。

追问：注射器也可以改变装置压强，它能帮助检查气密性吗？

师生结合提供的实验器材共同思考、设计实验。学生演示实验并描述实验现象。

实验装置如图4。

实验操作与现象：推动注射器活塞，液柱上升；拉动注射器活塞，有气泡生成。

师生讨论总结：检查装置气密性的方法，即将装置密封（如液封）→改变装置压强（借助注射器）→判断气体或液体流动方向。

设计意图：实验室制备气体是教材第二章的重难点，而装置气密性的检查是其重要环节。活动1中，探究气体溶解性与压强的关系时，学生已经初步建构对化学实验中与气压变化有关的模型的认知，此时学生可自然而然想出借助注射器检查装置气密性。在一连串实验中，学生能直观而清晰地感受到注射器是一种可以改变压强的容器，巩固与强化了模型建构。

4.活动探究3：氢氧化钠性质探究

师：请回顾氢氧化钠的化学性质。

问题3：如何验证二氧化碳与氢氧化钠的反应？有哪些方法？如何用实验证明？

学生交流讨论，有的说通过反应物氢氧化钠或二氧化碳的减少或消失来验证，有的说通过有新物质碳酸钠的生成来验证。

实验设计：通过二氧化碳体积的减少证明反应发生。

实验器材：注射器、雪碧（提供二氧化碳）、氢氧化钠溶液、橡胶塞。

实验操作：（1）用注射器从雪碧中抽取10毫升二氧化碳气体。（2）再迅速抽取5毫升氢氧化钠溶液。（3）将针孔用橡胶塞堵住，上下颠倒。

实验现象：第1组的活塞移动至6ml；第2组的活塞移动至7ml；第3组的活塞移动至7ml；第4组的活塞移动至8ml。

追问：此实验是否能证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应？严谨吗？

有学生提出实验不严谨，需要进行对比实验。

师生进行对比实验，将器材中的氢氧化钠溶液换成水，操作不变，观察现象：第1组的活塞移动至9ml；第2组的活塞移动至10ml；第3组的活塞移动至11ml；第4组的活塞移动至11ml。

总结：通过对比实验现象，可以得出氢氧化钠与二氧化碳发生反应。

师：我们还可以通过新物质碳酸钠的生成来证明。

实验装置如图5。

实验操作：（1）用注射器向广口瓶中注入氢氧化钠溶液，振荡；（2）再注入氯化钡溶液，振荡。

实验现象：刚开始没有明显现象，注入氯化钡溶液后变浑浊，二氧化碳与氢氧化钠发生反应。

设计意图：通过对氢氧化钠化学性质再探究，学生能更好地掌握酸、碱、盐之间的反应这一教学难点。对于“氢氧化钠溶液与二氧化碳反应”这一无明显现象的实验，笔者引导学生利用注射器活塞移动证明反应发生。鲜明的对比现象，让学生豁然开朗，难点不攻自破。此外，学生还从不同视角验证了反应的发生。一系列环节的设计，渗透了科学方法，促进学生养成严谨思维习惯，提升科学素养。

四、总结与反思

1.探究式教学，改变复习方式

这是一堂实验探究课，也是一堂复习课。笔者通过一系列探究活动，挖掘和重组了教学内容，丢弃了“单调、重复、枯燥”的复习课现状；积极创设情境，开展多种实验，采用师生共同参与探究的复习模式，激发了学生的探究欲望，使学生积极主动获取化学知识。这节课围绕注射器，对“气体溶解性与压强关系”“装置气密性检查”“酸、碱、盐不同类型物质间反应”等分散在不同章节的知识点建立一个相对连贯完整的体系，从点到面，进行了横向与纵向复习。

2.突出实验改进，促进创新能力发展

本节课的主角是注射器，充分利用注射器的多样化功能，设计与改进若干化学实验，既调动了学生复习的积极性，也攻克了重难点，提高了化学课堂的教学效率。实验的改进与创新，不仅可以培养学生动手实践能力，还能拓展学生思维，提高学生的创新能力；一系列探究环节，进一步加深了学生对科学探究一般方法的理解，引导学生运用科学探究的方法，自主解决问题，使学生逐步形成良好的科学探究精神和严谨的科学态度。

（作者单位：江苏省盱眙县第二中学）