例谈初中化学趣味实验的设计及应用

摘要：趣味实验通常具有“趣、简、省、巧、新”的特点，能很好地激发学生的学习兴趣。结合实例指出趣味实验的设计要有目的性和针对性，它是教学智慧的结晶，有助于创设生动活泼的教学情景。趣味实验还可以延伸到课外，成为学生的自主实验活动，对培养学生的学习兴趣和实践能力都是非常有益的。

关键词：趣味实验；实验设计；化学实验教学

文章编号：1005–6629（2015）6–0056–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

趣味化实验设计表现形式新颖，突出以声、色、光等形式表现出其中的化学原理，但并不是把实验变成“魔术表演”，它仍然遵循实验演示的一般规则：目的性、科学性、生活性、可行性、趣味性、安全性[1]。与常规实验相比，具有“趣、简、省、巧、新”的特点，对初中生而言，这类实验能够起到吸引学生注意力、激发兴趣、调动学习积极性的作用。它不仅适合在绪言课或课堂引入时使用，而且可以贯穿在整个初三化学教学中使用。

怎样在教学中灵活运用呢？笔者认为，首先是教师要有大量的趣味化实验设计案例！当积累了一定量优秀的趣味化实验设计案例，教学时就能信手拈来，为我所用。其次，在教学中应用这些趣味化设计时把握好以下几个鲜明的应用特点，定能为课堂添彩。

1 趣味实验的设计要有明确的目的性和针对性

趣味实验必须服务于教学目的并具有针对性，有利于突出重点，突破难点。设计要点是通过实验的重新设计或组合来揭示概念、原理、规律，使重点、难点知识形象化，便于观察，使学生容易记忆和理解。

例1 在“二氧化碳制取的研究”中，在实验室制CO2的药品探究时要明确几个知识点：使用稀盐酸而不能用浓盐酸或稀硫酸；使用石灰石颗粒而不能用碳酸钙或碳酸钠粉末；而在泡沫灭火器中却是使用碳酸钠而不是石灰石等。为此，笔者通过设计命名为“冒泡大比武”的五个趣味小实验（如图1）来达成目的。就实验本身而言，几乎没有趣味化设计的空间，但仅仅是名称改一改，却为实验增添一份乐趣，让学生乐于通过观察、比较不同的实验现象得出如下结论：

（1）通过对比A和B、A和C的冒泡剧烈情况，得知颗粒大小不同造成现象有差别，而A中的反应速率适中，所以用石灰石而不用碳酸钙或碳酸钠粉末，而在灭火器中却是越快产生大量气泡越好，当然是选用碳酸钠比较好；（2）通过对比A和D的冒泡情况，D开始时石灰石表面迅速冒出气泡，渐渐会停止产生气泡，而A中石灰石冒气泡是持续不断的，所以，不用稀硫酸而应该用稀盐酸；（3）E展示浓盐酸样品，当看到大量白雾产生时，学生马上能明白这样会造成制得的CO2不纯了，所以不能用浓盐酸。

化学中有些纯理论的知识，若由教师直接灌输给学生，则十分不利于知识的掌握。如果明确了实验目的后，有针对性地把知识点融入在趣味实验设计中，将会起到事半功倍的效果。

2 实验趣味化设计要突出趣味性

实验趣味化往往能以其趣味、生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生的学习兴趣，丰富化学教学内容，活跃课堂教学氛围，势必能提高课堂教学效果。

例2 如图2，没有氧气制备装置如何使水中的白磷燃烧？急中生智，可以把通入氧气改成向热水中吹气[2]也是能成功的（只需向学生借一根盒装牛奶上的吸管就能完成该实验，趣味性油然而生！）。

例3 人教版上册教材第6页实验1-1（1）水的沸腾是一个非常简单的演示实验（如图3），但其具有较高的教学价值。调查表明，很少有教师演示该实验，取而代之的是进行简单的语言解析[3]。笔者认为较多教师这样处理的原因之一是演示效果不理想，学生难以观察到该实验现象：水沸腾，产生白雾，遇到冷的玻璃片凝结成水珠。

其实，教师只需要稍稍改变一下演示的方式，改用试管夹夹持装有水的试管进行加热，便趣味立显。演示时，一手拿试管夹，并且把试管口紧对着黑板，另一手持酒精灯进行加热，相当于把整套装置移至黑板前进行操作（如图4）。当水沸腾时，产生的白雾在黑板的衬托下非常明显，而且黑板上马上出现大片的水渍，凝结成的水珠在黑板上流下来。坐在后排的学生也立马感受到该小实验的震撼效果。

例4 点燃蜡烛刚熄灭时的白烟，在操作时很难把握成功！有一次，笔者突然想到了《化学教学》介绍的一个改进方案[4]（如图5-A），于是“假装”随便地把一根长约6cm玻璃管的一端直插进蜡烛火焰的内焰部位，可以观察到有白烟（石蜡蒸气）徐徐在管内向上升腾，并很快从管的上口逸出，这时把白烟点燃，可以顺利观察石蜡蒸气的燃烧。当学生看到这个明显的现象时，禁不住鼓起掌来！后来，笔者又看到一个方案改进[5]（如图5-B），每次只需带一个螺旋铜丝圈进教室，当蜡烛熄灭后，马上在其上方罩上这个螺旋铜丝圈，白烟顺着该圈上升，这时在圈的上方点燃白烟，现象明显，说服力很强。学生充分享受到化学实验的魅力和乐趣，课堂教学效果十分理想。

3 趣味实验设计应有助于激发学生的探究兴趣和培养学生的探究能力

在化学实验的应用中，有些教师比较注意在感知和操作两个水平层次上的兴趣，而忽略了如何实验研究

激发学生的探究兴趣。笔者认为，教师在探究如何改进实验的过程中体现的创新精神能够潜移默化地影响着自己的学生，对学生的成长大有益处。如果能把实验改进和创新变成了学生的事，那么培养学生的创造性、激发学生的创新思维已经迈出了成功的一步。

例5 人教版上册教材第107页实验6-1：木炭的吸附性实验的改进。

（1）实验背景。按该方案来实验，所需时间长，现象不明显，效果不佳。若投入木炭块状过大，脱色不明显；若木炭过碎，脱色显著，但造成溶液呈现黑色浑浊，不便于观察。因此，在课堂演示后，笔者启发学生，如何改进这个实验？

（2）实验改进方案设计的过程。

方案1：有同学马上提出来，过滤！实际操作后，虽有些效果但耗时过长；另一同学马上联想到简易净水器的原理，笔者肯定了他的想法，鼓励其去查找资料[6]并进一步改进（如图6）：将矿泉水瓶一分为二，向装置中倾倒稀的红墨水，即看到瓶口滴下无色透明的水。

方案2：受方案1的启发，又有同学提出该实验改进中必须要通过对比实验排除棉花和滤纸的干扰才有意义，该实验的成功关键是不让木炭浮起来并且需要过滤。于是想到了要做A、B、C三组对比实验（如图7）：将红墨水分别等量注入到3支试管中，试管A中无明显现象（即脱脂棉无吸附效果）；在试管B中加入1药匙碳粉，可见试管B内液体呈黑色浑浊；此时，塞入一团棉花，用玻璃棒压至试管底部（即试管C的效果），则上层立刻显示无色，棉花部分是红色的，棉花层以下依然是黑色的，对比效果快速鲜明，学生惊呼神奇。

方案3：笔者在学生提出了方案2后，由此想到了U型管！于是提出问题“同学们，能不能使用一个有双管的仪器来完成呢？”在笔者展示了U型管这种仪器时，学生禁不住拍手称妙（如图8）！在U型管中加入木炭粉，两端都加入脱脂棉花压紧，从A管口加入稀红墨水，经木炭层后从B管口出来的是清水！操作简单，现象明显，趣味性强，效果好。

目前，方案2和3的实验改进已作为本校常用演示装置供教师使用了。

（3）教学效果思考。在这个案例中，通过启发学生对课本实验的演示效果进行质疑，进而鼓励其提出方案，运用组合的方法创新该实验，一步步的改进而达到最佳效果。通过不断的探索性的试验和分析，使学生体会到运用突破常规的思考方式进行创造性思考的乐趣，从而激发了学生创造性思维的自觉性，明白了对比实验的重要性。学生从中获得的认识比教师直接演示实验要深刻，能达到“1+1>2”的教学效果。

4 趣味实验的设计有助于创设生动活泼的良好教学情景

化学实验是创设情景最基本的形式。精心安排实验内容，巧妙布置实验形式，具有高度的艺术性，它决定了一节课的优劣成败。为此，教师确实需要事先动一番脑筋。趣味化实验设计在此有得天独厚的优势。

例6 在燃烧条件的探究中，笔者补充了一个非常简单而有趣的实验——“烧不毁的钞票”[7]，类似“烧不坏的手帕”。显然，相对于“手帕”或“棉布”，“钞票”更能引起学生的兴趣。实验时（如图9），先把钞票浸没在烧杯A中的水打湿（如果能晾至不滴水效果最好），然后在烧杯B中浸泡约3秒，用镊子夹持在酒精灯上引燃（注意：燃烧3～5秒后要甩灭火焰，否则钞票边缘会烧焦）。烧杯B中加入NaCl固体是为了使演示时火焰的颜色呈现橙黄色，产生熊熊烈火的效果，引人注目，刺激学生的视觉。在教学过程中，教师事先自备钞票或示范时向学生借用，增加师生间的互动，把课堂气氛推向高潮。当然，该实验涉及到对人民币的严肃性问题，演示前要与学生沟通好，可以考虑用玩具币、样品币、冥钞等代替。

事实证明，鲜明有趣、令人叫绝的实验现象可以创设一些生动活泼的教学情景，大大提高学生的学习效率。

5 趣味实验的设计可以延伸到课外，成为学生的自主实验活动

在初中化学教材中安排了大量的活动与探究、家庭小实验、调查与研究、开放题、实践活动等，体现了贴近生活、贴近社会、注重科学探究、注重学生动手能力等特点，这都为课外开展趣味化实验设计提供了丰富的材料和广泛的途径。教师可以以点带面，为学生提供一个展示的平台，将对学生的学习有良好的促进作用。如以寒假作业的形式布置学生完成就是一种良好的形式。笔者坚持开展了8年的“制取大晶体实验活动”[8]作为学生的寒假作业——以制取蓝矾大晶体为切入点的趣味实验活动。从2012年起该实验活动已推广成为广州市的一项学生实验技能竞赛活动，为课堂教学增添了有用、有趣的一笔。

部分的趣味化实验活动的操作技术要求较高、耗时较长的，建议改为课外兴趣小组活动，或家庭小实验。笔者近几年组织学生进行的小主题探究[9]，其中就包括在课外开展趣味实验活动（如图10）：用家庭物品设计CO2制备的装置；制备大晶体；制作叶脉书签、简易净水器、指示剂；用鸡蛋壳作画等。从学生琳琅满目的作品中，能感受到学生对化学实验的热情和创新，能体会到他们的成功和收获！经过8年的实践表明，这一系列的趣味实验活动突出了化学知识在日常生活中的应用，充分彰显了化学实验的魅力，学生非常喜爱，进而更爱学化学。

综上所述，趣味化实验设计使化学实验教学资源已经超出了“教材+实验室”的传统模式，它拓展了教材上的教学资源，利用生活中的化学教学资源，充分发挥化学实验的教学功能[10]。如果所有化学教师都主动开发、积累、运用趣味化实验设计案例，那趣味化实验设计也势必成为化学教学改革的阵地之一，促使学生更加爱化学，喜欢学化学。

参考文献：

[1]李世凤，熊言林.生活化系列化学实验设计与教学思考[J].教学仪器与实验，2009，（8）：16～18.

[2]吴自刚.对几个化学实验的教学建议[J].中学化学教与学，2004，（3）：4～5.

[3]于中荣.如何让初中化学课堂更有“实验味”[J].实验教学与仪器，2013，（10）：23～24.

[4]刘怀乐.谈一些化学实验的经验[J].化学教学，2006，（4）：5～7.

[5]郑永信.谈谈中学化学实验的改进和创新[J].教育实践与研究，2008，（9B）：56～57.

[6]赵文翠，李维根.净水器的制作和使用[J].中学化学教与学，2002，（8）：37.

[7]王彦昌对等.台湾中学化学实验趣味化方法浅析[J].化学教学，2008，（1）：57～58.

[8]胡绮妙.晶体的生长[J].化学教学，2008，（1）：40～42.

[9]胡绮妙.例谈初三化学的小主题探究[J].化学教学，2007，（11）：27～30.

[10]张军.初中化学教学实验现象的反思及策略研究[J].化学教学，2014，（8）：21～23.