关注初中化学实验设计的严谨性

田长明

摘要：化学实验设计的创新必须注意自身的严谨性，无论是实验用品的选择还是反应条件的控制，都应该合理和合适。另外在进行实验设计时，不能与实验的目的背道而驰，运用类比推理方法进行实验设计时，也要注意物质性质的细小差别。

关键词：实验设计；实验选材；实验对比

文章编号：1005–6629（2016）6–0094–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

化学实验的改进与创新一直是化学课堂教学的热点问题，在广大化学教师的不断探索和不懈努力下，中学化学实验呈现出数字化、微型化、趣味化、集成化、简易化、绿色化等特点。很多实验设计非常精巧和精彩，大大提高了学生学习化学和探究问题的兴趣，给中学化学课堂教学带来了勃勃生机。

但不可否认，我们有些教师在进行实验设计时或多或少也存在着这样或那样的不足，笔者就平时看到的一些不太严谨的实验设计谈谈自己的看法。

1 选材失当

我们进行对比实验时，一般都采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决。但我们教师在进行对比实验时有时会不能正确地选择实验药品。

案例1 实验课题：探究两种可燃物着火点的高低

实验用品：木条、煤炭、酒精灯、坩埚钳、火柴等

实验装置（见图1）：

要求小木条和煤块的形状相同，因为可燃物与氧气的接触面积也是影响燃烧的一个重要因素。其次小木条燃烧属“分解燃烧”，燃烧时有火焰，而煤炭的燃烧主要属“表面燃烧”（表面燃烧没有火焰，如铁丝燃烧等），可比性差[1]。因此教师设计实验时，一定要注意选材。

笔者认为下列实验可以比较着火点的高低。

实验用品：面粉、葡萄糖、铜片、三脚架、药匙、酒精灯等

实验装置（见图2）：

实验步骤：

（1）把中间折有隔板的铜片（厚0.2mm、宽3.3cm、长8.0cm、高1.0cm）放在三脚架上，在铜片下面放置酒精灯。

（2）分别取约1/4药匙的面粉、葡萄糖粉平铺在薄铜片隔板两侧且尽量靠近隔板（对称放置）。

（3）用酒精灯外焰对准铜片的中部隔板加热，观察现象。

上述实验我们可以看到葡萄糖先燃烧，面粉后燃烧。设计让学生真切地感受到着火点是物质的固有属性，不同的物质有不同的着火点，也决定了它们的点燃方式[2]。

2 顾此失彼

有些教师在进行比较实验时，考虑到了反应起始时的条件控制，但往往会忽略反应过程中条件的变化，顾此失彼，从而导致实验结论的得出不够严谨。

案例2 实验课题：探究温度对化学反应速率的影响

实验用品：锌粒、10%的硫酸溶液、热水、锥形瓶、气球、水槽等

实验装置（见图3）：

实验分析：设计实验的教师认为相同时间内，放在热水中锥形瓶上的气球鼓得比较大说明单位时间内产生的氢气多，从而得出温度越高，锌和稀硫酸反应的速率越快的结论。笔者认为这个结论的得出不严谨，因为气体的体积不仅与分子数有关，还与温度、压强等有关系，放在热水中锥形瓶上的气球鼓得比较大，也有气体温度相对较高的因素，因此不能通过这个实验得出“温度越高，化学反应速率越快”的结论。

改进建议：去掉气球，我们在上述两只锥形瓶中均加入等体积10%的硫酸溶液，将其中一只锥形瓶放入热水中，在两只锥形瓶中同时加入等质量的锌粒，观察反应起始阶段两只锥形瓶中产生气泡的快慢。通过产生气泡的快慢，判断化学反应速率的快慢。

3 南辕北辙

《战国策·魏策四》：“犹至楚而北行也。”想往南而车子却向北行。比喻行动和目的正好相反。我们有些化学实验改进也是如此，南辕北辙，违背了教材的初衷。

案例3 实验课题：白磷在水中的燃烧

人教版教材中对白磷在水中的燃烧有如下描述：“由本来在热水中不燃烧的白磷，在通入氧气（或空气）后燃烧的事实，再次说明燃烧需要什么条件。[3]”

因为水中的白磷容易随通入的氧气气流发生移动，实验现象不明显，成功率较低。有教师对此实验做了改进。

改进实验1：

实验用品：白磷、水、氧气、试管、橡皮塞、500mL烧杯、镊子等

实验装置（见图4）：

实验步骤：

（1）收集一试管氧气，用橡皮塞塞住试管口。

（2）在500mL大烧杯中加入约300mL水，用镊子取一小块白磷放入大烧杯的水中。

（3）取下试管口的橡皮塞，将试管倒扣于烧杯中的白磷上，观察现象。

实验分析：通过实验，我们可以观察到白磷在试管中剧烈燃烧。但笔者认为这个实验的改进不恰当，教材探究的是白磷在水中的燃烧，而这个改进实验，我们看到是白磷在试管中的氧气中燃烧，与教材的要求不符。

也有教师做了如下改进，笔者认为比较好。