创新实验设计，提升化学之美

董世春

摘要：化学实验是化学研究的重要手段，也是化学初学者感受化学之美的一扇窗口。化学之美，美在形式，美在实质，美在创造。在初中的化学教学中，对原有的一些实验进行改进创新，更能帮助和教会学生感受和欣赏化学之美，激发他们的学习兴趣，，使之拥有持久的学习热情，为他们在该学科的深入发展创造可能。

关键词：实验创新;实验设计;实验能力;化学之美

中图分类号：G633  文献标识码：A  文章编号：1672-9129（2020）01-0108-01

Abstract： chemical experiment is an important means of chemical research， but also a window for beginners to feel the beauty of chemistry. Chemical beauty， beauty in the form， beauty in the substance， beauty in the creation. In junior high school chemistry teaching， the improvement and innovation of some original experiments can help and teach students to feel and appreciate the beauty of chemistry， stimulate their interest in learning， make them have a lasting enthusiasm for learning， and create possibilities for their in-depth development in this subject.

Key words： experimental innovation; Experimental design; Experimental ability; The beauty of chemistry

初三学生初次接触化学，既新鲜好奇又忐忑畏惧。如何顺应学生心理，使学生们能够快速喜欢这门新学科呢？化学实验就是开启化学之门的一把钥匙。在教学中尽量挖掘化学实验价值，可以展示出化学变化的神奇现象之美;实验设计，流程改进的思维之美;亲自动手实验，感受获得实验成果的喜悦之美。孔子说，知之者不如好之者，好之者不如乐之者。当学生能发现化学的学科之美的时候，必定能激发出无尽的学习潜能和不竭的探索、创造欲望。

本文是笔者在初三化学实验创新教学方面所做的一些尝试。

实验创新点之一 ：改变实验操作技法，强化实验现象的奇妙性，感受化学形式之美。

鲁教版初三化学第一章第一节的活动天地设计了四个实验，观察化学变化的现象。教材用意很明显，就是想以各种独特的实验现象激发学生的学习兴趣，但按教材要求，除实验1（点燃镁条，发出耀眼的白光），能迅速调动学生兴趣外，另三个实验的现象还显得太单调，若加以改进，则可大大增强化学的奇妙性、趣味性。比如：实验2，向试管中加入少量氢氧化钠溶液，再滴加几滴酚酞试液。按要求操作，只能看到液体变红。该实验可做如下改进：用锥形瓶代替试管，先倒入小半瓶蒸馏水，滴加几滴酚酞，再滴入一滴浓氢氧化钠溶液，同时震荡锥形瓶，可看到瓶内液体瞬间变红。仅仅一滴液体就迅速改变了一瓶液体的颜色，这一现象与学生以往的生活经验完全不同，他们就会深深被实验吸引。乘此良机，再滴入一滴浓盐酸（事先计算好浓度，使盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。）震荡锥形瓶，紅色瞬间消退。学生会再次被震惊。浓氢氧化钠与浓盐酸可反复多次交替滴加，每次都只加一滴，让学生感受颜色的来回变化。还可以让学生为该实验命名，不管是“神奇的一滴”，还是“一滴定乾坤”，课堂气氛都因此而热烈了。

可以改进的实验很多，不一而足。实验现象越是奇特，与学生以往的生活经验越不同，重现性越好越能吸引人。在展示这些实验时，一方面需要很好的设计，包括用量多少，浓度高低的计算等;另一方面需要操作连贯，手法熟练，像魔术师一样地给学生带来震撼。这样，学生在感受化学奇妙之美时，也能被老师的个人魅力所折服。

实验创新点之二：改变常规药品的状态，体现化学学科思想的科学之美。

随着系统学习的深入，学生会在观察对比中发现问题，对实验原理及理论理解方面有更高的要求，此时老师要把握学生心理，引导他们探究实验设计，进而形成理论，提升智慧。

比如，氧气的制取，这是初中学生第一次学习典型物质的制取，本节内容的一大难点在于理解催化剂的特征，但实验室一般只提供粉末状的二氧化锰，其与过氧化氢溶液反应时只会看到昏黑一片的状态，不利于对气泡进行观察，也不利于反应后对二氧化锰进行回收再利用，这就造成了污染和浪费，对催化剂质量不变这个特征无法验证。鉴于这种情况，在这里对二氧化锰做了一些处理，将水泥和二氧化锰粉末按一定比例加水调和，凝固后成颗粒物。为了操作简便，也可将二者的混合物凝固于玻璃棒一端，反应前称量，记录质量为a。演示实验时，取两只试管，各注入5%的过氧化氢溶液，以第一只试管作对比，在第二只试管中插入该玻棒，两者比较观察，第一只试管有微弱的气泡，而第二只试管有大量气泡产生，此反应中过氧化氢溶液一直保持澄清透明，对气泡的观察是非常便利的。用带火星的木条试探，第一试管无明显现象，而第二只试管中木条会复燃，说明有氧气生成。反应后将该玻棒取出，用蒸馏水清洗干净，再小心地烘干称量，质量仍为a。由此可知二氧化锰并未真正被消耗，在该反应中它不是反应物，它只是反应的条件，充当催化剂的角色。最后再将该玻棒伸入到新的过氧化氢溶液中，比如第一只试管里，有会看到大量气泡迅速产生，说明该固体混合物还一直起效，可以重复使用。通过这样连贯的实验演示，可以向学生清晰地揭示出过氧化氢分解制氧的原理，简单明了地理解催化剂“一改两不变”的特征，使教学重点知识清晰呈现。

科学重在求真，贵在创新。对二氧化锰形态的改进，对其在分离、洗涤、烘干、称量等方面变得简易可行，进而方便验证教材理论。实验教学就要交给学生严谨求实的科学态度，科学上“只有最真，才是最美”的思想认知。

实验创新点之三：丰富实验形式，体现化学的创造之美，感受成长的价值之美。

常规教学中，通常以教师演示实验和学生分组实验的方式进行实验能力的训练，实验形式仅限于课堂短短的时间内，不会给学生太多思考和尝试的机会。为了弥补这些缺失，可以建议同学们借鉴课本中提供的素材，利用生活中的废旧物品，在家庭中完成一些小实验（如利用废旧电池回收金属锌，对废弃铁制品除锈、鉴别真假黄金等）、小制作（如自制净水器，做叶脉书签、用小苏打和柠檬酸做碳酸饮料等）和小发明，从多种途径来丰富实验形式。这样既能让学生有机会展现自己的聪明才智和个性，还能给学生营造一个浓厚的化学氛围，形成一个兴趣攻势，又能活跃学生的思维，丰富联想，提高悟性，为学生创造性的发挥提供条件，同时也是实现初中化学素质教育，提高教育质量的重要渠道。

实验创新的意义在于扩宽学生视野，提升学生实验能力。化学实验能力，即运用化学手段进行分析和解决问题的能力，是一种由多种能力要素构成的综合能力，包括知识要素、技能要素、心智要素等等方面，需要长期的熏陶和训练得以巩固强化。

参考文献：

[1]高中化学教学中培养学生的创新意识[J]. 李新荣.中学生数理化（教与学）.2016（07）