初中化学实验教学改进与创新浅谈
摘
要：新课程理念下的初中化学实验教学对增强学生的学习兴趣，帮助学生增加感性认识、形成化学概念，加深对化学基本知识的理解，培养学生的科学精神和探索求知的欲望起着重要的作用，教师应该大胆创新，改进实验教学，培养学生勇于创新和实践的科学精神。
关键词：实验教学
探究
创新
化学是以实验为基础的自然科学，是培养学生的科学兴趣、科学态度、提高学生科学能力的重要途径。当前化学实验教学效果不大理想的的主要原因：一是教师对实验教学的质量意识淡薄；二是有的教师实验能力差；三是课前准备与精心设计不够；四是忽视操作技巧或教师本身的操作技能差。。下面就如何将实验教学落实到位谈谈自己的看法
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段，新课程倡导学生“主动参与、乐于探究、勤于动手。”但当前一部分教师对实验教学不重视，因此，必须重视实验教学的研究和探讨，更要进一步改进创新。本文结合作者教学实践，谈谈在实验教学中的几点尝试。
一、改验证性实验为探究性实验，培养学生探究精神
目前，中学化学教材中的实验多为验证性实验。在实验中学生处于被动接受知识的状态，这种实验模式缺乏对学生思维能力、动手实践能力、创新精神及创新能力的培养。现将教材中某些验证性实验改为探究性实验，可将学生带入科学探索的情景中，使学生处于一种主动探索知识的兴奋状态，激发学生的创新欲望、培养学生的创新精神,通过“问题--实验--科学抽象--结论”的过程,促进学生自主地观察实验现象，从中发现问题并解决问题，此时，学生始终处于一种主动探索知识的状态，可以培养学生的科学探索精神。
如在讲《空气》中“测定空气里氧气的含量”实验时，我的做法是：设置探究情景，提出问题：从生活经验和以往的探究活动中，我们知道了空气中含有氧气、二氧化碳和水蒸汽。那么，空气中氧气大约占空气体积的多少呢？让我们一起探究：设计实验，测定空气中氧气的体积分数。学生分成6个活动小组，根据已有的知识和经验，充分想象，分析和推理，能主动地或在教师的启发下对问题可能的答案大胆的提出假设 学生开始实验探究
（一）、提出问题：空气中氧气大约占空气体积的多少？
（二）、做出猜想与假设：空气中氧气约占空气体积的1/5。
（三）、设计实验方案：学生自主探究，分组设计实验，预期实验结果。
学生分小组讨论，设计实验依据的原理是什么，教师适时点拨、引导，共同得出实验原理。
1、实验原理：可燃物在空气中燃烧，消耗氧气，集气瓶中气体减少，减少的体积等于所消耗氧气的体积，容器中的压强减小，水沿导管吸入集气瓶，吸入水的体积等于消耗的氧气的体积” 。
2、选择实验药品：学生大胆想象，选择出木炭，铁丝，硫磺，红磷，白磷等。
每个小组各选择一种物质进行讨论，预测实验能否成功。教师和学生一起讨论交流。学生小组发言：
1组：我们认为选木炭不行，通过查阅资料知道木炭燃烧生成二氧化碳气体，消耗了氧气，但有新的气体生成，瓶内压强基本不变，水不会流入集气瓶。 2组：我们认为选铁丝不可行，铁丝在空气中不会燃烧。
3组：我们认为选硫磺不可行，通过查阅资料知道硫磺燃烧生成二氧化硫气体，消耗了氧气，但有新的气体生成，瓶内压强基本不变，水不会流入集气瓶。
4组：我们认为选蜡烛不可行，通过查阅资料知道蜡烛燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气，消耗了氧气，但有新的气体生成，瓶内压强基本不变，水不会流入集气瓶。
5组：我们认为选红磷可行，红磷燃烧生成固体物质，消耗氧气，装置内压强变小，烧杯中的水流入广口瓶。
6组：我们认为选白磷可行，通过查阅资料知道白磷比红磷容易燃烧，白磷燃烧生成固体物质，消耗氧气，装置内压强变小，烧杯中的水流入广口瓶。
教师和学生一起交流总结：同学们分析地非常好，我们选的药品是白磷和红磷，没有选铁丝，是因为铁丝不会燃烧，也没有选木炭、硫磺和蜡烛，原因是他们都生成气体，装置内压强基本不变。教师进一步引导，如果我们选了这些物质，有没有更好的方法来实现我们的预期实验现象呢？同学们积极思考并讨论。有的小组提出，能不能将生成的气体吸收处理呢？教师和学生一起讨论。教师提供资料：生成的气体二氧化碳和二氧化硫可以被氢氧化钙或氢氧化钠溶液吸收，学生想到了，可以在装置中事先放入少量的氢氧化钠溶液，把烧杯中的水换成稀氢氧化钠溶液，就可以观察到明显的现象了，同学们恍然大悟，原来生成物是气体也可以用来测定空气中氧气的含量啊！
3、确定实验装置：学生自己选择实验仪器，并组装好实验装置。教师鼓励学生在课本上所给实验装置的基础上进行改进，有创新，有超越，大胆提出自己的想法，设计出不同的实验装置，培养学生的求异精神。小组间互相交流，讨论设计出比较简单且现象明显的实验装置。教师给以适当的点拨。
实验步骤：学生自己按照所选药品、实验装置设计实验步骤。
通过小组间交流、集思广益，初步设计出实验方案，教师在帮助提示、充分、完善，使实验设计科学，可行性强，最后制定出如下探究方案 第1小组制定实验方案如下; 选择合适的药品：红磷
水
红磷
选择合适的仪器：标刻度的集气瓶、带导管的橡皮塞、燃烧匙、止水夹、烧杯、橡皮管、酒精灯
实验步骤：①检查装置的气密性。
②燃烧匙内装满红磷，将橡皮管上的止水夹加紧。 ③将燃烧匙内的红磷在酒精灯火焰上点燃，迅速伸入集气瓶内，塞进橡皮塞。
④等集气瓶冷却到室温时，把导管插入水中，打开止水夹。 ⑤仔细观察实验现象。 第2小组制定方案如下： 选择合适的药品：白磷
热水 选择仪器：带刻度的注射器、活塞、烧杯
实验步骤：①取适量的白磷放在注射器底部，塞好活塞，活塞置于5刻度处。
②将注射器平放在盛有热水的烧杯上 ③观察现象
第5、6小组制定方案如下： 选择合适的药品：硫磺
澄清石灰水 选择合适的仪器：标刻度的集气瓶、带导管的橡皮塞、燃烧匙、止水夹、烧杯、橡皮管、酒精灯、澄清石灰水 实验步骤：①检查装置的气密性。
②燃烧匙内装好硫磺，将橡皮管上的止水夹加紧， 在集气瓶内放少量的澄清石灰水。 ③将燃烧匙内的硫磺点燃， 迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
④等集气瓶冷却到室温时，把导管插入烧杯的液体中，打开止水夹。 ⑤仔细观察实验现象。
4、学生实验
学生记录实验现象：以小组为单位汇报实验现象
①
1、2小组：红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，冷却后打开止水夹，水倒流入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1／５；
②
3、4小组：白磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，活塞先向右再向左移动，约占注射器内空气体积的1／５；
③
5、6小组：硫磺燃烧发出淡蓝色火焰，冷却后打开止水夹，水倒流入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1／５；
5、实验结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5，剩余的气体不支持燃烧，约占空气总体积的4/5。
石灰水
硫磺
（四）、反思与评价：学生通过本次探究实验知道了，选择药品要只与氧气反应，生产物可以是固体，也可以是气体，若生成气体，要将气体进行吸收处理，同时要保证装置的气密性良好。
（五）、表达与交流：有的小组实验中看到进入的水少于1/5,有的学生急于想把自己的体验和发现告诉同学，也有的学生急于想知道自己失误所在,这时，我让他们交流讨论，使他们在交流中取长补短，共同进步，找出出现各种现象的原因。这样学生在实验操作时的注意点：如a.燃烧匙中的药品为什么要装满？b.红磷、白磷和硫磺点燃后为什么迅速伸入集气瓶中，盖紧橡皮塞？c.为什么等集气瓶冷却到室温时，打开止水夹？等等有了更深刻的理解。
（六）、师生共同小结
本探究性实验以学生活动为主，通过学生积极思考，主动参与，体验了科学探究的基本过程，提出问题
猜想与假设
设计实验
反思与评价
表达与交流。实验完成后，学生总结了设计化学实验方案的基本原则：a.原理要科学b.方法要简单c.现象要明显d.成本要经济e.安全加环保。
在上述实验教学中，我改验证性实验为探究性实验，引导学生从生活经验和已有的知识出发，提出探究问题“空气中氧气的体积含量测定”。让学生在现实的问题情景中去“做”、去“尝试”、去“反思”、去“经验” ，在这个过程中，学生自主认识了这个实验的设计原理，使学生的知识与技能在学习过程中得到同步的提高。在活动中，教师是组织者、指导者，给学生创设了发现问题、解决问题的时间和空间，使学生成为学习的主体。如在“药品和装置的选择”上没有给学生现成的答案，鼓励学生进行探究，对学生提出的实验方案创造条件让学生实践、反思，使学生真正体验到探究发现的乐趣。本探究活动中有独立的思考、操作，也有群体的分析、讨论，在协作学习的环境中，通过小组成员的团结协作，既提高了效率，又促进了学生之间的合作和交流，实现探究成果共享。如各小组的实验结果不完全一样，学生在教师的组织和指导下讨论、交流，找到了出现各种结果的原因，使学生又学到了知识、技能，又养成了尊重科学、尊重事实的学习态度。
二、改进实验方法，培养学生创新能力
达尔文说：任何改进，都是进步。同样对实验的任何改进往往具有积极的意义，甚至起到意想不到的效果。 1.改进方法
有的实验实验按照课本上的操作方法，现象不很明显，观察不到，对知识的理解印象不深。就要对原有的方法进行改进。
例如：固体氢氧化钠溶于水放热实验，用手触摸试管外壁时，现象不很明显，于是做了如下改进：将试管注入少量水，加热至沸腾，移开火焰，水停止沸腾，加入氢氧化钠固体少量，发现溶液又重新沸腾，说明氢氧化钠溶于水放热，使水又沸腾了。
例如：对倾倒二氧化碳实验的改进：课本中将收集有二氧化碳的集气瓶沿烧杯边沿慢慢往烧
杯中倾倒，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，二氧化碳不支持燃烧，也不燃烧。有些同学把握不好，倾倒时速度过快或集气瓶拿不稳，二氧化碳刚倒出就散开了，结果造成上面的蜡烛先熄灭，下面的后熄灭，对二氧化碳的密度作出了错误的结论。我们对这个实验做了改进后，成功率很高。在倾倒二氧化碳时，在烧杯内壁处放一短颈漏斗，将二氧化碳从漏斗倒入。这样就会顺利地完成实验， 2.改进原料
对实验所用药品及用量进行改进，使得实验效果更明显，实验的安全性更好，实验可视性更明晰，另外，对于有些实验的材料，由于受条件或季节的影响，无法得到合适的原料，从而影响实验的继续进行。例如：在自制酸碱指示剂的探究实验时，由于课程在二三月份时学习，正值冬季，没有什么鲜花可以做实验材料，我改用了一些干花瓣做原料，用酒精浸泡后，获得了同样的结果。受此启示，学生中有的将干紫草用酒精浸渍，紫草原液遇酸变红，遇碱变蓝。有的用杨梅汁，遇酸显红，遇碱显蓝。有的采来菜园的篱笆上干菜花，如丝瓜花浸泡汁，在酸性溶液中显红色，在碱性溶液中显黄色。进一步的探究，怎样长时间的保存和使用这些试剂呢，经过讨论，探索，终于得出了较好的办法：将有关汁液用滤纸浸渍，凉干制得试纸，使自制酸碱指示剂的应用的以延伸。 3.改进过程
有的化学实验过程中，因为操作步骤的不严密，可能导致产生错误的理解，对实验的操作程序及步骤进行改进，使实验过程更加简捷，实验步骤更加合理，就需要根据具体情况适当改进一下实验过程。例如：CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成，而与NaOH反应无现象，那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应？对于这种无现象的反应能不能设计出一些实验，使反应产生一些现象，从而直观地证明两者发生了反应？在此探究活动中，学生设计的众多方案中有这样一例 ：由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3，将CO2与NaOH反应，在反应后的溶液里滴加HCl，如果有气泡产生，证明CO2与NaOH发生了反应。但是对这样的设计方案过程中是否严密的问题，也有人提出了疑问：
因为CO2也能与H2O反应生成H2CO3，同样含有CO32-，怎么知道是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2，还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2？怎么消除H2CO3的影响？ 所以将实验过程做了一点改进：先将反应后的溶液加热，使H2CO3分解，再滴加HCl。经过改进，这个实验方案变得完整，实验证明，加热后，再滴加HCl，有气泡产生，证明CO2与NaOH确实发生了反应，使实验解除了疑问，排除了干扰，获得了准确的结论。
三、增设趣味实验，激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师。初三学生刚学化学时，往往对化学中的实验现象感到很神奇，渴望知道为什么？因此，充分结合教学内容，从课时教学目的出发不失时机设置和安排一些生动、有趣的实验进入课堂，激发了学生的兴趣和热情，促进化学教学，提高教学效果。 例如在绪言课即可设计一些有趣实验。如:“‘红葡萄酒’变‘白酒’”，“烧不坏的手帕”、“无
色液体写红字”、“神杯生‘牛奶’”等短小精彩的魔术般实验，利用学生的好奇心理，把学生领进神圣的化学天地。再例如，在第一章第一节就可增加空气组成的测定，既能满足学生的愿望增强了学生对知识的信任感，又使学生了解了化学研究的方法。在讲可燃物燃烧条件时，给学生补充白磷在热水内与通入的空气进行水下燃烧的演示实验，效果就很好。在讲分子时可增加分子运动和分子间有间隔的实验。分子间有间隔的实验是这样进行的:取一根约400毫米的玻璃管，一端用打孔器打下的橡皮条封住，先加入约一半容积的水，再用滴管加酒精至满，然后用橡皮条封住玻璃管口，反复倒置几次，管内有气泡产生，聚到上端有一厘米多空柱，液体体积明显减少。这种微观内容通过宏观现象进行推理验证释疑教学，学生很感兴趣，深信传授知识的正确，印象也很深刻。在课堂教学中，常会出现一些疑难问题或有争议的问题，设计增补一些实验，可以较快帮助学生解难释疑，防止学生想当然。在讲二氧化碳时，增加了鸡蛋壳与盐酸反应的实验。在讲碳酸钙时，增加了锅垢和壶垢的去除和向澄清石灰水中连续吹气后加热的实验。讲气体溶解时，增加了压强与温度对气体溶解度的影响的实验。即在盛有1/4试管容积的碳酸钠饱和溶液中加入稀盐酸到试管容积的1/3，立即有大量的气泡产生。马上用塞子塞紧管口，溶液中气泡上升的速度和产生的数量立即减慢减少，随后停止。拨开塞子又有大量气泡产生，等停止产生气泡，加热试管又有大量气泡产生。此时向学生讲汽水的制造、氨水的存放等，学生理解自然深刻。
这样以增设趣味实验为引导，就使化学这门功课犹如一块磁石强烈地吸引着学生。
四、开辟第二课堂，发展学生个性特长 １．开发家庭小实验
新教材家庭小实验的引入使课堂教学延伸至课外，它对激发学习兴趣、巩固知识技能、培养创新能力、开发智力起到一定作用。
例如，在学习有关溶液的内容时，可设计下列片断：
问题情景：“今年初我国很多地区气候寒冷，冰雪成灾，小明看见有人在马路上、街道的路面上撒盐，这是为什么？”
探究活动：将一些碎冰放在 100 ml的烧杯内，测量温度；再将少量食盐加入烧杯，用玻璃棒搅匀，测量温度。记录并分析现象。
通过比较2次测量所得的温度，学生即可了解加入少量盐能使水的冰点降低的事实，所以撒盐能阻止路面结冰。
又如，第八单元课题3中“铁钉锈蚀条件的探究”，由于实验所需时间较长（约一周），不能课堂演示，而如果教师事先做好实验学生观察，又降低了实验的可信度，于是，我们就将其改为探究性的家庭小实验，提前一周布置给学生，效果很理想。探究程序如下：
(1)提出问题:铁制品在潮湿的空气中容易生锈。
(2)猜想与假设:铁生锈的原因可能有以下哪几方面: ①铁只与空气中的氧气反应；
②铁只与空气中的水蒸气反应；
③铁与空气中的氧气、水蒸气反应生成铁锈。
(3)实验探究:设计以下3个实验: ①在干燥的玻璃瓶内放入少许生石灰,再放入一根洁净的铁钉,加盖密封；
②在玻璃瓶内放入一洁净铁钉,注入刚煮沸过的冷开水(室温)至浸没铁钉,再在水面上注入一层植物油；
③在玻璃瓶内放入一洁净铁钉，注入冷开水少许，保持铁钉的一部分暴露在空气中。 装置放置数日，每天进行观察，如实记录实验现象。
(5)解释与结论：实验①和②中的铁钉均未生锈，只有实验③中的铁钉生了锈。这说明了铁与空气中的氧气、水蒸气发生反应是铁生锈的原因，即猜想与假设③成立。
学生通过上述探究活动，不仅受到了科学方法的训练，体验了探究的乐趣，形成和发展了探究能力，而且也很自然地就接受了“铁在潮湿的空气中能跟氧气、水蒸气反应生成铁锈”这一事实，从而对铁制品锈蚀的原因和防止铁制品锈蚀的方法有了更深入的认识。 ２． 开展社会调查
组织化学兴趣小组是开展课外活动的很好方式，结合教学实际，指导学生进行社会调查： 例如学习《水是人类宝贵的自然资源》时，组织要求学生调查了解“你家附近的河水清澈吗？并请问你们亲友，在他们学生时代，这条河是不是像现在这样？什么原因造成的？” 又如学习《燃烧和灭火》时，布置学生到汽车加油站、仓库等观察“严禁烟火”标志，到车站了解哪些物品严禁带上火车？
说明化学与生产、生活、社会密切相关，增强了他们关心自然、关心社会的责任感。
新的化学课程充分体现了实验在培养学生科学思维、养成科学习惯和学习科学方法等方面的独特作用，只要我们在“教”的过程中，以实验为契机，充分发挥学生的主体作用，调动学生的积极性，其潜在的能量就会充分发挥出来，达到提高学生整体素质的目的。 主要参考文献
[1]教育部．全日制义务教育化学课程标准(实验稿)．北京：北京师范大学出版社，2001 [2]吕湘香
探究性教学在初中化学实验教学中的尝试《考试周刊》2007年第49期：98
