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淺談初中化學(xué)部分實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
摘 要：分子之間存在間隔，將以往的量筒換成試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既簡(jiǎn)單又便捷。二氧化碳不燃燒、不支持燃燒及其密度比空氣密度大的性質(zhì)，在實(shí)際操作過程中常常是上面的蠟燭先熄滅下面的蠟燭后熄滅，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論相違背。將教材中的裝置進(jìn)行改進(jìn)后，在傾倒二氧化碳?xì)怏w時(shí)就會(huì)準(zhǔn)確地觀察到下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，實(shí)驗(yàn)成功率達(dá)100%。
關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中起到了不可替代的作用�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，理解、鞏固化學(xué)知識(shí)，可以幫助學(xué)生了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，形成實(shí)驗(yàn)技能；可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治霾⒔鉀Q實(shí)際問題的能力；可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，揭示化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)。新課程改革將科學(xué)探究作為課程改革的突破口，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式。日常教學(xué)中除進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)外，教師的演示實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)的成功與否，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力至關(guān)重要。在教學(xué)中為了提高實(shí)驗(yàn)的可視率及成功率，現(xiàn)將“分子之間存在間隔”“CO2不燃燒、不支持燃燒及其密度比空氣密度大”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。
一、分子之間存在間隔的實(shí)驗(yàn)
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：我們以往的實(shí)驗(yàn)是用量筒分別量取100 mL的水和100 mL的酒精，然后將水和酒精混合在一起，倒在200 mL的量筒中，引導(dǎo)學(xué)生去觀察混合后水和酒精的總體積，學(xué)生通過量筒中的液面讀出數(shù)據(jù)，水和酒精的總體積小于200 mL，從而得出分子之間存在間隔這一結(jié)論。
存在的缺陷：（1）量取時(shí)間長(zhǎng)。用量筒量取酒精和水時(shí)，要分別進(jìn)行量取，且在量取的過程中要用到膠頭滴管，為了量取準(zhǔn)確一滴一滴地滴加，速度慢浪費(fèi)時(shí)間。（2）現(xiàn)象的可視距離有限。由于量筒的刻度很細(xì)，且要讀取數(shù)據(jù)，教室中坐在后面的學(xué)生根本觀察不到，只有靠近講臺(tái)的學(xué)生才能讀到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；如果教師在教室中展示，浪費(fèi)時(shí)間且量筒拿在手中讀數(shù)不準(zhǔn)確。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)：選用一個(gè)20×200 mm的試管，用一個(gè)單孔塞塞緊，在膠塞的孔中放一個(gè)大約2 cm長(zhǎng)的一個(gè)短玻璃管，在試管中倒入大約試管容積一半的水，然后向試管中緩慢地倒入滴有紅墨水的酒精至試管滿，塞上膠塞，這時(shí)候?qū)W生會(huì)看到紅色的酒精在水上面。然后用膠頭滴管向短玻璃管中滴加酒精，至短玻璃管中也滿了，用手指堵住玻璃管口，將試管顛倒數(shù)次，使水和酒精均勻混合，這時(shí)候?qū)W生會(huì)看到短玻璃管中的液面明顯下降，從而證明分子之間存在間隔。由于酒精中滴有紅墨水，可視距離遠(yuǎn)，即使是坐在教室后面的學(xué)生也能很好地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時(shí)操作簡(jiǎn)單快捷。
二、CO2不燃燒、不支持燃燒及其密度比空氣密度大的實(shí)驗(yàn)
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)將集氣瓶中的二氧化碳?xì)怏w傾倒入燒杯中，應(yīng)該觀察到燒杯中位于下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅，但實(shí)際操作中往往是下面的蠟燭沒熄滅，上面的蠟燭就先熄滅了，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論相違背，從而實(shí)驗(yàn)失敗。實(shí)驗(yàn)失敗的主要原因是由于蠟燭燃燒產(chǎn)生熱量，在傾倒二氧化碳?xì)怏w時(shí)，二氧化碳?xì)怏w受熱容易向上擴(kuò)散，結(jié)果使上面的蠟燭先熄滅下面的蠟燭后熄滅，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。同時(shí)向下傾倒二氧化碳?xì)怏w時(shí)，如果傾倒方法不當(dāng)氣體直接傾倒在上面的蠟燭上，也會(huì)使上面的蠟燭先熄滅下面的蠟燭后熄滅。
為了解決這一問題，我將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了如下改進(jìn)：（1）取兩個(gè)500 mL的礦泉水瓶，將上部剪去下部留出大概8 cm的高度，其中一個(gè)礦泉水瓶的底部也要剪去，將剪去底部的礦泉水瓶用膠水粘上一個(gè)平的硬紙殼，也可以粘上一個(gè)平的塑料片。（2）取兩個(gè)自行車車胎的氣門，然后按照氣門的大小將兩個(gè)礦泉水瓶分別各打一個(gè)孔（可以用燒熱的玻璃棒一捅即可），將氣門穿入打好的孔中并將兩個(gè)膠皮墊套在氣門上（膠皮墊分別位于礦泉水瓶的內(nèi)外兩側(cè)），然后在氣門的兩側(cè)分別用螺絲擰緊。（3）用一根乳膠管套在兩個(gè)氣門上，將兩個(gè)礦泉水瓶連接在一起，然后再將階梯狀的蠟燭放入底部是平底的礦泉水瓶中，同時(shí)將另一個(gè)礦泉水瓶放在木塊上，使其與放蠟燭的礦泉水瓶保持一定的高度差。（4）選用的蠟燭也很關(guān)鍵。蠟燭不能太高（最好高度對(duì)準(zhǔn)氣門的出氣孔）且實(shí)驗(yàn)時(shí)要將蠟燭的燭芯剪短，保證既能觀察到火焰且火焰還不能太大，這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)效果才最好。同時(shí)蠟燭的位置也很重要，要將下面的蠟燭放在出氣孔邊上，這樣才能在實(shí)驗(yàn)時(shí)節(jié)約二氧化碳?xì)怏w的用量。
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后的優(yōu)點(diǎn)：（1）將裝置改造成這樣后，再也不會(huì)出現(xiàn)上面的蠟燭先熄滅，下面的蠟燭后熄滅的現(xiàn)象了，實(shí)驗(yàn)成功率達(dá)100%。（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，不必再顧及傾倒的方法了，只要將二氧化碳像倒水一樣向礦泉水瓶中傾倒就可以了。（3）這套裝置的用品完全是來自于生活中的廢棄物，學(xué)生可以自己在家中制作一個(gè)這樣的裝置，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力以及廢物利用的節(jié)約意識(shí)。
教學(xué)過程中，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，結(jié)論更準(zhǔn)確，更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，一些實(shí)驗(yàn)裝置、方法有待我們的探究與改進(jìn)。
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