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化学是一门实验科学。化学实验既是化学学习的内容，也是学好化学的方法与手段。九年级属于化学学科的入门阶段，虽然教材中涉及的知识点较多，但简单易记。于是，很多化学教师忽略了让学生在体验中构建化学知识的重要性，甚至秉持“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的观念，强迫学生记现象、记结论、记化学用语。这种做法虽然可能在短期内收获不错的应试效果，但长此以往，就会令学生失去对化学学科的兴趣。因此，化学教师在教学中，要注意改进传统实验，创新探究性实验，促使学生在体验中学习原理，在活动中构建体系，在应用中巩同知识。下面，笔者就以“奇妙的二氧化碳”一课为例，谈谈如何改进化学实验，创新课堂教学。
教学片段一：二氧化碳的灭火实验
【教材实验】在一个大烧杯中放置两支燃烧着的高度不一的蜡烛，然后将一瓶二氧化碳气体沿烧杯壁轻轻倒入烧杯中（图1）。下面的蜡烛比上面的蜡烛先熄灭，证明二氧化碳的密度比空气大，且二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
【思考】在按照图1操作实验时，经常会出现上面的蜡烛先熄灭的情况，这是因为操作者不慎将二氧化碳先倒在上面蜡烛的火焰上了;还有可能出现两支蜡烛都不熄灭的情况，原因是烧杯体积较大而集气瓶较小，致使倒入的二氧化碳不能覆盖住蜡烛的火焰。这样就会造成由实验现象不能得出应有实验结论的状况。
【改进实验】在一个透明的、长方形的玻璃容器内，放置五支高度不一的已点燃的蜡烛（图2）。将运送二氧化碳气体的玻璃导管通入容器，且导管离最高的蜡烛最近（中问有一个挡板）。同时，在最低的蜡烛处放一个能检测二氧化碳气体含量的传感器。观察到的现象是：随着二氧化碳气体的通入，最低的蜡烛先熄灭，然后其他蜡烛从低到高依次熄灭;传感器显示二氧化碳的浓度逐渐升高。等蜡烛全部熄灭后，拿出二氧化碳传感器，然后用坩埚钳夹持一段燃烧着的镁条伸入到容器中。观察到的现象是：镁条在容器内剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热;同时，容器壁上出现小黑点。
【反思】实验改进后，蜡烛增多了，学生会感到实验更加有趣。实验还增加了二氧化碳传感器，能让学生明显感到集气瓶中的二氧化碳在倾倒时，像水一样进入容器，先淹没最低的蜡烛。实验中最令学生关注的是：虽然最高的蜡烛离通入二氧化碳的导管最近，但离导管最远的，也是最低的蜡烛，是最先熄灭的;然后，其他蜡烛从右向左、从低到高相继熄灭。二氧化碳的密度大于空气，不能燃烧也不支持燃烧的性质得到充分体现。
接下来的镁条燃烧实验，既充分利用了容器内的二氧化碳气体，又让学生知道，虽然二氧化碳是一种常用的灭火剂，但有的物质，如镁，却可以在二氧化碳中燃烧，因此，选择灭火剂还是要根据燃烧物的具体情况而定。
教学片段二：二氧化碳与水反应的研究
【教材实验】打开汽水瓶盖，用一个带有导管的橡皮塞塞紧瓶口。由于瓶内压强减小，所以溶解在饮料中的二氧化碳就会外逸，通过导管进入水中，并与水发生化学作用，生成令紫色石蕊试液呈现红色的物质——碳酸。（图3）然后，将试管放在酒精灯上加热，就会发现，碳酸是一种不稳定的物质，稍微加热就会分解成二氧化碳和水。二氧化碳从水中逸出后，石蕊试液重新变成紫色。
【思考】教材实验只是让学生先记住酸溶液能使紫色石蕊试液变红的结论，然后完成了一个验证性的实验而已。由于紫色与红色比较接近，因此操作者一般要将原石蕊试液的颜色与变色后的溶液进行对比，有时为了对比效果明显，还要在试剂瓶后衬一张白纸。
【改进实验】用吸水性较好且有一定柔韧性的纸折出若干朵小花，将其完全浸入石蕊试液中，取出晾干后，再浸入石蕊试液中……重復这一步骤，直到纸花变成明显的紫色为止。
步骤一：向第一朵纸花喷水，向第二朵纸花喷盐酸溶液，向第三朵纸花喷硫酸溶液，向第四朵纸花喷醋酸溶液。观察到的现象是：喷水的纸花不变色，而喷盐酸、硫酸和醋酸溶液的纸花变成了红色。这说明石蕊试液遇水不变色，遇酸性溶液则变成红色。
步骤二：将第五朵纸花放入集满二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色。这说明二氧化碳不能使石蕊变色。
步骤三：向第六朵纸花喷水，使其湿润，然后将其放入集满二氧化碳的集气瓶中，纸花变成红色。这说明此时有酸存在——二氧化碳与水反应，生成了碳酸。
步骤四：取出步骤一和步骤三中已经变色的纸花，分别放在酒精灯上加热。步骤一中变红的纸花不变色，而步骤三中的纸花变为紫色。这说明步骤三中生成的碳酸不稳定，遇热就会分解。
【反思】改进后的实验与原实验相比，内容更加丰富。用纸花呈现变色现象，趣味性强。不同颜色的花朵放在一起，实验效果更加明显。更重要的是，紫色石蕊遇酸性溶液变为红色的结论是学生通过探究实验得到的，这比单纯地让学生记一个结论的教学效果更好。
教学片段三：二氧化碳与澄清石灰水反应的研究
【教材实验】将发生装置中的二氧化碳气体用玻璃导管通入装有少量澄清石灰水的试管中，石灰水变得浑浊。化学上常用这个实验来检验二氧化碳气体。
【思考】该实验操作较为简单，也仅仅为验证性实验，趣味性不强，并且在操作过程中，二氧化碳容易过量，石灰水一下子又变澄清了。遇到这种情况，教师还要花时间去讲解为何石灰水会“先变浑后变清”。由于认知局限，即使听了教师讲解，学生往往还是十分茫然。
【改进实验】用圆底烧瓶收集一瓶二氧化碳气体后，立即塞上一个双孔的橡皮塞。在双孔橡皮塞的一个小孔内，插入一根带止水夹的导管;在另一个小孔内，插入一根吸入新配制的澄清石灰水的滴管。将导管插入盛有新配制的澄清石灰水的烧杯中，将圆底烧瓶固定在铁架台上。用手挤压滴管的胶头，将澄清石灰水挤入烧瓶内，然后打开止水夹。观察到的现象是：烧杯中的澄清石灰水顺导管逆向流入烧瓶内，形成乳白色的喷泉。（图4）
【反思】改进后的实验先将滴管内的澄清石灰水挤入烧瓶内。澄清石灰水与烧瓶内的二氧化碳发生反应，烧瓶内压力变小。烧杯中的澄清石灰水沿着导管被吸入烧瓶内，进一步与烧瓶内的二氧化碳发生反应，生成白色浑浊物，形成乳白色的喷泉。这一实验不仅能说明二氧化碳可以与石灰水反应，而且具有很强的视觉冲击力，可以极大地调动学生的学习兴趣。同时，该实验也不会因二氧化碳过量而为教学带来干扰。
通过以上教学片段，我们可以得知，优化和改进化学实验，使实验原理更科学、实验现象更明显、实验结论更可靠，是实现高效化学课堂的重要因素。初中学生刚开始学习化学，教师如果能够设计出更多的优质实验，就能够激发学生的学习兴趣，保持他们学习化学的热情。这对学生在化学方面的长远发展具有非常重要的现实意义。
（作者单位：江苏省苏州市吴江区笠泽实验初级中学）
教学片段一：二氧化碳的灭火实验
【教材实验】在一个大烧杯中放置两支燃烧着的高度不一的蜡烛，然后将一瓶二氧化碳气体沿烧杯壁轻轻倒入烧杯中（图1）。下面的蜡烛比上面的蜡烛先熄灭，证明二氧化碳的密度比空气大，且二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
【思考】在按照图1操作实验时，经常会出现上面的蜡烛先熄灭的情况，这是因为操作者不慎将二氧化碳先倒在上面蜡烛的火焰上了;还有可能出现两支蜡烛都不熄灭的情况，原因是烧杯体积较大而集气瓶较小，致使倒入的二氧化碳不能覆盖住蜡烛的火焰。这样就会造成由实验现象不能得出应有实验结论的状况。
【改进实验】在一个透明的、长方形的玻璃容器内，放置五支高度不一的已点燃的蜡烛（图2）。将运送二氧化碳气体的玻璃导管通入容器，且导管离最高的蜡烛最近（中问有一个挡板）。同时，在最低的蜡烛处放一个能检测二氧化碳气体含量的传感器。观察到的现象是：随着二氧化碳气体的通入，最低的蜡烛先熄灭，然后其他蜡烛从低到高依次熄灭;传感器显示二氧化碳的浓度逐渐升高。等蜡烛全部熄灭后，拿出二氧化碳传感器，然后用坩埚钳夹持一段燃烧着的镁条伸入到容器中。观察到的现象是：镁条在容器内剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热;同时，容器壁上出现小黑点。
【反思】实验改进后，蜡烛增多了，学生会感到实验更加有趣。实验还增加了二氧化碳传感器，能让学生明显感到集气瓶中的二氧化碳在倾倒时，像水一样进入容器，先淹没最低的蜡烛。实验中最令学生关注的是：虽然最高的蜡烛离通入二氧化碳的导管最近，但离导管最远的，也是最低的蜡烛，是最先熄灭的;然后，其他蜡烛从右向左、从低到高相继熄灭。二氧化碳的密度大于空气，不能燃烧也不支持燃烧的性质得到充分体现。
接下来的镁条燃烧实验，既充分利用了容器内的二氧化碳气体，又让学生知道，虽然二氧化碳是一种常用的灭火剂，但有的物质，如镁，却可以在二氧化碳中燃烧，因此，选择灭火剂还是要根据燃烧物的具体情况而定。
教学片段二：二氧化碳与水反应的研究
【教材实验】打开汽水瓶盖，用一个带有导管的橡皮塞塞紧瓶口。由于瓶内压强减小，所以溶解在饮料中的二氧化碳就会外逸，通过导管进入水中，并与水发生化学作用，生成令紫色石蕊试液呈现红色的物质——碳酸。（图3）然后，将试管放在酒精灯上加热，就会发现，碳酸是一种不稳定的物质，稍微加热就会分解成二氧化碳和水。二氧化碳从水中逸出后，石蕊试液重新变成紫色。
【思考】教材实验只是让学生先记住酸溶液能使紫色石蕊试液变红的结论，然后完成了一个验证性的实验而已。由于紫色与红色比较接近，因此操作者一般要将原石蕊试液的颜色与变色后的溶液进行对比，有时为了对比效果明显，还要在试剂瓶后衬一张白纸。
【改进实验】用吸水性较好且有一定柔韧性的纸折出若干朵小花，将其完全浸入石蕊试液中，取出晾干后，再浸入石蕊试液中……重復这一步骤，直到纸花变成明显的紫色为止。
步骤一：向第一朵纸花喷水，向第二朵纸花喷盐酸溶液，向第三朵纸花喷硫酸溶液，向第四朵纸花喷醋酸溶液。观察到的现象是：喷水的纸花不变色，而喷盐酸、硫酸和醋酸溶液的纸花变成了红色。这说明石蕊试液遇水不变色，遇酸性溶液则变成红色。
步骤二：将第五朵纸花放入集满二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色。这说明二氧化碳不能使石蕊变色。
步骤三：向第六朵纸花喷水，使其湿润，然后将其放入集满二氧化碳的集气瓶中，纸花变成红色。这说明此时有酸存在——二氧化碳与水反应，生成了碳酸。
步骤四：取出步骤一和步骤三中已经变色的纸花，分别放在酒精灯上加热。步骤一中变红的纸花不变色，而步骤三中的纸花变为紫色。这说明步骤三中生成的碳酸不稳定，遇热就会分解。
【反思】改进后的实验与原实验相比，内容更加丰富。用纸花呈现变色现象，趣味性强。不同颜色的花朵放在一起，实验效果更加明显。更重要的是，紫色石蕊遇酸性溶液变为红色的结论是学生通过探究实验得到的，这比单纯地让学生记一个结论的教学效果更好。
教学片段三：二氧化碳与澄清石灰水反应的研究
【教材实验】将发生装置中的二氧化碳气体用玻璃导管通入装有少量澄清石灰水的试管中，石灰水变得浑浊。化学上常用这个实验来检验二氧化碳气体。
【思考】该实验操作较为简单，也仅仅为验证性实验，趣味性不强，并且在操作过程中，二氧化碳容易过量，石灰水一下子又变澄清了。遇到这种情况，教师还要花时间去讲解为何石灰水会“先变浑后变清”。由于认知局限，即使听了教师讲解，学生往往还是十分茫然。
【改进实验】用圆底烧瓶收集一瓶二氧化碳气体后，立即塞上一个双孔的橡皮塞。在双孔橡皮塞的一个小孔内，插入一根带止水夹的导管;在另一个小孔内，插入一根吸入新配制的澄清石灰水的滴管。将导管插入盛有新配制的澄清石灰水的烧杯中，将圆底烧瓶固定在铁架台上。用手挤压滴管的胶头，将澄清石灰水挤入烧瓶内，然后打开止水夹。观察到的现象是：烧杯中的澄清石灰水顺导管逆向流入烧瓶内，形成乳白色的喷泉。（图4）
【反思】改进后的实验先将滴管内的澄清石灰水挤入烧瓶内。澄清石灰水与烧瓶内的二氧化碳发生反应，烧瓶内压力变小。烧杯中的澄清石灰水沿着导管被吸入烧瓶内，进一步与烧瓶内的二氧化碳发生反应，生成白色浑浊物，形成乳白色的喷泉。这一实验不仅能说明二氧化碳可以与石灰水反应，而且具有很强的视觉冲击力，可以极大地调动学生的学习兴趣。同时，该实验也不会因二氧化碳过量而为教学带来干扰。
通过以上教学片段，我们可以得知，优化和改进化学实验，使实验原理更科学、实验现象更明显、实验结论更可靠，是实现高效化学课堂的重要因素。初中学生刚开始学习化学，教师如果能够设计出更多的优质实验，就能够激发学生的学习兴趣，保持他们学习化学的热情。这对学生在化学方面的长远发展具有非常重要的现实意义。
（作者单位：江苏省苏州市吴江区笠泽实验初级中学）