實(shí)驗(yàn)是初中科學(xué)知識(shí)教學(xué)、能力訓(xùn)練、習(xí)慣培養(yǎng)、素養(yǎng)提升的重要載體、重要內(nèi)容和重要手段。初中科學(xué)教材和其他的課程資源提供了豐富的實(shí)驗(yàn)資源。各種各樣、門類廣泛的涵蓋自然、生產(chǎn)、科技、生活等各個(gè)領(lǐng)域的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、課內(nèi)課外的驗(yàn)證性探究性小實(shí)驗(yàn)遍及科學(xué)教材的每個(gè)角落。優(yōu)化初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，關(guān)鍵不是缺乏實(shí)驗(yàn)資源，而在于科學(xué)教師要潛心鉆研、苦心修煉，探索掌握一些行之有效的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化策略?！ ?/font>
一、改進(jìn)創(chuàng)新，在提升實(shí)驗(yàn)操作性上下功夫
1.對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)
【案例1】八年級(jí)下冊(cè)教材用5％的過氧化氫溶液制氧氣的實(shí)驗(yàn)。
原實(shí)驗(yàn)：加熱5％的過氧化氫溶液制氧氣時(shí)，把帶火星木條伸入試管口很難看到木條復(fù)燃，其原因是產(chǎn)生氧氣從溶液中逸出時(shí)，也有大量的水蒸氣從溶液中逸出，使得帶火星的木條不僅不會(huì)復(fù)燃，反而會(huì)熄滅。
改進(jìn)：在干燥管中裝上生石灰，把帶火星的木條伸到試管口即可達(dá)到目的。
2.對(duì)實(shí)驗(yàn)原料的改進(jìn)
【案例2】九年級(jí)上冊(cè)教材鋁箔在氧氣中燃燒。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)很容易失敗，原因主要有：1.鋁是活潑金屬，在空氣中表面很容易產(chǎn)生氧化膜；2.鋁箔太薄，點(diǎn)燃火柴時(shí)會(huì)使鋁箔卷曲而不能點(diǎn)燃。
改進(jìn)：換用鋁片，實(shí)驗(yàn)前用砂紙擦除鋁片表面的氧化鋁保護(hù)層并剪成0.4cm×5cm(課本上是2cm×5cm的鋁箔)，下端系一根火柴，但不能太長(zhǎng)，點(diǎn)燃火柴后等火柴快燒盡時(shí)，迅速伸進(jìn)氧氣瓶中即可。
【案例3】九年級(jí)上冊(cè)教材用雞蛋和鹽酸做沉浮實(shí)驗(yàn)。
原材料：用雞蛋和鹽酸。
弊端：反應(yīng)速度慢，雞蛋表面有油脂，影響現(xiàn)象的產(chǎn)生。
改進(jìn)：換用樟腦丸和醋酸溶液來做浮沉實(shí)驗(yàn)。將樟腦丸放入醋酸溶液，樟腦丸的密度比醋酸溶液略微大一些，所以開始時(shí)樟腦丸沉入杯底。但由于醋酸與碳酸鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w聚集在樟腦丸的表面，使樟腦丸和氣泡這一整體的密度小于液體密度所以樟腦丸浮了起來。當(dāng)樟腦丸浮到液面時(shí)，附在樟腦丸表面上的二氧化碳?xì)怏w逸出，剩下的氣泡連同水對(duì)樟腦丸向上的浮力支持不住樟腦丸的重量，于是又沉入杯底。
【案例4】九年級(jí)上冊(cè)教材自制酸堿指示劑的探究實(shí)驗(yàn)。
原材料：鮮花
弊端：由于課程在二三月份時(shí)學(xué)習(xí)，正值冬季，沒有什么鮮花可以做實(shí)驗(yàn)材料。
改進(jìn)：改用了一些干花瓣做原料，用酒精浸泡后，獲得了同樣的結(jié)果。受此啟示，學(xué)生中有的將干紫草用酒精浸漬，紫草原液遇酸變紅，遇堿變藍(lán)。有的用楊梅汁，遇酸顯紅，遇堿顯藍(lán)。有的采來菜園籬笆上的干菜花，如絲瓜花浸泡汁，在酸性溶液中顯紅色，在堿性溶液中顯黃色。進(jìn)一步的探究，怎樣長(zhǎng)時(shí)間的保存和使用這些試劑呢?經(jīng)過討論、探索，終于得出了較好的辦法：將有關(guān)汁液用濾紙浸漬，涼干制得試紙，使自制酸堿指示劑的應(yīng)用得以延伸?！ ?/font>
3.對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的改進(jìn)
【案例5】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)“氫氧化鈣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”。
原實(shí)驗(yàn)：在兩支試管中各加入3毫升碳酸鈉和氯化鐵溶液，然后滴加氫氧化鈣溶液，觀察現(xiàn)象。
弊端：盛氯化鐵溶液的試管中根本不形成紅褐色沉淀，實(shí)驗(yàn)失敗。
分析：氫氧化鈣溶液濃度稀，密度小于氯化鐵溶液，氫氧化鈣溶液滴入氯化鐵溶液，浮在表層，離子之間不能充分交換，難以形成固體沉淀物。
改進(jìn)：在兩支試管中各加入3毫升氫氧化鈣溶液，然后分別滴加碳酸鈉和氯化鐵溶液。溶液中馬上產(chǎn)生美麗的紅褐色沉淀。經(jīng)過改進(jìn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案變得完整，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，使實(shí)驗(yàn)解除了疑問，排除了干擾，獲得了準(zhǔn)確的結(jié)論，并且使學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的過程中得到新的體驗(yàn)?！ ?/font>
4.對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)
【案例6】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)固體氫氧化鈉溶于水放熱實(shí)驗(yàn)。
原方法：用手觸摸試管外壁，感受溫度升高。
弊端：現(xiàn)象不很明顯，可視性低。
現(xiàn)方法：將試管注入少量水，加熱至沸騰，移開火焰，水停止沸騰，加入氫氧化鈉固體少量，發(fā)現(xiàn)溶液又重新沸騰。
優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)象明顯，能見度高。
二、多元設(shè)計(jì)。在提升實(shí)驗(yàn)發(fā)散性上下功夫
【案例7】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)酸的性質(zhì)。讓學(xué)生設(shè)計(jì)三種不同方法鑒別某種黑色粉末是氧化銅還是炭粉。在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠛?，學(xué)生能自主地運(yùn)用科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能，設(shè)計(jì)出以下一些可行的方案：
(1)分別灼燒黑色粉末，能燃燒的是炭粉；
(2)將黑色粉末溶于稀硫酸，能溶解生成藍(lán)色溶液的是氧化銅；
(3)將黑色粉末裝入試管，通過氫氣加熱，能被還原成紅色固體的是氧化銅。
這些方案涉及的知識(shí)面廣，如利用了碳能與氧氣反應(yīng)的性質(zhì)；堿性氧化物與酸反應(yīng)的性質(zhì)，硫酸銅溶液顯藍(lán)色的特點(diǎn)；氫氣的還原性等。通過這樣的設(shè)計(jì)，調(diào)動(dòng)了每個(gè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和參與熱情。
三、化繁為簡(jiǎn)，在提升實(shí)驗(yàn)直觀性上下功夫
【案例8】科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)探究二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。
四個(gè)實(shí)驗(yàn)可以用一個(gè)裝置完成，方法是：
(1)取一個(gè)三通管，在它的上部和下部各放一張濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙，然后，將它與二氧化碳的發(fā)生裝置連接。不一會(huì)，可觀察到下部的試紙變紅，而上部的試紙不變色，證明了二氧化碳密度比空氣大，二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸。
(2)將一燃著的木條放在三通管的上方，觀察到火焰無變化，再把燃著的木條放在下口處，觀察到木條立即熄滅，由此證明了二氧化碳的密度比空氣大，同時(shí)還證明二氧化碳既不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)。
(3)將三通管取下來，把試紙變紅的那端放在酒精燈火焰上加熱，很快看到試紙由紅色重新變成藍(lán)色，說明碳酸不穩(wěn)定。
此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：化繁為簡(jiǎn)，操作方便，快而明顯，證明性質(zhì)更多，更能引起學(xué)生的興趣。特別是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，更加實(shí)用?！ ?/font>
四、多步整合，在提升實(shí)驗(yàn)高效性功夫 【案例9】
1.酸溶液使石蕊和酚酞的變色與堿溶液使石蕊和酚酞的變色同時(shí)做，對(duì)比實(shí)驗(yàn)更易使學(xué)生記住這些顏色的變化；
2.多種金屬和酸的反應(yīng)可一次完成，以比較其反應(yīng)的快慢；
3.NaOH和FeCl3、NaOH和CuSO4的實(shí)驗(yàn)同時(shí)演示，四種不同的顏色變化更能引起學(xué)生強(qiáng)烈的興趣和注意；
4.懸濁液、乳濁液和溶液的實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，更易比較它們的區(qū)別；
5.較高溫度下的NaCl飽和溶液和KNO3飽和溶液同時(shí)降溫，學(xué)生看見KNO3大量析出而NaCl則幾乎沒有，理解了結(jié)晶的兩種不同方法?！ ?/font>
五、增設(shè)強(qiáng)化，在提升實(shí)驗(yàn)全面性上下功夫
【案例10】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)金屬氧化物與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。
教材只讓學(xué)生探究了氧化鐵與稀鹽酸的反應(yīng)，為了更進(jìn)一步探究這一性質(zhì)的普遍性，增設(shè)了氧化銅與稀硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)這一實(shí)驗(yàn)做了一點(diǎn)改進(jìn)：將一根銅絲擦光亮后，一端繞成螺旋狀放在酒精燈火焰上灼燒，使這段變黑，然后趁熱放進(jìn)稀硫酸中，一會(huì)兒就可以看到螺旋上的黑色消失銅絲又變得光亮了，溶液也由無色變成藍(lán)色。這一實(shí)驗(yàn)具有節(jié)約、省時(shí)、形成對(duì)比的特點(diǎn)，既加深了學(xué)生對(duì)金屬氧化物與酸反應(yīng)的性質(zhì)的理解和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶，又鞏固了銅的化學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果。
【案例11】科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)探究滅火的方法。
學(xué)生對(duì)隔絕空氣可以滅火很容易理解，但對(duì)將溫度降低至可燃物著火點(diǎn)以下同樣可以滅火，總是持懷疑態(tài)度。為了使學(xué)生真正理解滅火原理，增加了一個(gè)降低溫度滅火的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)過程：向一個(gè)250ml的燒杯中加入150ml左右的水，然后在水中加入適量的硝酸銨，并不斷攪拌，使水的溫度急驟降低。接著將少量豆油倒入一個(gè)小鐵盒中，并點(diǎn)燃；用坩堝鉗把小鐵盒放在燒杯冰冷的水面上，學(xué)生這時(shí)可以看到由于溫度的降低而使火焰一下熄滅。為了使觀察到的現(xiàn)象更全面，把小鐵盒拿出來，重新點(diǎn)燃，殘留在鐵盒中的豆油在空氣中再次燃燒起來。至此學(xué)生對(duì)降低溫度可以滅火深信不疑，同時(shí)也加深了對(duì)滅火原理的理解。
【案例12】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)用石灰石和濃硫酸反應(yīng)來制取CO2是不可行的。如何讓學(xué)生信服和領(lǐng)會(huì)?可增做石灰石和硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)看到只有剛開始冒出一點(diǎn)點(diǎn)氣泡反應(yīng)便停止了。對(duì)此結(jié)果學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問，教師再引導(dǎo)學(xué)生分析，就很容易弄明白。
六、模擬演示，在提升實(shí)驗(yàn)可視性上功夫
【案例13】科學(xué)七年級(jí)上冊(cè)中的演示實(shí)驗(yàn)硫代硫酸鈉的熔化與凝固，不僅實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，而且可見度低，觀察難度大?，F(xiàn)在先用數(shù)碼相機(jī)拍攝視頻，通過適當(dāng)剪輯處理，連到多媒體上上課，達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)效果。并且一勞永逸，以后可反復(fù)使用。
其它像植物向光性、種子萌發(fā)、金屬中的電子運(yùn)動(dòng)等都可用模擬演示?！ ?/font>
七、情景輔助。在提升實(shí)驗(yàn)趣味性上下功夫
【案例14】科學(xué)教材八年級(jí)上冊(cè)大氣的壓強(qiáng)“杯中的水會(huì)流出來嗎?”
有些學(xué)生看了以后印象不是很深，還以為硬紙片不掉下來是因?yàn)樗畬?duì)有硬紙片有吸引力的緣故。
改進(jìn)：在玻璃瓶中養(yǎng)一條金魚，硬紙片改用塑料片。在塑料片的下面貼一個(gè)掛鉤。當(dāng)把瓶子倒過來的時(shí)候，瓶里的金魚因?yàn)槭艿襟@嚇會(huì)到處游動(dòng)，這樣的目的是緊緊吸引學(xué)生的眼球，提高學(xué)生的注意力。這個(gè)時(shí)候再在掛鉤上掛一個(gè)小凳子，我們發(fā)現(xiàn)小凳子可以牢牢地掛在掛鉤上而不掉下，學(xué)生看了以后驚訝不已。通過實(shí)驗(yàn)的改動(dòng)，使它變得更加生動(dòng)有趣，使氣氛也更加的活躍，不但說明了大氣壓的存在，而且說明大氣壓是很大的這個(gè)科學(xué)道理。
【案例15】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)濃氨水的揮發(fā)。
按教材上的實(shí)驗(yàn)來做，現(xiàn)象還是比較明顯的。為了實(shí)驗(yàn)的生動(dòng)性，可以把盛有酚酞試液的小燒杯換成用鐵絲編成的一棵小樹，在樹枝上系上用棉花或?yàn)V紙制作的小花。
改進(jìn)后的操作：先在小花上噴灑酚酞試液，無變化，再噴灑蒸餾水，仍無變化，最后在小樹下方放一杯濃氨水，過幾分鐘樹枝上的小花依次變紅，就像是一棵開滿花的桃樹。這樣，實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生更具有吸引力?！ ?/font>
八、滲透內(nèi)化。在提升實(shí)驗(yàn)人文性上下功夫
1.倡導(dǎo)節(jié)約經(jīng)濟(jì)
【案例16】用濾紙片作為載體可以完成許多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在濾紙片上完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)相對(duì)于在試管、燒杯中完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)既節(jié)約藥品，又方便操作。
①酸、堿、鹽的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)(以氯化鈉溶液為例)。
實(shí)驗(yàn)過程：將電流計(jì)、電池串聯(lián)在一起，然后在電流計(jì)和電池的另一端分別聯(lián)一表筆；把濾紙放置在表面皿上，然后在濾紙片的中央滴上2滴氯化鈉溶液；將連接好電路的兩個(gè)表筆分別同時(shí)接觸在濾紙片中間的濕潤(rùn)部位(注意：兩表筆不能接觸)，可以觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。
?、谝后w與液體的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)(以堿與指示劑的反應(yīng)為例)。
實(shí)驗(yàn)過程：取兩塊濾紙片，將其分別放置在表面皿的不同位置上，然后在其中間部位分別滴上一滴氫氧化鈉溶液；再在兩濾紙片上有氫氧化鈉溶液的部位分別滴上一滴石蕊試劑和酚酞試劑，即可觀察到濾紙片上的顏色變化。
2.倡導(dǎo)綠色環(huán)保
【案例17】科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)硫在氧氣里燃燒的實(shí)驗(yàn)有一定的污染，在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)作了以下改進(jìn)，并將模擬酸雨的危害一起做，具體是：把一個(gè)小燃燒匙的柄固定在橡皮塞上，在集滿氧氣的集氣瓶里倒入少量的水，放入一粒鋅、一小塊大理石和一片樹葉。將少量的硫在燃燒匙內(nèi)點(diǎn)燃，馬上觀察火焰的顏色后，伸入集氣瓶，塞上橡皮塞，觀察火焰顏色變化，熄滅后振蕩，一會(huì)兒，就可以看見鋅和大理石表明有少量氣泡冒出，樹葉發(fā)黃。該實(shí)驗(yàn)集幾個(gè)實(shí)驗(yàn)于一體，驗(yàn)證了氧氣的性質(zhì)，酸雨的成因和危害，消除了實(shí)驗(yàn)中SO2對(duì)空氣的污染。
【案例18】科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)白磷在熱水下面通氧氣燃燒的趣味實(shí)驗(yàn)。作為探究性實(shí)驗(yàn)，提供給學(xué)生進(jìn)行操作，但是該設(shè)計(jì)有三個(gè)弊端：①生成物污染大；②易燃物處理不好不安全；③向熱水下通氧氣時(shí)，水下白磷會(huì)到處“亂跑”，部分白磷會(huì)浮上水面燃燒，也有不安全隱患存在。改用以下幾種方式較好：
(1)紅磷、白磷著火點(diǎn)比較：將吸干水的白磷、紅磷加入試管內(nèi)，塞上橡皮塞，再將試管同時(shí)浸入熱水里，讓白磷在試管內(nèi)安全的燃燒。紅磷不會(huì)燃燒，取出盛紅磷的試管留待下一班的學(xué)生做相同實(shí)驗(yàn)。
(2)白磷的燃燒需要氧氣的支持：在一試管內(nèi)注入熱水，加入一小粒白磷，再把試管放入盛熱水的燒杯內(nèi)。通入空氣，既可觀察到白磷在熱水下燃燒，又可控制白磷不致“亂跑”。
3.倡導(dǎo)尊重事實(shí)
【案例19】科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)“探究堿的性質(zhì)”。
意外：在配制的NaOH溶液中滴入酚酞，它變紅了，可是沒等到往里面滴加鹽酸，紅色就褪去，變成無色了，這是為什么呢?
策略：在無法解釋的情況下，組織學(xué)生進(jìn)行探究。滴有酚酞的NaOH溶液(在沒有滴加酸的情況下)紅色褪去了，為什么呢?請(qǐng)同學(xué)們猜想可能存在的原因。
生1：可能試管不干凈，里面有酸；
生2：可能酚酞沒用了；
生3：可能NaOH溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)太大了；
生4：可能NaOH溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)太小了；
生5：可能與Na 有關(guān)，紅色退去是Na 引起的；
然后逐個(gè)進(jìn)行探究，最后發(fā)現(xiàn)是NaOH溶液太濃導(dǎo)致的。
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