浅谈初中科学实验改进和补充

◎    浙江省温州市龙港市第二中学  许陈叶

为提高学生的科学素养，在教学实践中我们有必要对教科书上的实验进行大胆的改进和创新，使科学实验更切合教学实践的需要，最大限度的发挥其在科学教学中的作用。

改进现有实验途径主要有：改进实验装置、改进实验材料、改进实验方法。

一、改进实验装置

对实验器具选择及使用进行改进，使得实验操作更方便，方法更简单，效果更明显，说服力更强。

例如八年级（上）第四章第一节《电路》中为了说明电源短路会损坏电源，严重时还会造成火灾，书本设计了这样一个实验：用导线将一节1号干电池正负极连接起来，用手触摸导线，导线是否发热？此实验有以下几个不足：（1）导线发热现象不是很明显。（2）导线发热现象眼睛是看不见的，必须用手摸，课堂上不可能每个学生来摸，这样参与的学生少。（3）如果实验时间长，干电池会报废，较浪费。针对以上不足，我们可对实验装置进行如下改进：用学生电源代替干电池，将电压调至3V，按下图连接电路，开关断开，当开关闭合时，可看到锡箔纸燃烧，现象非常明显。此实验的优点是：（1）装置简单，取材容易。（2）现象明显，可视度高。（3）学生对电源短路的危险性有深刻的认识，在今后的实践中会极力避免电源短路。

再如测定空气中氧气含量，这实验是初中科学八（下）中一个重要的演示实验，然而如果按照课本P35图2-3的实验装置进行实验，会产生一些实验的实际问题，如因集气瓶不是圆柱体状的，气体划成五等分时，不能完全均匀，实验达不到较好效果；又因若玻璃导管事先未注满水则会引起测量结果偏低；或因瓶内温度没有降到室温后就打开了弹簧夹，引起测量结果偏低等。对此，我们提出以下改进方案，如图1所示。

（1）用一破底的大试管，将试管上面大部分区域（A、B之间）平均划分5等份，并作上标记。（2）实验前将带有燃烧匙的橡皮塞取出，然后向烧杯内注水，直至水位与标记B处相平。燃烧匙应位于A、B间的中下部，以使氧气与红磷充分反应。（3）在水中加入一些红墨水和氢氧化钠溶液，前者便于学生观察，后者有利于更好、更快地吸收五氧化二磷有害物质。

优点：（1）试管划分五等分不仅容易而且准确。（2）改进过的装置搭建比较容易且快。（3）实验的速率较快，效果明显。（4）利用了破底的大试管。

二、改进实验的材料

对教科书有些实验材料改进后，可使实验的安全性更好，取材更方便，成本更低廉，实验的效果更明显。

如八年级（下）第三章第5节《叶的蒸腾作用和结构》中，讨论蒸腾的快慢与那些因素有关，设计了P97页图3-31的实验，如果按照这个设计做此实验，有很大的缺点：（1）水银在常温下就能蒸发，水银蒸汽有毒，损害人体健康，污染空气。（2）要做几组对比实验，成本高，取材困难。（现在，一般农村学校实验室不配备水银）（3）水银密度大，水银柱上升现象不明显。（4）选用木本植物茎太硬，茎稍粗插不进玻璃管，稍细对玻璃管的密封性不好，管中的水柱会下落，实验会失败。为此我对该实验进行如下改进：（1）在清水中滴入红墨水，代替图中的水银和水。（2）用校园里、路边随处可见的蓬草或其他草本植物。

改进后的实验方法是：（1）将玻璃管平放在盛有水的水槽中，使管中没有气泡。（2）将茎略粗于玻璃管的植物紧紧插入管中。（3）竖起玻璃管，管中的水柱不会下落。（4）插进盛有红墨水的烧杯中，如放在窗台上阳光下5分钟，红色水柱就能上升一小段。

改进后的优点是：（1）实验安全，无污染。（2）取材方便又廉价。（3）可设置多组对照实验，无需考虑成本。（4）现象非常明显。

再如：演示气体对外做功，内能减少的实验，这个实验是浙教版科学九（上）中的一个重要的实验，如果按课本P96图3-54所示，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶里打气，当塞子跳起时，观察瓶内变化。

按课本实验设计，当瓶塞跳击时，瓶内应出现白雾。根据此现象可以说明：物体对外做功，其内能会减少，温度会降低。然而当瓶塞跳起时，瓶内和瓶口出现的白雾并不明显，靠后面的学生根本看不见。出现此种现象的原因是：瓶内水的蒸发量不够，瓶内空气中的水蒸气较少所致。针对实验弱点，我们可采取以下措施：将瓶内少许的水和几滴酒精都换成酒精或乙醚。由于酒精或乙醚容易蒸发，当用力打气使瓶塞跳击时，瓶中就会冒出浓浓的“白雾”，可视效果极佳，而且只要按正常程序操作，实验一定会成功。

三、改进实验的方法

现行教科书上有的实验，按照现成的操作方法，现象明显，但步骤繁琐、费时，课堂效率低；有的实验步骤简单，但实验现象不明显，学生难以观察，以致对知识的理解不深。因此，针对此类实验我们可以在实验方法上进行改进。

例如：在探究二氧化碳的性质实验时四个实验可以用一个装置完成，方法：取一个三通管，在它的上部和下部各放一张湿润的蓝色石蕊试纸，然后，将它与二氧化碳的发生装置连接。不一会，可观察到下部的试纸变红，而上部的试纸不变色，证明了二氧化碳密度比空气大，二氧化碳能与水反应生成碳酸。再将一燃着的木条放在三通管的上方，观察到火焰无变化，再把燃着的木条放在下口处，观察到木条立即熄灭，由此证明了二氧化碳的密度比空气大，同时还证明二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧的性质。最后将三通管取下来，把试纸变红的那端放在酒精灯火焰上加热，很快看到试纸由红色重新变成蓝色，说明碳酸不稳定。此实验的优点是：操作方便，快而明显，证明性质更多，更能引起学生的兴趣。特别是学生分组实验，更加实用。

再如：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，我们可做如下改进：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。

总之，在平时的教学实践中，我们可根据学生的认知水平、学校的现有教学条件以及实验教学的需要，对现行教科书上的实验进行大胆的改进和创新，以提高教学效益。但我们应清醒的认识到，实验改进是教学中的难点，仍有待于我们今后的努力。