改进实验在初中科学中的应用

傅海军

初中科学教材增加了实验的数量，但是在教学中我们会发现许多问题和一些困惑，即，按教材里的方法方式进行实验操作，部分实验复杂且实验现象不明显，有的还达不到预期效果，甚至存在安全隐患。

一、实验改进下的探索

（一）原实验中的介绍

教学《内能》一文探究热传导方向时，教参是这样指导教学的：

实验材料：铜条 酒精灯 火柴 凡士林

实验步骤：用几根火柴杆粘上凡士林，然后依次粘在铜丝上，用酒精灯在铜絲的一端加热，凡士林遇热会熔化，看看哪根火柴杆先掉下。观察发生的现象，通过现象就能发现热是怎样传递的。

实验原理：通过铜条传热的性质让凡士林熔化，熔化后的凡士林就不能再粘住火柴棍了，火柴棍就会掉落。温度越高凡士林熔化得越快，火柴棍掉落得也就越快。通过实验证明铜条的导热方向，从而推导出热的传导方向。

实验弊端：（1）实验中在涂抹凡士林的时候，不能做到每根火柴上的量都是相同的。（2）每根火柴的质量不同，所受重力大小不同。（3）火柴与凡士林的接触面积不完全相同。这样就导致实验中有可能两根火柴几乎同时掉下来或者后面的火柴先掉下来。

（二）改进实验方案阐述

1.方案一：

实验材料：铜片 烧杯 玻璃棒 酒精灯 镊子 六水合氯化钴晶体 蒸馏水 白纸条 固体胶

实验过程：

（1）取少量蒸馏水在烧杯中，一边加入粉红色的六水合氯化钴晶体，一边用玻璃棒搅拌，一直到加入的晶体不能再溶解为止，制成氯化钴饱和溶液。

（2）把一张白色小纸条浸没在氯化钴饱和溶液中，过一段时间后，用镊子取出，观察到原先白色的纸条，变成了粉红色。

（3）把粉红色的小纸条用固体胶粘在铜片上。

（4）用镊子将铜片某端放在酒精灯火焰上加热，观察现象。

（5）发现粉红色的小纸条慢慢变成了蓝色。

实验原理：无水氯化钴是蓝色的，当它吸收了水分变成含结晶水的氯化钴时却是粉红色的。粉红色的氯化钴晶体一旦失去了水分（结晶水），又会重新变成蓝色。通过铜条传热的性质间接对纸加热，通过粉色氯化钴颜色变化成蓝色的快慢证明铜条的导热方向，从而推导出热的传导方向。

实验优点：（1）实验现象十分明显直观，加热后马上就能观察到粉红色纸片变成蓝色，且变化过程持续可见。（2）控制相同量比较容易做到，比如纸的大小、厚度，氯化钴溶液的质量和浓度等。（3）节约实验材料，待铜片温度下降后纸片颜色又会由蓝色变为粉红色，可以重复实验。

2.方案二：

所需用品：铜片 酒精灯 药匙 玻璃棒 硫酸铜晶体 研钵 铁架台

实验过程：

（1）取少量硫酸铜晶体在研钵中，将硫酸铜晶体磨成细颗粒为止，制成细硫酸铜晶体。

（2）在铁架台上放上酒精灯，取长条铜片，固定在铁架台的合适位置。

（3）用药匙把细硫酸铜晶体均匀放在铜片上。

（4）点燃酒精灯，加热铜片某端，观察现象。

（5）发现蓝色硫酸铜晶体慢慢变成了白色。

实验原理：通过铜条传热的性质间接加热硫酸铜晶体，硫酸铜晶体在加热条件下会由蓝色的五水硫酸铜变为白色的无水硫酸铜。通过观察硫酸铜晶体颜色变化快慢实验证明铜条的导热是从哪一端到哪一端的，从而推导出热的传导方向。

实验优点：（1）实验现象明显，加热后马上就能观察到蓝色硫酸铜晶体变为白色，且变化过程持续可见。（2）硫酸铜是之前学过的化学试剂，其晶体受热颜色会发生变化，学生容易接受。（3）实验用品可以持续使用，待实验结束在白色硫酸铜粉末上滴加少量水，白色硫酸铜又重新变为蓝色硫酸铜晶体，亦可节省药品。

3.方案三：

实验材料：铜片 酒精灯 铁架台 学生电源若干 导线若干 开关若干 定值电阻若干 电流表若干 热敏电阻若干 透明胶带

实验过程：

（1）将定值电阻和热敏电阻串联成一个电路，准备四组。

（2）将电路中的热敏电阻用透明胶带固定在铜片上。

（3）在铁架台上放上酒精灯，取长条铜片，固定在铁架台的合适位置。

（4）点燃酒精灯，加热铜片某端，观察现象电流表示数变化。

（5）发现电流表示数变化，且加热端先变化。

实验原理：通过铜条传热的性质间接加热热敏电阻，热敏电阻随温度的增加而减小，加热时温度升高热敏电阻减小，总电阻变小总电流变大。通过观察电流表示数变化先后实验证明铜条的导热是从哪一端到哪一端的，从而推导出热的传导方向。

实验优点：（1）实验现象明显，加热后马上就能观察到电流表示数变化。（2）热敏电阻在题目中常常出现，通过实验再次验证。（3）不需要化学药剂，电学实验器材本身可以重复使用。

4.方案四：

实验材料：铜片 烧杯 玻璃棒 酒精灯 铁架台 氯化钠 水

实验过程：

（1）取少量蒸馏水在烧杯中，一边加入氯化钠固体，一边用玻璃棒搅拌，一直到加入的粉末不能再溶解为止，制成氯化钠饱和溶液。

（2）在铁架台上放上酒精灯，取长条铜片，固定在铁架台的合适位置。

（3）用胶头滴管将氯化钠溶液均匀滴在铜片上。

（4）点燃酒精灯，加热铜片某端，观察现象。

（5）发现有晶体析出，且加热端先析出。

实验原理：通过铜条传热的性质间接加热氯化钠溶液，加热时水蒸发，析出氯化钠晶体。通过观察析出氯化钠晶体快慢实验证明铜条的导热是从哪一端到哪一端的，从而推导出热的传导方向。

实验优点：（1）实验现象明显，加热后马上就能观察到氯化钠晶体析出且变化过程持续可见。（2）蒸发结晶学生基本已经掌握，容易理解。

二、改进实验带来的益处

运用观察和实验可以给学生提供精心选择的、简化和纯化性材料，使学生对科学事实、现象获得明确、具体的认识，同时由于实验具有真实、形象、生动的特点，对中学生有很强的吸引力，能唤起他们的直接兴趣，激发学生的学习兴趣，培养学生的创造性、动手能力和创造能力。

编辑 段丽君