初中化学实验创新设计的新视角

作 者:

作者简介:
洪兹田,陈女婷,福建省厦门市翔安第一中学(361101)。

原文出处:
实验教学与仪器

内容提要:


期刊代号:G37
分类名称:中学化学教与学
复印期号:2015 年 05 期

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      实验是化学的灵魂,它不仅可以激发学生学习的兴趣,帮助学生形成概念,获得知识和技能,培养观察能力和实验能力,而且有助于培养学生实事求是、严格认真的科学态度和科学的学习方法。而现行课本中的实验在实际操作中存在诸多问题,有的实验由于实验器材一般家庭中没有,不利于学生开展家庭小实验;有的实验设计比较乏味,无法调动学生的探究兴趣;有的实验由于实验方法的缺陷,污染较严重;有的实验由一系列实验组合而成,实验操作过程复杂;有的实验按照课本的装置进行实验,药品消耗量大;有的实验可视化程度差,现象不明显;有的实验方法传统,无法获得实验动态过程的全部数据。为此,笔者运用新视角对课本实验进行创新设计,以提高实验教学的效益。

      一、生活化视角

      生活化实验是指利用生活用品等资源开展实验,具有贴近学生生活、实验安全方便、操作简单易行等特点,深受学生喜爱。在化学实验中可用生活废旧品替代普通化学仪器完成实验,如用青霉素药瓶或矿泉水瓶代替试剂瓶,用小的一次性注射器代替滴管,用有刻度的注射器代替量筒,用盛药片的塑料板或胶囊盒代替反应容器,等等。这样,就可以培养学生的动手制作能力以及物质再利用的环保意识。

      在学完“二氧化锰对双氧水的分解具有催化作用”后,教师可引导学生完成“寻找身边可以替代二氧化锰作为催化剂的物质”的家庭小实验。先让学生上网查阅生活中可做双氧水分解催化剂的物质,如新鲜的猪肝、煮熟的马铃薯、红砖粉等,再引导学生用医用双氧水代替过氧化氢溶液,用猪肝、煮熟的马铃薯、红砖粉中的任意一种物质代替二氧化锰,完成该家庭小实验。通过设计对比实验,证明这些物质能否做双氧水分解的催化剂。这样,既巩固了“如何证明一种物质是催化剂”的知识,又能够引导学生关注生活中的化学,激发学生学习化学的兴趣。

      二、趣味化视角

      化学学科的特点应该是趣味性强,但教材中的个别实验由于设计比较乏味,不能调动起学生的探究兴趣。若对这些实验进行趣味化改进,就既可保证知识的传授,又可激发学生的兴趣和探究的欲望,从而更好地实施实验教学。

      在“常见的酸和碱”学习中,对于“指示剂遇酸碱变色”实验,教材中的演示实验太乏味,留给学生的印象不深刻,若是稍作改进,使实验过程更富有趣味性,则可给学生留下强烈的视觉震撼。请一名学生用蘸有酚酞试液的毛笔,把自己最佩服的一位学生的名字写在两张白纸上。由于酚酞试液是无色的,其他学生因看不到内容而要求笔者给他们解密。于是,笔者用分别装有稀盐酸和氢氧化钠溶液的两个小喷雾器,分别喷向这两张白纸的写字部位,结果一张不变色,而另一张因变红色而显现出纸上的姓名。学生百思不得其解,在大家的催促下笔者引出本节课结论:酚酞试液遇酸不变色,遇碱变红色。同理,对于石蕊试液遇酸碱的变色实验也可按上述方式进行。该节课课堂气氛活跃,因为学生参与到知识的探究过程之中,所以对该节课内容印象极为深刻。同时,在学习酸和碱的中和反应时,教师可进一步引导学生思考如何使上次白纸显示的字再次隐藏起来,从而引出酸和碱的中和反应。

      在有关“碱的化学性质”学习中,与NaOH溶液的反应由于实验现象不明显,使学生在学习这一反应时没有感性认识,较难掌握。通过表演“瓶吞鸡蛋”的魔术(图1),将注射器中的NaOH浓溶液注入瓶中,片刻后会看到鸡蛋被“吞”入瓶中。这样在视觉冲突上就能引起学生的强烈关注,使他们记忆深刻。同时教师可进一步提出问题:出现这一现象,能否证明一定是和NaOH反应引起的吗?通过师生互动讨论,达成共识:也可能是溶于水引起的,进而引导学生通过设计对比实验予以验证。

      

      三、绿色化视角

      绿色化学实验要求主动减少和消除实验室的化学污染。在“燃烧条件的探究”实验中,课本中的实验装置有3个弊端:一是装置不是密闭装置,白磷燃烧后产生的烟会污染空气,影响身体健康;二是燃烧的小颗粒可能会向外溅落,存在安全隐患;三是在向热水中通氧气时,气流不好控制,水下白磷会到处“乱跑”,且燃烧不连续,部分白磷会浮上水面燃烧,存在安全隐患。改进后的装置(图2、图3)不仅安全,而且可以减少对环境的污染。

      

      四、集约化视角

      化学实验在保证实验效果的前提下,一定要直观、简单、省时、准确、安全。集约化是指将一系列纵向相关或横向相关的实验组合在一起进行,实现“一体化”。这对于提高实验教学的效率有重要的意义。

      在探究“二氧化碳的性质”实验中,多个实验可以改用一个装置(Y形导管和铁架台)组合完成。

      若把Y形导管固定在铁架台上(图4),a管位于上方,b管位于下方,分别将一燃着的木条放在a管口和b管口附近,则可观察到b管口的木条立即熄灭,而a管口的木条火焰几乎无变化,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。

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