浅谈教学中的化学实验
我国化学家傅鹰先生曾说,只有实验才是化学的“最高法庭”。让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法。用事实说话使学生对知识的本质及内在联系有更为深刻的认识。
首先,中学化学实验应该不断地改进与创新。实验改进必须不能脱离中学化学教学实际,无论是实验原理、实验器具、实验药品及实验程序的改进,还是补充新的验证性实验或概念形成性实验、探索性实验,都不能离开中学生知识接受能力、中学化学课本这个实际,都要围绕原实验的作用与意图,围绕增强服务于化学教学这个宗旨,否则,实验改进很容易步入误区,甚至会对教学产生副作用。以下是一些我改进过的实验:
1燃烧条件探究的演示实验
在一250mL的大烧杯中装上100mL沸水,用镊子取一块白磷放入沸水中,令取白磷和红磷分别装入两只带有弹孔橡皮塞(有导管,并且用气球密封)的试管中,同时放入沸水中,说明燃烧必须三个条件同时具备。
2二氧化碳溶于水并与水反应
在集满二氧化碳的集气瓶中加入约三分之一体积的水,立即盖上毛玻璃片,充分振荡,松开玻片,能被吸引住,说明二氧化碳溶于水,向瓶中滴加紫色石蕊试液,溶液变红,说明二氧化碳与水反应。
3某些物质溶于水,溶液的凝固点降低
【实验用品】
一只球形底的易拉罐,乒乓球一只,托盘天平,药匙,冰块,食盐
【实验原理】
本实验源自课本第六章第一节,某些物质溶于水会降低水的凝固点,利用食盐溶于冰水中造成一种冷却的环境,100g冰块(不宜太大)中,加入23g食盐,可形成—24℃的低温环境,在易拉罐外围的水很快就可以结成冰块。
【实验操作】
先称取约100g冰块放入易拉罐,或直接取约易拉罐容积一半的冰块,迅速称取约23g食盐,加入冰块中,稍震荡,片刻后,将乒乓球表面沾水,紧紧贴在易拉罐底部,稍等一会,可听到结冰的声音,此时乒乓球就已经牢牢地粘在易拉罐底部了,实验可重复进行几次,均可成功。
4氢气的爆炸实验
氢气与空气的体积混合达到2:7时爆炸最剧烈,因此,取一塑料矿泉水瓶,在距底部七分之二出钻一小孔,用排水法收集氢气到小孔处结束,配成2:7的气体体积,从水槽中移出矿泉水瓶,在小孔处点燃,会产生很好的爆炸效果。
5活动与探究:氢气还原氧化铜 氢气的可燃性
【实验用品】
铜丝 酒精灯 烧杯 镊子 集气瓶
【实验步骤】
先用排水法收集一瓶氢气,倒置于实验桌上,点燃酒精灯,加热绕成螺旋状的铜丝,观察现象,接着将热的铜丝直接伸入到集气瓶中
现象:加热时,固体变黑,伸入氢气中的黑色固体变红。
此实验中,若在收集氢气时混入少量氧气,在将氧化铜伸入瓶中时还会听到尖锐的爆鸣声,迅速将此时的氢气用水压出即可造成“隔空点火”的奇异效果。
优点:与通氢气加热还原氧化铜的实验相比此反应迅速,安全,对比明显,激发了学生的学习兴趣一个实验可以同时验证氢气的还原性和可燃性,节约资源。
其次,中学化学的微型实验。进行微型实验中微型化学实验仪器多用滴管、井穴板等,微型化学实验既能发展学生的思维,培养学生动手操作和设计实验的能力,也为化学教学质量和学生素质的全面提高起到了积极的促进作用:
1.活动与探究:微粒是不断运动的,微粒是真实存在的
【实验用品】
六孔点滴板 多用滴管 小烧杯一只
【实验步骤】
首先展示在蒸馏水中滴加酚酞试液
在①号点穴中滴加蒸馏水和酚酞试液,②号点穴中滴加浓氨水,用小烧杯罩住点滴板
优点:反应时间短,现象明显,氨气对环境的影响较少,便于学生观察。
2.空气中氧气含量的测定
空气是学生从化学角度认识的第一种物质,了解空气的成分并通过实验探究空气中氧气的体积分数是化学课程标准的重要内容之一,引导学生认识和探究身边的化学物质,了解化学变化的奥秘,激发化学学习的兴趣,是初中化学教学的重要内容。按照初中化学课本上的实验装置测定空气中O2含量时,如图,存在以下问题:容器较大,容积5等分存在一定误差;所需红磷较多;水位上升位置误差较大。为了简化实验操作,减小误差,可对该实验作如下改进。
改进的实验装置:
实验说明:
(1)用试管作反应容器,磷的燃烧均在密闭容器里进行,可防止白烟污染空气。用20 mL注射器(活塞事先处在10 mL刻度处)测量磷燃烧消耗的氧气体积。
(2)操作:①检查装置的气密性。②装药品,连好仪器。③夹紧弹簧夹,加热白磷,观察现象。④燃烧结束,试管冷却后松开弹簧夹,可以看到活塞慢慢左移到2 mL刻度处。说明空气中氧气的体积分数为1/5。
微型化学实验,操作简单,药品用量少,现象明显,富有趣味性,培养了学生的探索精神和实践能力,锻炼了学生思维创新能力。
第三,课堂教学中教师演示实验和学生分组实验,在时间、空间及仪器和药品选择上都十分有限,而家庭小实验给学生提供了一个更为广阔的空间,学生有充裕时间自主式进行探究实验,可以做到“摆脱”课堂教学的约束,充分发扬自己的个性。
在有关二氧化碳的实验中充分利用日常用品代替课本中的实验,利用矿泉水瓶来代替制取二氧化碳的锥形瓶,旧牙膏盒钻上小孔用铜线固定,和刚才的发生装置组合可以形成控制实验开始与结束的装置,操作简便,现象更加突出,便于学生将控制速率的装置和这种装置区分,利用矿泉水瓶子还可以制作验证二氧化碳性质的实验。另外,制取二氧化碳的药品可以用碱面和白醋代替。
用去底的矿泉水瓶作容器,鹅卵石,细砂,活性炭,棉布,棉花分层铺好便可制成过滤装置,由实验现象还可以继续衍生,其中活性炭是什么作用?通过什么实验来进行验证它的吸附性?
在学完酸碱通性之后,可进一步拓宽这样的趣味小实验“雨”落叶出红花开,将洁净的紫萝卜研碎过滤取滤液,在白纸上蘸食醋画上花,蘸石灰水画上叶,干后再将滤液喷洒在纸上即可。通过直观具体的实验过程,往往会激发学生更大的兴趣和爱好,更加活跃学生的思维,丰富了学生的想象力和创造力。这样既陶冶了学生的情操,又培养了学生的创新意识。
家庭小实验既丰富了学生的课外活动,又培养了学生的能力,激励学生更好地学习化学,使学生摆脱了对教师的依赖性,突出学生学习的主动性、主体性,也使学生充分认识到化学与日常生活生产是紧密相关的,要以丰富扎实的化学知识来驾驭我们的生活。
第四,实验教学中贯彻绿色化学观点问题。实验教学与绿色化学联系最为紧密,最为直接,在实验教学贯彻绿色化学思想最为很需要。因此,为了适应绿色化学新要求,中学化学实验必须进行改革。
要大力推行微型实验,即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,实验中除了可使用井穴板等微型仪器,还可以把锥形瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。
要设法改进有关实验,课本中有些实验有危险性,需要进行改进,如考虑五氧化二磷在空气中形成污染,在进行测定空气中氧气含量时进行改进,用放大镜聚焦让实验始终在密闭容器中进行,考虑到SO2的毒性,在进行硫和氧气燃烧的实验中要有尾气处理措施;考虑到安全性,氢气与氧气、氯气与氢气等爆鸣实验要进行改进。
总之,化学是一门“以实验为基础”自然学科,化学实验是化学教学中最为直观、最为形象,最具说服力的好方法。化学实验是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。学生通过实验研究认识物质,掌握化学基础知识和基本技能,初步学习化学研究的实验方法,让他们在实验过程中积极地动脑动手,体验科学家科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。,以发挥化学实验最大的魅力!
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