改进传统教学中氢气性质实验,提升教学效果

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  “化学是一门以实验为基础的自然科学.”实验是化学科学赖以生存和发展的基础,同时实验也是化学教学的重要组成部分,通过实验教学,不仅可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,获得实验知识和实验技能,还能培养学生良好的科学精神.然而,有些实验的进行会造成环境的污染,有的实验存在一定的安全隐患,因此,对部分化学实验进行改进是非常必要的.通过几年化学教学经验的积累,结合中学化学课堂教学实际,我對九年级化学教材里的课堂演示实验进行了演练、探索和研究,现提出几个有关氢气的性质实验的改进,供教师们参考借鉴.
  一、用氢气流吹肥皂泡演示实验的改进
  不论用胶管还是用玻璃管吹气泡,气流都不好控制,过大或过小均达不到预期效果,且气泡容易破裂.本实验成功的关键是:(1)配制合适的肥皂液(也是本实验所要改进的).(2)氢气要干燥,且胶管口一定要剪的十分平齐.(3)将胶管伸入肥皂液中蘸取液体后拿出,胶管口朝上,稍捏导管控制氢气流,气泡较大时,轻轻抖动导管,可看到有气泡上升.
  对实验所用的肥皂液可做如下改进:将肥皂液和儿童玩的泡泡液相混合,两液体的体积比大约为3∶2,再在混合液中滴加3~5滴胶水,用玻璃棒充分搅拌,让其混合均匀,这样就配成了实验所用的吹泡液.用改进后的吹泡液进行实验时,具有实验现象明显、花费时间短、氢气泡能够连续不断迅速上升而且气泡不易破裂等优点.
  二、氢气燃烧演示实验的改进
  在常温下,氢气的化学性质是稳定的.在点燃或加热的条件下,氢气很容易和多种物质发生化学反应.纯净的氢气在点燃时,可安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量,有水生成.
  反应方程式是2H2 O2点燃2H2O.
  现行课本实验是在尖嘴玻璃管或金属管口点燃纯净干燥的氢气,让学生观察并描述氢气火焰的颜色.但是在实际的演示实验中,无论用尖嘴玻璃管还是金属管,看到火焰都呈现的是淡黄色而不是淡蓝色,这会使学生对实验产生怀疑,影响实验的可信度.
  对实验所用的尖嘴玻璃管或金属管可做如下改进:用石墨碳管来代替尖嘴玻璃管或金属管.具体做法是:取干电池中的石墨棒,在石墨棒的中央打一小孔,制成所需的石墨碳管,石墨碳管的长度为3cm~4cm,然后用转笔刀将石墨碳管的一端削尖,形成尖嘴石墨碳管.实验时将石墨碳管的一端套在有氢气流出的胶管上,在尖嘴一端点燃氢气,会观察到氢气火焰的颜色呈淡蓝色(如果室内光线太强,用黑纸作背景,同样会观察到上述实验现象).改进后的实验操作更简便,实验现象明显,能增强实验结果可信度.
  三、氢气爆炸演示实验的改进
  原实验是演示实验,实验的过程是:取一个无盖、底部钻一小孔的塑料筒,用纸团堵住小孔,开口一端朝下,通入一会儿氢气,使筒里的气体为氢气和空气的混合气体.把这个筒拿到安全的地方,拔掉堵孔纸团,用燃着的木条在小孔处点火,让学生观察实验现象.该实验有一定难度,有时一次不能成功,而且课本设计为教师演示实验,学生对实验的热情度不高.可做如下改进,变演示实验为学生实验,具体改进过程如下:
  1.在一个较小的透明塑料袋口放一段长约4cm~6cm的橡胶管,管口一段稍稍伸进塑料袋即可.将塑料袋口紧紧扎在橡胶管上.
  2.从橡胶管的另一端向塑料袋中吹入一定量的空气(或用较大的注射器从橡胶管的另一端注入一定量的空气).
  3.向塑料袋中通入一定量干燥、纯净的氢气(通入氢气的时间约20s~30s).
  4.取掉通入氢气的导气管移到安全地方,用坩埚钳夹住橡胶管,移近酒精灯火焰点燃塑料袋,可看到塑料袋迅速燃烧并伴随“嘭”的一声,塑料袋发生了爆炸.
  改进实验的优点是:(1)实验所用的塑料袋、注射器、橡胶管等材料都是学生熟悉且易找的材料.(2)实验操作简单、安全,便于学生操作,成功率高且效果好.(3)变课本中教师的演示实验为学生的动手操作探究实验,培养了学生的动手操作能力、创新能力和小组合作的意识,更激发了学生学习化学的兴趣.
  通过上述几个实验的改进,我认为,教师要以教材为本,深入挖掘,不断积累,创造性地改进实验和设计实验,才能激发学生学习化学的兴趣,培养其动手操作能力和创新精神.
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