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摘要:作为一名优秀的化学教师,除了知识讲授上有所创新外,还应该在实验中加以创新并将其始终贯穿于教学中,才能更有效地提高课堂教学效率,促进学生的学习兴趣和动手能力,进而培养学生发现问题和解决问题的能力。
关键词:高中化学 实验教学 研究
化学是一门以实验为基础的学科,实验是化学教学的生命线。高中化学教材中设置了很多演示实验,笔者通过多年的实践教学,总结了一些有效方式、方法,为更好地提高教学效果起到了一定的促进作用。
1. 现有实验的改进
高中化学有很多实验虽然在教材中已经进行了全方位展示,但还是有一定的改进空间。现举例如下:
(1)原电池的演示实验
金属锌和铜作电极,用导线连接后直接插入盛有稀硫酸的烧杯中,如此进行试验,效果很不好,并且电流表中的电流也很微弱。
为了增强电流,可做如下改进:用两个烧杯分别盛电解液,锌棒放于盛有硫酸锌的烧杯中,铜棒放于盛有稀硫酸的烧杯中,两个烧杯用盐桥连接,其余不变。改进后电流增强了,而且原电池装置工作时具有了较高的能量转换率;同时也可以看出:在化学实验中,氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。
(2)关于氨气的性质教学中设计的喷泉实验
事先集满一圆底烧瓶的氨气,瓶口塞上双孔塞,一孔插入一个长玻璃管,另一孔插入一个胶头滴管(事先吸入水),将圆底烧瓶固定在铁架台上,长玻璃管的一端插入烧杯中(烧杯中事先加入水和酚酞);操作时,挤压胶头滴管中的水使之进入烧瓶中,并同时打开止水夹,即可形成红色喷泉。
改进如下:此装置中胶头滴管略去,其他不动。操作时,用手或热毛巾捂热烧瓶底部同时打开止水夹,也可形成喷泉。此设计与原教材原理相同,均是采用减小烧瓶内气体压强的方法形成压强差,进而形成喷泉,但却可以省去一部分仪器设备,简化了实验操作。
(3)焰色反应实验
该反应用铂金丝做实验,效果固然理想,但缺点也很明显:一是铂金丝价格昂贵,许多中学不具备条件;二是由于所蘸取的金属盐溶液有限,灼烧时,火焰呈现的时间较短,并且火焰也小,演示时后排学生难以观察清楚。
改进如下:在三脚架上放一个干燥洁净的蒸发皿,加入10 mL无水乙醇,点燃乙醇,用药匙取少量金属盐粉末撒入火焰中,立即可看到金属离子的特征焰色。用玻璃棒不断搅拌燃烧的乙醇,焰色可持续到乙醇燃烧完毕。此法优点是:仪器简单,材料经济,而且操作简便。乙醇在蒸发皿中燃烧,火焰很旺,加入金属盐后,产生的焰色光强,玻璃棒的搅拌使金属盐与火焰充分接触,延长了观察时间,焰色反应更明显。
(4)碱金属及其化合物的性质实验
验证如下反应:
2Na+O2 === Na2O2,2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑
按教材的方法去做,第一个反应生成的过氧化钠较少,而且贴在玻璃管上,很难转移到小试管中;第二个实验也就没法做了。
改进如下:将玻璃管改为直滴管,将金属钠放在直滴管的粗口处加热(若滴管太细,可将滴管用细条纸包好,再用试管夹夹住),生成过氧化钠后,待滴管冷却,将它插入水中,用余烬的木条在滴管的尖嘴处检验氧气。用此法做实验,现象明显,安全且效果好。
2. 探究性实验
为了提高课堂教学效果,在化学教学中除了对现有实验进行改进外,还可以进行一些探究性实验。
例如,在“氯气与乙炔反应的探究实验”中,乙炔能使溴水褪色,有的学生提出:乙炔和氯气发生什么样的反应呢?为了更好的解决学生提出的问题可设计如下实验:用两个针筒分别抽取一定量的乙炔和氯气,针头用胶管连接分别深入到水下,慢慢推动两针管,当两气体在水面下相遇时,立即发生爆炸,有明亮的火球和大量的浓黑烟絮上升,反应原理为:
C2H2+Cl2 === 2HCl+2C+Q
再如,在讲述“过氧化钠与二氧化碳的反应”实验时,有的学提出:过氧化钠与二氧化碳能迅速反应吗?为了形象地解决学生提出的问题,可设计如下实验:用一小团脱脂棉包上少量过氧化钠粉末,迅速投到事先准备好的瓶底铺满一层细砂的二氧化碳集气瓶中,再迅速盖好玻璃片,在投入的同时即可看到棉花迅速燃烧起来。这种设计操作简单,现象明显,安全环保,在提升教学效果的同时也强化了学生的接受能力。
3. 自制实验
在化学教学中,除对现有实验进行改进和探究外,还可以根据教学需要让学生在教师指导下自制实验。
例如,在“氯气的制取及性质试验”中,可按照教材中的实验装置来制取实验,但在集气瓶中放置一张干燥的红纸(目的是放大实验现象,引发学生发现问题并思考如何解决),结果干燥的红纸褪色。由此可提出问题让学生思考:①为什么红纸会褪色?②得到的氯气是否纯净?③里面会有哪些杂质?④如何得到纯净的氯气?引导学生自制实验加以验证:氯气里可能有水和氯化氢等杂质,可以采用增加洗气装置的办法来除去这两种杂质,以得到纯净的氯气。
再如,涉及NH3的物理性质时提到其极易溶于水,所以在吸收时要注意防倒吸,而氯气的尾气吸收却不用考虑防倒吸。这个“极易溶”的概念是什么意思?为了解决这一问题,可引导学生自制如下实验:分别收集一试管的 NH3 和 Cl2 ,然后分别倒插入水和浓NaOH溶液中,比较溶液上升的速率。让学生操作,进行实验,并记录结果。可以看出:装有NH3试管的溶液上升的速率要比Cl2 快得多,但都上升到相当高度。由此得出的结论是:“极易溶”主要是指溶的多,而在考虑是否需加防倒吸装置要考虑其溶解速率。
由教学效果可以看出,指导学生自制实验是化学实验教学中的创新。首先,通过自制化学实验,可优化教材实验。现行新教材中采用的某些简易装置,表面看来设计的很好,但就其可行性方面仍有不少值得推敲之处,只有完善、优化它们,才能更加适合高中的化学教学。其次,通过自制化学实验,可以激发学生的学习兴趣。根据学生现有的知识和学校条件,适当开发一些激发学生兴趣的实验,以化学的趣味性引导学生亲手做实验和进一步探索、思考的能力,激发学生的求知欲。再次,通过自制化学实验,可以有效解决化学问题。在化学教学过程中,会遇到很多化学问题,有的是来自认知层面的,有的是已有实验完成后产生的新问题,有的是来自生活实践等,这些问题的出现,足以引起我们的注意。由此,应从理论和实验两方面入手去解决,从而获取新知识。最后,通过自制化学实验,可以培养学生的实践能力和创新精神。
总之,作为一名优秀的化学教师,除了知识讲授上有所创新外,还应该在实验中加以创新并将其始终贯穿于教学中,才能更有效地提高课堂教学效率,促进学生的学习兴趣和动手能力,进而培养学生发现问题和解决问题的能力。
关键词:高中化学 实验教学 研究
化学是一门以实验为基础的学科,实验是化学教学的生命线。高中化学教材中设置了很多演示实验,笔者通过多年的实践教学,总结了一些有效方式、方法,为更好地提高教学效果起到了一定的促进作用。
1. 现有实验的改进
高中化学有很多实验虽然在教材中已经进行了全方位展示,但还是有一定的改进空间。现举例如下:
(1)原电池的演示实验
金属锌和铜作电极,用导线连接后直接插入盛有稀硫酸的烧杯中,如此进行试验,效果很不好,并且电流表中的电流也很微弱。
为了增强电流,可做如下改进:用两个烧杯分别盛电解液,锌棒放于盛有硫酸锌的烧杯中,铜棒放于盛有稀硫酸的烧杯中,两个烧杯用盐桥连接,其余不变。改进后电流增强了,而且原电池装置工作时具有了较高的能量转换率;同时也可以看出:在化学实验中,氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。
(2)关于氨气的性质教学中设计的喷泉实验
事先集满一圆底烧瓶的氨气,瓶口塞上双孔塞,一孔插入一个长玻璃管,另一孔插入一个胶头滴管(事先吸入水),将圆底烧瓶固定在铁架台上,长玻璃管的一端插入烧杯中(烧杯中事先加入水和酚酞);操作时,挤压胶头滴管中的水使之进入烧瓶中,并同时打开止水夹,即可形成红色喷泉。
改进如下:此装置中胶头滴管略去,其他不动。操作时,用手或热毛巾捂热烧瓶底部同时打开止水夹,也可形成喷泉。此设计与原教材原理相同,均是采用减小烧瓶内气体压强的方法形成压强差,进而形成喷泉,但却可以省去一部分仪器设备,简化了实验操作。
(3)焰色反应实验
该反应用铂金丝做实验,效果固然理想,但缺点也很明显:一是铂金丝价格昂贵,许多中学不具备条件;二是由于所蘸取的金属盐溶液有限,灼烧时,火焰呈现的时间较短,并且火焰也小,演示时后排学生难以观察清楚。
改进如下:在三脚架上放一个干燥洁净的蒸发皿,加入10 mL无水乙醇,点燃乙醇,用药匙取少量金属盐粉末撒入火焰中,立即可看到金属离子的特征焰色。用玻璃棒不断搅拌燃烧的乙醇,焰色可持续到乙醇燃烧完毕。此法优点是:仪器简单,材料经济,而且操作简便。乙醇在蒸发皿中燃烧,火焰很旺,加入金属盐后,产生的焰色光强,玻璃棒的搅拌使金属盐与火焰充分接触,延长了观察时间,焰色反应更明显。
(4)碱金属及其化合物的性质实验
验证如下反应:
2Na+O2 === Na2O2,2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑
按教材的方法去做,第一个反应生成的过氧化钠较少,而且贴在玻璃管上,很难转移到小试管中;第二个实验也就没法做了。
改进如下:将玻璃管改为直滴管,将金属钠放在直滴管的粗口处加热(若滴管太细,可将滴管用细条纸包好,再用试管夹夹住),生成过氧化钠后,待滴管冷却,将它插入水中,用余烬的木条在滴管的尖嘴处检验氧气。用此法做实验,现象明显,安全且效果好。
2. 探究性实验
为了提高课堂教学效果,在化学教学中除了对现有实验进行改进外,还可以进行一些探究性实验。
例如,在“氯气与乙炔反应的探究实验”中,乙炔能使溴水褪色,有的学生提出:乙炔和氯气发生什么样的反应呢?为了更好的解决学生提出的问题可设计如下实验:用两个针筒分别抽取一定量的乙炔和氯气,针头用胶管连接分别深入到水下,慢慢推动两针管,当两气体在水面下相遇时,立即发生爆炸,有明亮的火球和大量的浓黑烟絮上升,反应原理为:
C2H2+Cl2 === 2HCl+2C+Q
再如,在讲述“过氧化钠与二氧化碳的反应”实验时,有的学提出:过氧化钠与二氧化碳能迅速反应吗?为了形象地解决学生提出的问题,可设计如下实验:用一小团脱脂棉包上少量过氧化钠粉末,迅速投到事先准备好的瓶底铺满一层细砂的二氧化碳集气瓶中,再迅速盖好玻璃片,在投入的同时即可看到棉花迅速燃烧起来。这种设计操作简单,现象明显,安全环保,在提升教学效果的同时也强化了学生的接受能力。
3. 自制实验
在化学教学中,除对现有实验进行改进和探究外,还可以根据教学需要让学生在教师指导下自制实验。
例如,在“氯气的制取及性质试验”中,可按照教材中的实验装置来制取实验,但在集气瓶中放置一张干燥的红纸(目的是放大实验现象,引发学生发现问题并思考如何解决),结果干燥的红纸褪色。由此可提出问题让学生思考:①为什么红纸会褪色?②得到的氯气是否纯净?③里面会有哪些杂质?④如何得到纯净的氯气?引导学生自制实验加以验证:氯气里可能有水和氯化氢等杂质,可以采用增加洗气装置的办法来除去这两种杂质,以得到纯净的氯气。
再如,涉及NH3的物理性质时提到其极易溶于水,所以在吸收时要注意防倒吸,而氯气的尾气吸收却不用考虑防倒吸。这个“极易溶”的概念是什么意思?为了解决这一问题,可引导学生自制如下实验:分别收集一试管的 NH3 和 Cl2 ,然后分别倒插入水和浓NaOH溶液中,比较溶液上升的速率。让学生操作,进行实验,并记录结果。可以看出:装有NH3试管的溶液上升的速率要比Cl2 快得多,但都上升到相当高度。由此得出的结论是:“极易溶”主要是指溶的多,而在考虑是否需加防倒吸装置要考虑其溶解速率。
由教学效果可以看出,指导学生自制实验是化学实验教学中的创新。首先,通过自制化学实验,可优化教材实验。现行新教材中采用的某些简易装置,表面看来设计的很好,但就其可行性方面仍有不少值得推敲之处,只有完善、优化它们,才能更加适合高中的化学教学。其次,通过自制化学实验,可以激发学生的学习兴趣。根据学生现有的知识和学校条件,适当开发一些激发学生兴趣的实验,以化学的趣味性引导学生亲手做实验和进一步探索、思考的能力,激发学生的求知欲。再次,通过自制化学实验,可以有效解决化学问题。在化学教学过程中,会遇到很多化学问题,有的是来自认知层面的,有的是已有实验完成后产生的新问题,有的是来自生活实践等,这些问题的出现,足以引起我们的注意。由此,应从理论和实验两方面入手去解决,从而获取新知识。最后,通过自制化学实验,可以培养学生的实践能力和创新精神。
总之,作为一名优秀的化学教师,除了知识讲授上有所创新外,还应该在实验中加以创新并将其始终贯穿于教学中,才能更有效地提高课堂教学效率,促进学生的学习兴趣和动手能力,进而培养学生发现问题和解决问题的能力。