時間:2022-02-14 03:53:40
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英文名稱:Teaching and Learning Reference for Middle School Chemistry
主管單位:
主辦單位:陜西師范大學
出版周期:月刊
出版地址:陜西省西安市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1002-2201
國內(nèi)刊號:61-1034/G4
郵發(fā)代號:1972
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1972
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯(lián)系方式
關鍵詞 中學;化學教學;化學實驗
中圖分類號 G633.8 文獻標識碼 C 文章編號 1005―9646(2009101―0123―01
中學化學是一門以實驗為基礎的自然科學,有不同于其它學科的學科特點,知識點多,內(nèi)容繁雜,實驗多,而且系統(tǒng)性差等,作為一個以實驗為基礎的自然學科,在實驗教學中如何將教學過程設計成為一個愉快學習的過程,使學生通過觀察絢麗多彩的化學現(xiàn)象積極探索化學奧秘,發(fā)展智慧和創(chuàng)造力,形成穩(wěn)定的學習動機,是我們化學老師應該重視的問題。
1 授課教師和實驗員要過好實驗關
化學實驗在化學教學中最有魅力,對激發(fā)學生興趣,培養(yǎng)學生各種能力和提高教學質(zhì)量有著極其重要的作用,實驗的主要形式是演示實驗和學生實驗兩種,要過好實驗關,教師必須切實做到以下幾點:①堅持親自準備實驗,提前試做實驗,切不可只靠實驗員準備好。②不要怕麻煩,對實驗現(xiàn)象差,成功率低的實驗,要反復做,尋找突破口,力爭做到演示實驗成功率百分之百。
教師過好實驗關方面,主要抓好以下幾個方面:①學校在抓好實驗室建設的基礎上,制定嚴格的實驗教學計劃,傳幫帶活動,并建立實驗教學考核檔案,使青年教師順利通過實驗關。②教研組內(nèi)積極開展演示實驗,探討與改進,對成功率低,在實踐中可觀性差的實驗設立專題共同研討,大家動手設計實驗,改進方案,使得實驗效率明顯提高。例如:對甲烷制取采用在無水醋酸鈉和堿石灰中加入適量氧化鐵,并用座式噴燈加熱的方法,使甲烷氣體產(chǎn)生平穩(wěn)。③積極創(chuàng)造條件,協(xié)助實驗員搞好學生實驗的準備工作,確保學生能按期,保質(zhì)保量地完成。教師通過演示實驗或組織學生新手實驗操作,能把書本知識由微觀變?yōu)楹暧^,把抽象變成具體,使學生易于取得多方面知識,鞏固學習成果,培養(yǎng)學生的各種能力。
2 提高學生實驗學習興趣要注意以下幾點
2.1創(chuàng)設趣味實驗。學生注意觀察實驗,他們的心理活動就指向和集中于教師的示范操作上,學生能專心致致地獲取知識,引起注意,學生興趣盎然,產(chǎn)生探求知識的強大動力。如,在講授酒精性質(zhì)時,用一塊棉手帕,在盛有70%酒精的燒杯中浸泡,待均勻濕透后取出,展開手帕用鑷子夾住兩角,在火焰上點燃,當火焰熄滅后,手帕完好無損,奇妙的實驗表演,學生進入了學習的最佳狀態(tài)。
2.2投影演示實驗,借助攝影演示實驗,即能放大實驗現(xiàn)象,增強實驗的可見度,更易于學生認真,細膩有序的觀察。如,教學“分子運動”時,把一培養(yǎng)皿放在投影下加點水,滴一滴品紅、觀察現(xiàn)象,效果更佳。
2.3開展探究性實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。目前中學化學開展的探究性實驗是對培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神很好的素材,極大的激發(fā)了學生動腦思維,動手實驗和渴望創(chuàng)新的積極性。如,在學習氫氣時,介紹16世紀中葉和17世紀的一些科學家發(fā)現(xiàn)了某些金屬與酸(無強氧化性)反應產(chǎn)生一種可燃性氣體――氫氣的方法,在工業(yè)上雖無實用價值,但卻是實驗室制取少量氫氣的極為簡捷的方法,設計化學實驗是個需要技巧和能力的問題。
3 化學實驗設計對學生的基礎知識和實驗技能的要求
(1)熟練掌握中學化學常規(guī)實驗手段,熟悉常見儀器的規(guī)格,用途及使用注意事項。
關鍵詞:中學化學 理論教學 方法
一、要強化從感性到理性、從具體到抽象的認識規(guī)律
在中學化學教學中,給學生以感性、直觀表象知識能幫助學生建立理性分析的基礎,從而得出規(guī)律。如在講述濃度對化學平衡的影響這部分內(nèi)容時,課本選用了FeCl,溶液和KSCN溶液的反應。也要先弄清楚FeCI,、KSCN、Fe(SCN),、KC1等物質(zhì)在溶液中的顏色和溶液顏色與溶液濃度的關系,才可進一步認識改變物質(zhì)濃度對平衡移動方向的影響。為了說明降低反應物濃度平衡向逆反應方向‘轉(zhuǎn)動,常在反應體系中加入還原鐵粉以降低FeCI,的濃度,使平衡向逆反應方向移動。這種變化可以很容易地通過混合溶液的血紅色變淡而觀察到。但是,F(xiàn)e“可以氧化Fe而轉(zhuǎn)變?yōu)镕e“;Fe“在水溶液中呈淡綠色等,學生尚未學習,因此,只有在補充了上述知識后,才可加以應用。即只有具備了一定的元素化合物知識,才能通過觀察、思維,形成理論認識的知識體系。
二、適當利用多種教學媒體,給學生豐富的聯(lián)想空間,進而理解理論的內(nèi)涵。
隱喻聯(lián)想思維,是指個人可以將截然不同的的事物有機地結合起來。美國創(chuàng)造學專家戈爾頓對隱喻聯(lián)想思維提出一個形象的口號“將生疏的事物看得熟悉,將熟悉的事物看得生疏?!庇袡C化合物的同分異構現(xiàn)象和同分異構體的判定對于初學有機化學的學生有一定的難度,難點在于對平面結構式建立起立體空間觀念,學習伊始即應打好基礎。如一氯甲烷不存在異構體,但結構式可有四種形式,若展示一氯甲烷的球棍模型,與四種結構式寫法比較,學生會立即否定一氯甲烷有四種異構體的想法,并為今后認識有機化合物的同分異構現(xiàn)象奠定了以三維立體空間為思考出發(fā)點的思路。
三、聯(lián)系生活實際,運用比喻,化解難點
聯(lián)系學生已有的知識和生活實際,運用事物間的相似性,通過以甲喻乙,由此及彼,以降低理論學習的難度,4使學生盡快地從具體事物過渡到抽象思維,理解事物本質(zhì),建立理論概念是理論教學常用的方法。這里,關鍵在于突破難點。譬如,有關可逆過程的動態(tài)平衡的性質(zhì)和特征(如化學平衡、電離平衡、溶解平衡、水解平衡等)常用蓄水池進出水流的速度與池內(nèi)蓄水量的變化之間的關系比喻化學平衡系統(tǒng)中正、逆反應速度與組分百分含量變化的關系;用蚊蟲逐燈、蜜蜂采蜜、氫原子核外電子照片疊印等比喻模擬電子運動,想象電子云的形象;以“頭碰頭”、“肩并肩”比喻電子云重疊方式等。應當明確,比喻具有“啟發(fā)入門”、“搭橋過渡”的作用,利于學生接受理論,而不是理論本身。要注意不可濫用比喻。
四、運用歸納、演繹方法形成理論,發(fā)展創(chuàng)造性的思維能力
激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維,首先要從破除學生對事物認識上各種固有功能固有的惰性思維人手。這種惰性突出表現(xiàn)為沿襲固有的處事慣例、權威意識和無批判等現(xiàn)象?;瘜W基本理論與元素化合物之間存在著內(nèi)在的、本質(zhì)的、統(tǒng)一的聯(lián)系。.基本理論的教學,一方面以元素化合物知識為實際材料,通過歸納演繹的方法建立理論概念和規(guī)律;另一方面又要通過基本理論分析研究具體的元素化合物的結構、性質(zhì)、用途,系統(tǒng)地掌握元素化合物的知識。兩者相互依存,相得益彰。
1.歸納。為了便于學生系統(tǒng)地掌握重要的非金屬氣態(tài)氫化物,如氯化氫、硫化氫、氨、水、甲烷等;中學教學涉及的某些氫化物如氟化氫、溴化氫、碘化氫、磷化氫、硅化氫、砷化氫、硒化氫、碲化氫等的結構與性質(zhì)的關系,可從分子構型與主要化學性質(zhì)之間的聯(lián)系進行歸納總結。
2.演繹。演繹是指應用一般規(guī)律解答特定問題的過程,是從一般到特殊的思維過程。應用物質(zhì)結構理論、反應速度與平衡移動規(guī)律、電解質(zhì)溶液理論、無機物反應規(guī)律、有機反應基本類型等理論解答相應具體問題,一般都采用演繹推理方法。通過理論教學應使學生在邏輯思維方法方面受到訓練和教育。譬如,化學平衡移動規(guī)律中壓強對平衡的影響。規(guī)律的敘述為:在其它條件不變時,增大壓強,平衡將向氣體體積減小的方向,即氣體分子數(shù)減少的方向移動;減小壓強,平衡將向氣體體積增大的方向,即氣體分子數(shù)增加的方向移動。這里,應用規(guī)律的前提有三點:①反應體系中必須有氣體,②反應前后氣體物質(zhì)的分子數(shù)不相等,③改變壓強的措施應為增大反應體系的體積或縮小反應體系的體積。第③點易被忽略,因為采取其它措施改變體系壓強上述規(guī)律不一定適用。例如,二氧化硫催化氧化反應在密閉容器中已建立平衡:若向密閉容器中增加一定量的SO,,則平衡體系壓強增大,平衡向正反應方向移動,符合上述規(guī)律適用。若向密閉容器中增加一定量的s0,,則體系壓強同樣會增大,但由于提高了生成物SO,的濃度,平衡將向逆反應方向移動。可見,改變壓強的措施不同了,失掉了原來規(guī)律成立的前提條件,原來的規(guī)律不再適用。
關鍵詞:規(guī)范 示范 細節(jié)
隨著高考改革的開始,對近幾年高考化學的研究,發(fā)現(xiàn)對學生“化學用語”的考查越來越嚴格,但是每年高考閱卷后反饋到得信息卻不容樂觀,“化學用語”卻成了學生們的主要失分點,從中可以看出“化學用語”的教學在中學化學教學中還是個薄弱環(huán)節(jié)。因此,化學教師如何深入理解化學用語的概念內(nèi)涵,準確而熟練地運用化學用語,掌握化學用語的教學規(guī)律、方法和特點是實現(xiàn)高考成功的關鍵?!盎瘜W用語”的教學不是一天兩天能掌握的,必須把它充實到平時的教學中,那么如何規(guī)范學生的“化學用語”呢?我從以下幾個方面談談。
一、“化學用語”包括哪些?
在中學化學中,化學用語主要包括化學符號、化學式、化學方程式、化學圖式四個部分。它是按現(xiàn)行中學化學課本知識體系有計劃有目的地引入的。在初中階段初步形成體系,在高中階段得到充分提高。
對于每一種“化學用語”,都要明確它們的表示方法和表示的意義。例如:乙炔和苯的最簡式的表示方法為CH,它表示的意義是:表示組成物質(zhì)的各種元素和各種元素的原子個數(shù)最簡整數(shù)比。因此,教師要統(tǒng)觀全局,理清脈絡,認清各種化學用語的特點,比較各自的異同點以及它們之間的相互聯(lián)系。從整體著眼,從具體入手,環(huán)環(huán)扣緊,嚴格要求,就能收到較好的效果,完成化學用語教學目標中確定的教學任務。
二、學生的盲區(qū)和出錯區(qū)在哪里?
俗話說,知己知彼,百戰(zhàn)不殆。教師必須要了解學生,從學生的作業(yè)、試卷總結出他們哪些方面存在不規(guī)范,分析造成不規(guī)范的原因,這樣才能在課堂上有針對性。例如①錯別字方面:將酯化反應寫成“脂”化反應,消去反應寫成“消化”反應,羧基寫成“酸”基,苯寫成“笨”,碳碳雙鍵寫成“炭炭”雙鍵等。②描述實驗操作:把“倒放”寫成倒置、反轉(zhuǎn)、反置、反轉(zhuǎn)、倒扣、反扣、倒著、朝上放、朝天放、底部朝上平放等,“試管口稍微向上傾斜”寫成試管口朝上、向上等。③化學概念上:“煙”和“霧”在化學中是嚴格不同的兩個概念,“煙”是固體小顆粒在空氣中形成的分散系,而“霧”則是小液滴在空氣中形成的分散系。④要求規(guī)范上:書寫化學方程式時,分清是 “== ”還是“?葑 ”,如一種鹽水解方程式一定用“?葑”不能用“==”,其產(chǎn)物也不能標“”或“”,弱酸、弱堿的電離一定要用“?葑”不能 用“==”等等還有很多。
三、教師該如何做呢?
為培養(yǎng)學生的規(guī)范能力,教師不僅要嚴格要求學生,而且還得嚴格要求自己,做到教學語言示范化,使學生有樣可學。教師的語言應具有科學性、啟發(fā)性、教育性和藝術性,做到準確、簡練、有條理。在課堂教學中,教師必須運用準確、科學的語言表達各種概念、原理和理論。例如“1摩水是18克”的說法就不夠科學,而應該說“ 1摩爾水分子的質(zhì)量是18克”。又如有的教師在說有機分子式時,將“碳”元素讀成英文字母“C”,這種不科學的語言表明,化學教師注意嚴格的化學標準語言表達的訓練是十分必要的。
一、化學的物質(zhì)美
化學是研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)、變化、用途的學科,它所反映的客觀世界在微觀和宏觀上都充滿了美。宏觀存在的物質(zhì),其形態(tài)美、結構美、變化美、實用美等比比皆是。如“隨機應變”的變色玻璃,“洞察干濕”的變色硅膠,艷麗奇特的珍珠,等等。各富個性的美,都與化學有關。在教學中,結合具體的知識內(nèi)容,有機地聯(lián)系生活中具體物質(zhì),既可以使學生頭腦中深層的表象復活,在回憶中審美、聯(lián)想中激發(fā)思維,又加強科學與生活密切相關的意識,形成一種美與知識渾然一體的教學氛圍。
在微觀世界里,原子核電子排布的規(guī)律性,物質(zhì)構成的多樣性,晶體結構的獨特性,這充分體現(xiàn)了客觀事物內(nèi)在的自然美;S、P、d 電子云的形態(tài)美,足球烯的美麗造型,這又是對稱、和諧均衡之美的具體體現(xiàn)。教師通過形象比喻,嚴謹?shù)谋磉_,使學生感受到這個客觀世界的自然美,培養(yǎng)學生熱愛自然、改造自然的品質(zhì)和審美觀察。
二、化學的變化美
在化學反應過程中,實驗現(xiàn)象的奇妙多彩及變化無窮,形成化學的一種獨特美。如焰火的五彩繽紛,投入水中的鈉、搖曳閃爍的光及“嘶啞”的聲響,奇妙的焰色實驗,幾種緩沖劑混合后千變?nèi)f化的顏色等等,均是化學反應中表現(xiàn)出的物質(zhì)運動的動態(tài)美和變幻美。在教學中,有選擇地加以強調(diào),進行比較,就能多角度地、有效地培養(yǎng)學生的審美意識,陶冶學生的情操,使他們崇尚科學,熱愛生活和美化生活。
三、化學的理論美
化學理論在保證了理論的科學性與正確性基礎上,還體現(xiàn)了理論另一種內(nèi)在美——簡明、和諧與奇異之美。物質(zhì)不滅理論和質(zhì)量、能量守恒定律揭示了千姿百態(tài)的化學世界有序而和諧的本質(zhì);勒沙特列原理十分簡明的概括了外界因素對化學平衡影響的統(tǒng)一;氣體摩爾體積理論展現(xiàn)一個平凡氣態(tài)體系中蘊藏了一個多么奇異夢幻般的奇觀;道爾頓的“原子論”,用來解釋和說明各種化學理論與各種化學定律間內(nèi)在聯(lián)系顯得那么的和諧與完美……在教學中,有意識地強調(diào)化學理論的簡明、和諧與奇異之美,既可以加深學生對這一理論的記憶,同時也可以激發(fā)學生的探索與創(chuàng)造欲,引導他們向科學的大道上挺進。
四、化學用語美
化學用語是化學教學的基本術語,是先輩們長期探索凝聚的結晶。在今天我們看來,它顯得十分簡潔而富有深蘊。元素符號是一種最佳抽象形式表現(xiàn)感性自由內(nèi)容的形式美?!搬暋笔蔷永锓蛉藶榧o念祖國而命名;“鈾”的意思是“天王星”……這均體現(xiàn)出其抽象美。對于物質(zhì)的化學式,經(jīng)常聽到從教多年的老教師有這樣一種發(fā)自內(nèi)心的感慨:化學式從口中念出,就像“大珠小珠落玉盤”,既朗朗上口,又鏗鏘悅耳,顯示出一種絕妙的音樂美;而電子式的書寫,處處體現(xiàn)出中華民族的傳統(tǒng)美——對稱美。如氯化鈣的電子式:。至于化學議程式與離子議程式,如Ca2++CO3=CaCO3,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,這既體現(xiàn)一種對稱美,同時也體現(xiàn)了一種形象美(如沉淀、氣體分別用“”“”表示),在課堂教學中,有意識地強調(diào)化學用語美,既可活躍課堂教學氣氛,又有利于學生對它的掌握。
五、化學實驗美
2總體規(guī)劃實驗-教學相結合的三階段實驗教學模式總體規(guī)劃見圖1。
3調(diào)查概況為了能測試化學專業(yè)免費師范生的實驗教學能力,我們根據(jù)我院中學化學實驗研究課程的教學大綱及要求,嘗試按照三階段實驗教學模式安排了第一階段的基礎化學實驗教學,具體安排了以下3個實驗:①氫氣的制備和性質(zhì)實驗;②鈉的性質(zhì)實驗;③中學化學實驗教學技能訓練一。其中前兩個實驗是讓學生進行中學化學實驗的基本操作訓練;第3個實驗是通過微格教學的方式訓練學生的化學實驗教學能力。經(jīng)過這3個實驗后,筆者利用做實驗助教的機會,用事先編制好的“免費師范生中學化學實驗教學能力問卷”進行調(diào)查,測試學生的實驗教學能力。調(diào)查問卷的編制是在實驗的基礎上,按照教育科研方法中關于問卷編制的方法完成的。在此問卷中,根據(jù)中學化學實驗教學能力的結構,從實驗操作能力、實驗講解能力、實驗設計能力、實驗研究能力、實驗評價能力這5個方面編制了30個題目。本次問卷調(diào)查的對象為我校2008級化學專業(yè)免費師范生,在181名學生中隨機抽取150人進行問卷調(diào)查,共收回問卷129份,其中有效問卷120份,有效回收率為80%。除此之外,還對本專業(yè)的2名實驗教師和1名實驗員進行了訪談。
4統(tǒng)計結果分析
4.1實驗教學能力現(xiàn)狀與對策分析隨著基礎教育改革的不斷深入和新課程理念的不斷滲透,越來越多的師范生對中學化學實驗研究這門課有了更深的認識,在參加問卷調(diào)查的師范生中,絕大部分人認為中學化學實驗研究課程對培養(yǎng)自己成為一名中學化學教師具有重要性。
4.1.1主要問題排序問題:您在第3次實驗課(即中學化學實驗教學技能訓練一)中遇到的最大問題是______;其次是______;再次是______。1教案編寫有困難2實驗操作不熟練3實驗講解不清晰4結果與原理分析不透徹5教學時間把握不當6演示程序混亂7教態(tài)不自然8化學用語不規(guī)范對這道題的調(diào)查結果見表1。從對選項加權之后的百分比進行排序可知,免費師范生職前最薄弱的環(huán)節(jié)體現(xiàn)在實驗講解、實驗教學設計及實驗操作這3個方面。很多學生自己會做實驗,但是邊實驗邊講解的能力相對不足。由于就業(yè)后越來越多的教師選擇以實驗視頻來代替演示實驗,這就使得化學教師的實驗講解能力提高較慢,因此在師范生的職前培養(yǎng)階段注重實驗講解能力的培養(yǎng)就更加重要。筆者建議在免費師范生的實驗過程中,應有意識地培養(yǎng)其邊實驗邊講解的能力,并逐步提高化學用語使用的規(guī)范性,或者對照實驗視頻多進行模仿練習。
4.1.2制約因素分析問題:您認為制約您學習中學化學實驗研究這門課程的最主要因素是______;其次是______;再次是______。1實驗室條件2實驗師資3教師教學方法4自身能力5該課程內(nèi)容體系6課時分配7多媒體技術8其他對制約因素的調(diào)查結果見表2。通過加權分析發(fā)現(xiàn),最主要的3個制約因素分別是該課程內(nèi)容體系、實驗室條件、自身能力。由于這門課之前沒有要求材,是由教師提前將實驗講義發(fā)給學生,因此學生對課程的內(nèi)容體系不了解。鑒于這一結果,實驗教師補充了對中學化學實驗研究課程體系的詳細介紹。另外本校實驗室條件還有待改善;由于調(diào)查結果顯示學生的自身能力也是制約其學習的主要因素之一,建議學生做好預習、實驗、課后反思3個環(huán)節(jié),提高自身的實驗能力。
4.1.3學習效果評價通過對師范生學習效果的調(diào)查發(fā)現(xiàn),每個學生提高的方面存在差異,具體情況見表3。通過對一些學生的訪談發(fā)現(xiàn),有一些學生認為實驗教學能力需要在走上教師崗位后通過實際演練才能獲得提高,而中學化學實驗研究課無法使其受益。從表1可以看出,實驗講解能力是師范生的薄弱環(huán)節(jié)。學生可以通過中學化學實驗研究課程的學習在這方面得到很大的提高;對于實驗設計能力和實驗操作能力方面也是如此。這說明當前的中學化學實驗研究課程有必要進一步建設和完善。
4.2具體實驗教學能力現(xiàn)狀與對策分析為了解師范生各項具體實驗教學能力的現(xiàn)狀,通過一道判斷題的一系列描述,讓被調(diào)查的學生判斷自己與描述的符合程度,根據(jù)5個維度進行表述(5表示很符合;4表示符合;3表示說不準;2表示不符合;1表示很不符合),最后求平均分。平均分越高,表示師范生該項相應的能力越強。調(diào)查的具體排序如表3所示。得分最低的3項分別是:Q13:每次實驗都有改進實驗方案的想法;Q19:能描述實驗操作,但是操作起來有困難;Q28:能將生活中的趣味實驗引用到教學中。得分最高的3項分別是:Q26:對于實驗后的廢液,都會妥善處理;Q11:在H2還原CuO的實驗中,采用科學探究的方法來進行;Q27:熟悉儀器的使用注意事項和操作方法。這3項是師范生乃至化學教師都必備的實驗教學能力,需要進一步重視。
4.3科學探究能力現(xiàn)狀分析科學探究是新課程改革的亮點之一,這里將科學探究的兩道題目拿出來進行單獨分析。對師范生的科學探究能力的現(xiàn)狀分析主要是從兩個方面進行,第一是師范生本身的科學探究能力,第二是師范生在實驗教學中通過科學探究來組織教學的能力。通過Q5(Q5內(nèi)容為:在實驗過程中,您一般是______。①照方抓藥,完成實驗任務;②在完成實驗任務后進行一定的探究性實驗;③有時候連實驗任務都無法完成;④其他)的結果分析可得,42.5%的學生在實驗完成后進行一定的探究性實驗;但是在后續(xù)的中學化學實驗教學技能訓練二(氫氧化亞鐵制備的探究性教學)中,通過對學生的訪談發(fā)現(xiàn),有一些學生并不知道科學探究的步驟,只有極少數(shù)的學生在實驗教學過程中能將科學探究準確地應用到教學中。筆者分析存在差異的原因是:教師在講解氫氣還原氧化銅的實驗時,強調(diào)讓學生嘗試采用科學探究的方法來進行,因此學生有了這種意識,但是在“氫氧化亞鐵的制備”這個專題的實驗微格訓練中,由于教師沒有提前要求,所以師范生在訓練中采用科學探究方法的就很少。由此可以看出學生的科學探究意識還有待進一步提高并應用到實際教學中。
5實施實驗-教學相結合三階段實驗教學模式的建議
1.初三《金屬活動順序的探究》和《酸的性質(zhì)》中要用銅片、鐵片、鋅片和稀硫酸,稀鹽酸反應。在準備實驗時把三種金屬剪成0.5~1.0cm寬,12~15cm長條備用,學生用12×100mm的小試管,加1ml酸放入金屬片觀察反應現(xiàn)象,反應完取出金屬片洗凈下一班再用,這樣做既達到實驗簡潔方便、現(xiàn)象明顯,又減少藥品用量。
2.初三《鋼鐵的銹蝕及其防護》,根據(jù)實驗內(nèi)容可以事先做好幾個樣品,然后用蠟燭封口,這樣存放4~5年都可以用。
3.初三《酸堿指示劑和PH試紙》,實驗中要準備花瓣、紫包菜、胡蘿卜,如果每個學生三樣都做時間來不及,可分三組,每組做一樣,然后互相交流觀看,包菜和胡蘿卜不易研碎,事先用攪拌機粉碎再發(fā)給學生,節(jié)省實驗時間和藥品。
4.初三分子運動的分組實驗,如按書中的要求用大燒杯罩住兩個小燒杯,根據(jù)中學常用的實驗儀器我試驗了一下,需要一個1000ml的大燒杯和兩個50ml的小燒杯,我們不可能專門購買更小的燒杯專用,我改用包藥片的小塑料板,剪取兩個,分別放氨水和酚酞各1~2滴,用50ml的燒杯罩住,實驗現(xiàn)象非常明顯,既節(jié)省藥品又減少儀器數(shù)量(如圖1所示)。
5.初三質(zhì)量守恒定律的實驗中改用圖2和圖3的方法進行實驗。找一個青霉素小藥瓶,一只小氣球,氣球內(nèi)放半角匙碳酸鈉固體,在青霉素小藥瓶內(nèi)加入1ml1:2的鹽酸,將氣球套在瓶口上,然后把氣球內(nèi)的碳酸鈉倒入青霉素小藥瓶內(nèi),可以看到反應產(chǎn)生的氣體把氣球漲大,(因為反應容器小,氣球漲大的浮力在稱量時可以忽略不計)改進后的實驗既節(jié)省藥品又簡單,學生還有興趣。
【關鍵詞】微型實驗;實驗設計
誕生于上世紀末的微型實驗歷經(jīng)在教學中二十多年的實踐檢驗,它能增加學生動手操作的機會,有利于增強學生的實驗能力。從1989年微型化學實驗課題被列入科研計劃至今,微型化學實驗是化學實驗方法與技術的重大變革,與常規(guī)實驗相比,具有以下顯著優(yōu)點:儀器簡單,功能多,操作方便,不易損壞儀器,使學生擺脫不安全感。②節(jié)省藥品,實驗快速.安全,減少污染.微型實驗中試劑用量是常規(guī)實驗的十分之一至千分之一,明顯地化學試劑的量,有利于環(huán)境的保護。如做CuSO4溶液和NaOH溶液的反應實驗中,常規(guī)實驗每班需NaOH溶液約180ml,而在微型化學實驗中,一個班級用10ml左右NaOH溶液即可。充分發(fā)揮學生主動性、動手能力及創(chuàng)造性,有利于激發(fā)了學生學習化學的熱情。比如,對于多用滴管加工、井穴板制作、微型酒精燈及小試管制作,學生表現(xiàn)出很大的熱情。使學生認識到“用量”與“效果”之間的辯證關系,改變了許多同學認為藥品用量越多,現(xiàn)象、效果就越好的錯誤觀念。
鑒于微型實驗諸多優(yōu)點,在中學化學教學中推廣微型化學實驗是值得的,尤其對新課程是一個很好的推動作用。以下是筆者針對中學化學教學中微型實驗的應用進行的探索。
一、“濾紙實驗”
1.反應后生成有色物質(zhì)的實驗
例如,鐵離子的顯色反應:
在一片濾紙(裁成3×8cm的長條,下同)上滴三滴三氯化鐵溶液,再滴一滴硫氰化鉀或亞鐵氰化鉀溶液,濾紙上立即出現(xiàn)血紅色或藍色。類似反應還有酚酞與堿液混合,淀粉溶液與碘液反應等實驗。
2.氯氣的部分性質(zhì)實驗
在一張濾紙上依次滴碘化鉀溶液、紅墨水、溴化鈉溶液,插入一個充滿氯氣的集氣瓶(集氣瓶配膠塞,膠塞中間劃一刀,夾入濾紙條)中,可見紅墨水褪色(次氯酸的漂白性),并分別出現(xiàn)碘、溴單質(zhì)的顏色。
3.Na與水的反應
取一培養(yǎng)皿,注入其容積1/2的水,滴幾滴酚酞試液,剪一張圓形濾紙小心地貼在上述的水面上,用鑷子取一黃豆大小的Na粒,吸除表面的煤油后放在濾紙上,同時罩一大燒杯,由于 在濾紙上無法游動,起反應熱容易聚集,故可看到Na在濾紙上熔化為小球,并在片刻后燃燒,發(fā)出黃色的火焰,濾紙下的水溶液變?yōu)榧t色。
4.電解實驗
在濾紙上也可以進行電解實驗,如電解飽和食鹽水。取一張濾紙用飽和食鹽水和酚酞溶液潤濕,貼在一塊木板上,用兩顆大頭針或縫衣針作電極。接通直流電,片刻后,陰極附近的濾紙變紅,說明有堿性物質(zhì)生成。同時放出氫氣,在陽極附近滴幾滴淀粉碘化鉀試液,可見藍色,說明有氯氣生成。類似實驗還有電解氯化銅溶液等。
5.原電池實驗
把濾紙條放在干凈的玻片上,在濾紙的一端滴2~3滴硫酸銅溶液,并復蓋一小塊銅片;另一端滴2~3滴硫酸鋅溶液,復蓋上一小塊鋅片。濾紙中間滴幾滴氯化鉀溶液,通過它將兩端溶液聯(lián)系起來而構成原電池。用檢流計的表棒分別接觸銅片和鋅片,指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)生的電極反應如下:
正極(還原反應):Cu2+ + 2e- = Cu
負極(氧化反應):Zn - 2e- = Zn2+ 該裝置操作簡單,測量快速。
二、刺激性氣味、有毒物質(zhì)的微型化實驗
1.例如:H2S和SO2氣體的制備及性質(zhì)實驗
實驗儀器:微型氣體發(fā)生器、v形側泡反應管、側泡具支試管、尖嘴管、直形通氣管、直角形通氣管、止氣夾、微型酒精燈、滴管膠頭。
實驗操作:以側泡具支試管作為制備氣體的微型發(fā)生器,在左邊氣體發(fā)生器中加入約0.5g硫化亞鐵,上方滴管吸入稀硫酸。在右邊氣體發(fā)生器中加入約2ml濃硫酸,在其管口插有根一銅條。在v形側泡反應管的側泡處分別加入1~2滴紫色石蕊試液和品紅溶液,在v形處加入幾滴高錳酸鉀溶液。
實驗現(xiàn)象:夾緊止氣夾,加熱裝濃硫酸的側泡具支試管,沸騰后把銅條插入酸液下,這時可以看到管中有SO2氣泡出現(xiàn),且濃硫酸慢慢變籃色。觀察v形側泡反應管中各處的實驗現(xiàn)象,紫色石蕊試液變紅色說明SO2溶于H2O生成亞硫酸,用酒精燈加熱該處溶液又變?yōu)樽仙f明亞硫酸不穩(wěn)定;品紅溶液褪色說明SO2具有漂白性,用酒精燈加熱該處褪色的品紅溶液紅色又復出現(xiàn);高錳酸鉀溶液褪色說明SO2具有還原性易被氧化劑氧化。擠壓左邊的膠頭滴管使稀H2 SO4加入側泡具支試管中,與硫化亞鐵接觸,即有H2S生成,打開止氣夾,使生成的H2S進入微型氣體發(fā)生器中與SO2接觸,經(jīng)過反應,在微型氣體發(fā)生器管壁上附著一層淡黃色的固體,這是反應生成物單質(zhì)硫。
實驗設計評價:H2S和SO4氣體都是對環(huán)境造成污染的有毒氣體,使用標準化微型實驗儀器組裝的實驗裝置,試劑用量比常規(guī)實驗節(jié)約70%左右,可以大大降低有毒氣體的排放,并且這套實驗裝置將H2S和SO2兩種氣體的制備融合在一起,實驗儀器組裝簡便,安全性高,反應時間短,在有限的時間中讓學生做更多的實驗,獲取更多的知識。同樣這套裝置也適用乙烯的制備及性質(zhì)實驗。
三、創(chuàng)新性的設計微型實驗
在沒有微型實驗儀器的情況下,可利用一次性醫(yī)用器材或生活中的一些用品,經(jīng)過創(chuàng)新性設計后,組裝成實驗裝置,效果也很好。例如用醫(yī)用小藥瓶和注射器設計的微型實驗裝置來進行氣體的制備和性質(zhì)檢驗,或進行一些綜合性實驗,也都能取得較好的效果。
例如:乙炔氣體的制備與性質(zhì)實驗。
實驗步驟及現(xiàn)象:取4個小藥瓶,分別編1、2、3、4號,用注射液塑料管連接,在2、3、4號小藥瓶中分別加入CuSO4溶液、酸性KMnO4溶液、溴水,在1號小藥瓶中加綠豆大小的一小塊電石,再加一小團棉花,用注射器向電石上滴兩滴飽和食鹽水,反應進行一會兒,2號小瓶CuSO4溶液的作用是除去產(chǎn)生的H2S、PH3等雜質(zhì),3號小瓶酸性KMnO4溶液褪色證明乙炔具有還原性、4號小瓶溴水褪色證明乙炔能發(fā)生加成反應,再點燃最后出口的氣體,因為反應產(chǎn)生的乙炔量少,導管較細,燃燒時產(chǎn)生的黑煙現(xiàn)象明顯但量少,對環(huán)境的影響不大。
實驗設計評價:乙炔具有刺激性氣味,對人體和環(huán)境都會造成危害,將它的制備和性質(zhì)實驗改成微型實驗后,由于實驗中使用了極少的藥品,自然產(chǎn)生的廢氣、廢液也是很少,實驗過程既安全又環(huán)保,同時大大節(jié)省了實驗時間,留下更多的時間供師生反思、交流,更利于學生的思維開闊和發(fā)展。
在新課程理念的引領下,創(chuàng)新性微型化學實驗在教學中的應用,一方面體現(xiàn)了綠色化學的理念,以較少的試劑完成實驗,最大限度的降低了對環(huán)境的污染,保護了實驗者的健康;另一方面微型實驗將實驗的改進創(chuàng)新與培養(yǎng)學生進取創(chuàng)新精神有機地結合起來,不僅讓學生體驗到現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,體會到實驗創(chuàng)新設計的必要性,而且大大激發(fā)了學生對化學實驗的興趣,在實驗的過程中學生學會改進,學會創(chuàng)新,從而培養(yǎng)學生運用所學知識進行創(chuàng)新的精神和能力?;瘜W實驗以其豐富的內(nèi)涵在化學教學中發(fā)揮著獨特的功能和作用,在教育、教學中占據(jù)非常重要的地位,重視化學實驗,創(chuàng)新化學實驗,對于培養(yǎng)學生科學的實驗素養(yǎng),樹立科學的人生觀,全面提高教學質(zhì)量具有重要意義。
參考文獻:
[1]徐春曼,黃曉廷,葉劍蕾.H2S和SO2制備與性質(zhì)一體化的微型實驗探索[j].湛江師范學院學報,2008,29(6):15-16