雷翠云
【摘 要】實驗是化學的基礎,傳統(tǒng)的實驗教學束搏了教師的教和學生的學。加強和提高實驗教學成了新課改的一個重要內(nèi)容。在實驗教學中通過對實驗裝置、實驗方式、實驗管理方法等幾方面的改進,以促進實驗教學的發(fā)展,提高學生的實驗探究能力。
【關鍵詞】裝置改進;實驗轉化;實驗室開放;實驗探究
化學是以實驗為基礎的自然科學,化學實驗能給學生提供豐富的感性材料,它不僅可以使課堂教學生動活潑,極大的調(diào)動學生的積極性,更可以使學生在實驗中激發(fā)創(chuàng)新的欲望。為了更好的發(fā)揮化學實驗在啟迪學生思維、培養(yǎng)觀察能力和探究能力等方面的作用,實驗改進是十分有效的舉措。該如何進行改進呢?我主要有以下幾條思路。
一、改進演示實驗裝置 激發(fā)學生探究激情
演示實驗不僅是為了驗證教材中某一性質或相關知識點,更是教師向學生展示、傳授基本操作技能、儀器和藥品的選擇技能的重要方式。同時,實驗設計也要體現(xiàn)科學性、直觀性、簡約性、安全性、環(huán)保性和創(chuàng)新性等特點?,F(xiàn)行教材中的一些實驗裝置影響了實驗效果,改進是必然。通過對實驗裝置的改進,可培養(yǎng)學生積極思考的習慣,激發(fā)學生探究的激情,也使實驗教學更生動,更具體,更形象。例:“鋁熱反應”實驗的改進 ,在教材中用點燃木條——鎂條——氯酸鉀引燃,反應啟動較慢,實驗效果較不理想,成功率低,改進后的效果很好。改進裝置及操作過程:如圖1,三腳架放在裝有1/3沙的玻璃水槽上,把易拉罐剪去2/3,留下的1/3易拉罐底中央挖(0.7×0.7)cm的洞,在洞上放醫(yī)藥膠囊的鋁箔板。把5g氧化鐵粉沫和2g鋁粉均混放此板上,再把1-1.5g的KMnO4壓在鋁熱劑面上中間,滴入2滴12mol.l-1濃硫酸,再滴1滴無水酒精引燃。改良分析:(1)用易拉罐代替漏斗裝置,用三角架代替鐵架臺,簡化了裝置。用水槽代替蒸發(fā)皿,減少了儀器損壞(2)操作簡單,引燃劑中強氧化劑高錳酸鉀、濃硫酸混和時易氧化生成氧化能力更強的七氧化二錳2KMnO4+H2SO4(濃)=K2SO4+Mn2O7+H2O,當Mn2O7接觸酒精后,立刻放出大量的熱使酒精達到著火點而自然,產(chǎn)生高溫引起鋁熱劑劇烈反應,反應溫度高至3000C。實驗反應啟動快,成功率可達100%。(3)改良后的實驗效果非常激烈,光芒四射,生成鐵擊穿鋁箔板落入沙中且可用磁鐵驗證。
二、綠色實驗設計 提升環(huán)保意識
綠色化學的口號最早產(chǎn)生于化學工業(yè)非常發(fā)達的美國。隨著科學的發(fā)展,環(huán)保意識的增強,綠色化學成了化學教學的追求之一。近二十年來教材也不斷更新,毒害品、危險品在中學化學實驗中越來越少使用,危險、有毒實驗大部分進行了改換。盡管如此,教材還存在少許實驗會污染環(huán)境、傷害健康,我們有必要對它進行改進,改進后的實驗安全、簡單,實驗效果更好。如“硝酸與銅的反應”實驗改進如圖2:改進操作過程:(1)具支試管橡膠塞上通一下端彎成螺旋的銅線代替銅片,銅線上端涂凡士林,便于拉動;125cm三角燒瓶塞上配有裝有NaOH溶液的分液漏斗和彎導氣管,用帶止水夾的膠管連接具支試管和三角燒瓶,(2)停止反應時只需提起銅絲。改良分析:(1)裝置科學,現(xiàn)象明顯,保密性能好,環(huán)保。(2)銅片變螺旋銅線,增加了幾倍反應面積,反應速度加快。且可隨時控制實驗是否繼續(xù)進行。(3)銅與稀硝酸反應生成的是非成鹽氧化物,不能直接被NaOH溶液吸收,無色NO通入三角瓶,與瓶里空氣的氧氣生成紅棕色氣體NO2,顏色從上向下蔓延,現(xiàn)象明顯。(4)銅與稀、濃硝酸反應結束,打開分液漏斗,通入NaOH,防止了NO2氣體污染環(huán)境。
三、優(yōu)化學生實驗方案 提高學生實驗探究能力
《普通高?;瘜W科統(tǒng)一考試大綱》中提到:要培養(yǎng)具有能設計解決簡單化學問題的探究方案,能對探究方案、探究過程、探究結論等進行分析和評價,能準確的表述探究結果,并解決相關問題的能力的學生。實驗探究教學就是培養(yǎng)這種能力的搖籃。在實驗中,因受許多因素影響,如藥品純度、滴加順序、用量、濃度等,實驗很可能有許多“生成”,正是結果的這種多樣性,為實驗教學提供了更多的探究機會。以有機化學中醛的鑒別實驗“銀鏡反應”為例,“銀鏡反應”是檢驗醛基的重要反應,但教材中只粗略的描述了實驗條件,在演示和分組實驗中,常遇到一些問題,如鏡面成斑點、發(fā)暗或只生成黑色沉淀等,因此,經(jīng)授課教師同意我把本實驗設計成“影響反應的因素”進行探究的實驗。將驗證性實驗轉化為探究性實驗,以實驗“意外”培養(yǎng)學生的探究思維,提高他們的探究能力。
(1)探究目的:探索制作銀鏡成功的最佳條件和關鍵,鍛煉學生的探究能力。
(2)探究方案:a為什么是恰好沉淀溶解?如堿過量?b溫度對實驗的影響?
(3)探究準備:實驗原理CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH=== CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O
實驗儀器藥品、試管、燒杯、膠頭滴管、乙醛、2%氨水、2%AgNO3、
(4)探究過程;探究記錄:
(5)探究分析:a因乙醛溶液出廠時帶酸性,滴加到上述銀氨溶液后,反應液顯酸性,而銀離子和硝酸根離子均有較強的氧化性,在酸性溶液中的硝酸根離子比銀離子的氧化能力強,此時起氧化作用的主要是硝酸根離子;在堿性銀氨溶液中,起氧化作用的主要是銀氨配離子。所以銀鏡反應必須在堿性溶液里進行,增加NH3.H2O溶液的濃度或增加滴加2%NH3.H2O溶液的量,適當提高溶液的堿性,可提高【Ag(NH3)2】OH的濃度,也可加速醛的氧化。但也不是堿性越強越好,氨水太過量,Ag+會被過度的絡合而降低了銀氨溶液的氧化能力,液體失去了靈敏性。且加入醛后還容易產(chǎn)生雷酸銀(AgOCN),此溶液受熱或受撞擊易引起爆炸。b水浴溫度升高,反應速度變大,反應過快,還原出來的銀呈疏松顆粒狀折出,較難附在試管壁上,易產(chǎn)生黑色沉淀;水浴溫度過低,成鏡慢,形成的銀鏡質量差。
(6)實驗結論:實驗證明,水浴溫度60°C-70°C,銀氨溶液的PH值在PH8-9之間時才能快速形成均勻、薄亮的銀鏡。
四、增強實驗趣味性、生活性 開拓學生探究視野
生活中的化學是五彩繽紛的,化學教材中的實驗知識性強但趣味性不夠,如果將生活中的化學知識以實驗的形式引入課堂,將會引起學生極大關注和學習熱情。如從如何檢驗酒后駕車到食品中的干燥劑,從鐵的生銹到溶洞的形成,從易拉罐到漂白粉等等,我們都可以從中找到相應的實驗課題進行探究。
五、改變實驗管理模式 建立實驗探究基地
封閉式管理一直是中學實驗室的管理風格。近幾年中考、高考實驗試題源于教材中的實驗或由典型實驗改裝和創(chuàng)新而來,為了提高學生探究能力及配合畢業(yè)班的實驗復習,將實驗室封閉式管理改革為開放式管理。在實驗教室按分類準備了成套的典型實驗裝置、零散的基礎實驗儀器、氣體制取類、離子鑒定類、轉化實驗類等,并把中學化學實驗制成實驗課件也放入其中,對畢業(yè)班等學生實行課后開放、指導,為學生的實驗操作考試和實驗復習探究提供了方便,更為化學興趣者提供了很好的探究場所。
總之,隨著新課改的不斷深入,實驗要以實驗教學為視點,要善于挖掘實驗中的訣竅,重視實驗教學與探究能力培養(yǎng)之間的關系,配合授課教師靈活的應用實驗教學方法,創(chuàng)造必要的實驗條件和情景,時時注意激發(fā)和培養(yǎng)學生的探究興趣和激情,使學生探究能力的培養(yǎng)貫穿于整個實驗教學活動之中。
(作者單位:福建省三明市寧化縣第六中學)