杜龍飛
【摘 要】化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法,也是學(xué)生學(xué)習(xí)研究科學(xué)知識(shí)的重要方法。在高中化學(xué)教學(xué)中,許多化學(xué)概念、原理、規(guī)律的引入都是從實(shí)驗(yàn)探究展開(kāi)并最終由實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證的。
【關(guān)鍵詞】新教材;實(shí)驗(yàn);改進(jìn)
在新課程背景下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以使學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)和技能,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)探究的動(dòng)機(jī)和行為,而且有利于學(xué)生科學(xué)方法的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新精神,使之養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度,進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但是,由于實(shí)驗(yàn)條件、課堂時(shí)間、考試等諸多因素的影響,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是高中化學(xué)教學(xué)中最薄弱的環(huán)節(jié)之一,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。本文從新課程中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置,談?wù)勛约簩?duì)高中化學(xué)新教材部分演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法,也是學(xué)生學(xué)習(xí)研究科學(xué)知識(shí)的重要方法。在高中化學(xué)教學(xué)中,許多化學(xué)概念、原理、規(guī)律的引入都是從實(shí)驗(yàn)探究展開(kāi)并最終由實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證的。在課程總目標(biāo)中提出:學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,能運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法解決一些問(wèn)題?;瘜W(xué)演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新更激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情景,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。所以,采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)的必由之路,這里就教材部分演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)作進(jìn)一步論述。
教學(xué)實(shí)驗(yàn)必須操作簡(jiǎn)單并且有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這樣才能有良好的教學(xué)效果。下面我將高中化學(xué)新教材中幾處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的地方作如下改進(jìn),改進(jìn)后效果非常明顯。
1.《化學(xué)1》47頁(yè),實(shí)驗(yàn)3-2,“把一小塊金屬鈉放在坩堝里,加熱?!?/p>
我在做演示實(shí)驗(yàn)室,由于取用的鈉少,反應(yīng)又快,發(fā)現(xiàn)只有坩堝周?chē)膸讉€(gè)同學(xué)看得見(jiàn)鈉的燃燒,大部分學(xué)生都看不到鈉燃燒的現(xiàn)象,沒(méi)有達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)的目的。
在教學(xué)過(guò)程中,我做了如下的改進(jìn):用老教材的方法,用石棉網(wǎng)代替坩堝,鈉在石棉網(wǎng)上燃燒,現(xiàn)象便于觀察,效果明顯,學(xué)生的印象比較深刻。
2.《化學(xué)1》50頁(yè),科學(xué)探究“鐵粉與水蒸汽的反應(yīng)”,用圖3-8的方法是很難做出現(xiàn)象,肥皂泡很難點(diǎn)燃起來(lái)。
在教學(xué)過(guò)程中,我做了如下的改進(jìn):用還原鐵粉與熟石灰按1:1混合后得到的混合物代替純還原鐵粉再來(lái)做實(shí)驗(yàn),效果非常明顯。其原理是Ca(OH)2在加熱的條件下分解產(chǎn)生水蒸氣曾大了水蒸氣與還原鐵粉的接觸面積,從而使反應(yīng)更容易進(jìn)行,肥皂泡容易被點(diǎn)燃。
教學(xué)實(shí)驗(yàn)不象科學(xué)探究實(shí)驗(yàn),可以花大量的時(shí)間去探索,甚至常年累月的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而教學(xué)實(shí)驗(yàn)只需要學(xué)生達(dá)到掌握知識(shí)和原理,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方法的目的,再加上課堂時(shí)間的限制,所以要求教學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該具有高效快速性。
3.《化學(xué)1》51頁(yè),實(shí)驗(yàn)3-4,“在2支小試管里分別加入5ml鹽酸和5mlNaOH溶液,再分別放一段鋁片。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間后,將點(diǎn)燃的木條分別放在2支試管口,你看到什么現(xiàn)象?”
由于鋁表面有一層致密的氧化膜,實(shí)驗(yàn)往往要等很長(zhǎng)一段時(shí)間以后才能看到鋁片上產(chǎn)生大量的氣泡,很難完成45分鐘的課堂教學(xué)任務(wù),達(dá)不到教學(xué)目的。
在教學(xué)過(guò)程中,我做了如下的改進(jìn):在2支小試管里分別加入5ml鹽酸和5mlNaOH溶液,再各加入2滴CuSO4溶液,再分別放一段鋁片。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
這樣改進(jìn)以后,Cu2+在鋁表面被還原成銅單質(zhì),形成電化學(xué)腐蝕,實(shí)驗(yàn)只需2-3分鐘就能看到大量的氣泡,這樣不僅節(jié)約時(shí)間,而且效果明顯,這個(gè)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后很適合做課堂演示實(shí)驗(yàn)。
4.濃硫酸與銅的反應(yīng)
人教版化學(xué)必修第一冊(cè)第六章第三節(jié)中,該實(shí)驗(yàn)采用的是銅片與濃硫酸反應(yīng)。用這種實(shí)驗(yàn)方法存在以下不足,演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,未反應(yīng)的銅片繼續(xù)和濃硫酸反應(yīng),生成了有毒氣體二氧化硫,既浪費(fèi)了藥品又污染了環(huán)境。
在教學(xué)過(guò)程中,我做了如下的改進(jìn):用長(zhǎng)銅絲代替銅片,在膠塞一側(cè)挖一個(gè)凹槽,使銅絲從凹槽處伸出,反應(yīng)結(jié)束后,將銅絲抽出液面,反應(yīng)即停止。但是,在實(shí)際操作時(shí)發(fā)現(xiàn),在膠塞上挖凹槽大小不好把握,銅絲質(zhì)地軟,穿過(guò)膠塞后導(dǎo)致氣密性不好,導(dǎo)出的氣體不足,品紅褪色現(xiàn)象不明顯。我利用一個(gè)5ml的注射器將實(shí)驗(yàn)作了如下改進(jìn):
(1)用帶支管的試管代替大試管,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體由支管導(dǎo)出。
(2)膠塞要選用單孔膠塞,將5ml的注射器插入膠塞。
(3)在注射器的柱塞末端系上一段細(xì)銅絲,并在細(xì)銅絲的另一端系上一段螺旋狀的粗銅絲,用于反應(yīng)。
(4)反應(yīng)時(shí),推動(dòng)注射器柱塞使粗銅絲浸入液面,發(fā)生反應(yīng)。
(5)反應(yīng)結(jié)束后,拉出注射器柱塞,使銅絲與液體分離,反應(yīng)便立即停止。這樣改進(jìn)后有一下的優(yōu)點(diǎn):
(1)氣密性好
5ml的注射器正好與我們常用的玻璃管粗細(xì)大小一樣,插入單孔膠塞保證了氣密性。
(2)節(jié)約藥品,減少污染
利用推拉柱塞控制銅絲,完全自我操縱反應(yīng),做到收放自如。
(3)簡(jiǎn)單方便,效果明顯。
5.噴泉實(shí)驗(yàn)
新教材采用傳統(tǒng)裝置:圓底燒瓶、雙孔膠塞、膠頭滴管和橡膠導(dǎo)管。在圓底燒瓶中收集滿氨氣或者氯化氫氣體倒置,膠頭滴管中蓄滿水,橡膠導(dǎo)管插入盛滿水的燒杯中。演示時(shí),擠壓膠頭滴管,噴出水柱,氣體大量溶解,導(dǎo)致燒瓶中壓強(qiáng)迅速減小,燒杯中的水被大氣壓壓入燒瓶中,形成噴泉。
該裝置有一缺陷,膠頭滴管雖已蓄滿水,但倒置后一部分水進(jìn)入了膠頭中,滴管中沒(méi)有充滿水,擠壓時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)擠不出水的現(xiàn)象,導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)的失敗,大大降低了實(shí)驗(yàn)的成功率。
我用一5ml的注射器來(lái)代替膠頭滴管,實(shí)驗(yàn)前將注射器注滿水,實(shí)驗(yàn)時(shí),推動(dòng)注射器柱塞,百分百能?chē)姵鏊?/p>
5ml的注射器與膠頭滴管粗細(xì)大小相似,不影響原實(shí)驗(yàn)裝置的效果,而且改進(jìn)后,操作簡(jiǎn)單方便,提高了實(shí)驗(yàn)的成功率。
這些實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,端正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ岣吖?jié)約能源、藥品的意識(shí),還能增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。為此,我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué),使其達(dá)到事半功倍的效果。
教師實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的精神潛移默化地影響著自己的學(xué)生,對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)大有益處。新教材的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐還有許多東西都值得大家去探索。作為一名化學(xué)教師,我們應(yīng)在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中多留心,多思考,盡力改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)以滿足我們現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際的需要,使化學(xué)實(shí)驗(yàn)真正走進(jìn)我們的化學(xué)課堂,能更好地為教學(xué)服務(wù)。