论文网
首页 基础教育化学教学正文

谈初中化学实验的优化设计在教学中的应用

  • 投稿赵勇
  • 更新时间2015-09-04
  • 阅读量587次
  • 评分4
  • 50
  • 0

◆吉林省前郭县第三中学 崔智玲

【摘 要】文章从改变实验材料和条件、注重合理控制试剂浓度、用量,增强环保意识等对实验进行了优化设计。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 实验设计;优化设计方法

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)36-0085-01

美国心理学家布鲁纳曾经说过,“一个人要想使现有的知识成为自己的知识,必须亲自从事发现的行为。”化学这一科目也是离不开实验的学科,它是以通过学生的实验及发现为基础的一门学科,而“实验是一项集观察、注意、想象、分析思维、概括和创新等于一体的活动,可以培养和激发学生的创造想象能力。”基于此,我们在教授学生化学理论的同时也应重视实验教学,然而总会有这样或那样的问题出现在化学实验教学的课堂上:

1.有些实验准备的仪器较多,而且效果不明显,教师在做演示实验时可能只有坐在前面的几个学生可以看见,后面的大部分学生只好聊天。

2.有些化学实验,如果按照课本照搬,而教师课前没有亲自操作,往往会造成实验失败或者效果不明显,浪费了大量药品。教师实验做得累,学生观察实验更辛苦。有些生物实验需要一定的时间,在一节课中根本无法完成,此时教师往往用嘴巴和图片来代替实验,学生听得糊里糊涂。

3.有些在进行课外实验时,常常会因为实验材料准备不足,或者实验仪器根本就没有而没法进行,其实,可以将实验改进后用替代品来代替实验材料,如一些日常生活中常见的物品,这样可以创造条件来完成实验。

当这些问题出现时,教师要积极应对,如果长期不做实验或者对实验应付了事,那么必然会压抑学生的积极性。当学生对实验失去信心和热情的时候,就已经影响到了他学习化学的热情。那么,如何优化实验设计,才能有效激发学生学习化学的热情,同时培养学生积极动手的能力,也使得化学实验走出困境和有效进行呢?笔者在教学实践中提出了自己的看法:所有的事物都遵循着一定的规律,只要适当地改进方法和在实践中加以发展,就能达到一定的效果和最佳目的。化学实验很重要的一条在于控制条件,通过改变实验的控制条件,完全可以做到引导学生运用新的实验方法来设计新的化学实验。

例如,在“电解水”的实验中:用霍夫曼电解器作为实验的装置,选用6V的直流电源来进行电解实验,这个电压安全可靠,可采用1∶10的硫酸溶液来作电解液,这个比例一般较为合适。在实验过程中,两级产生的气泡和气泡的大小及产生的速度需要记录,同时还要比较实验所产生的氢气和氧气的体积比。

原来实验存在的缺点:很多教师都遵照教材的指导在水中加入氢氧化钠溶液,加入这一溶液的目的在于增强水的导电性。事实是这样的,若加入稀氢氧化钠,那么产生的氧气与氢气的体积比就有了变化。浓度大的稀氢氧化钠,这个比值会接近1∶11,在浓度小的情况下比值也要接近1∶4。而理论值是1∶2,这就相差太远。仔细分析其中原因可得出结论,气泡在溶液较大的溶液中运动比较缓慢,有许多气泡附着在玻璃管壁上,这影响了气体体积的测定。

改进后的优点:若在实验中加入稀硫酸溶液,其结果则与理论值比较接近。可能在开始时候,会是1∶3,但等一段时间之后,这个值会越来越接近1∶2。从表面现象看,能明显观察到氧气溶解于水的情形,接近正极部分的气泡比较浓密,气泡在逐渐向上移动的过程中,明显看到比较稀少。因为氧气的溶解能力大于氢气,才会出现上述现象。

基于此,建议以后做“电解水”的实验时,在水中加入适量稀硫酸溶液。

有些化学实验,要注重合理控制试剂浓度和用量。只有把度掌握好,才能更好地把实验进行下去,否则就会失败甚至产生负面作用。如在第四册,第二章“氧气和氧化”自制二氧化碳灭火的简易装置实验。

原来实验存在的缺点:如果拿瓶塞的手发抖拿不稳,稀盐酸和碳酸钠溶液就容易混合,当二者混合后,同时会产生大量的二氧化碳气体。瓶内的气压会非常大,可能导致瓶塞飞出,使得实验失败。

改进后的实验方案:

1.取材:用一个大塑料瓶、适当长短的橡皮胶导管和玻璃管、一个小号的塑料瓶(能放进大的塑料瓶中的)并系上线。

2.制作:将大的塑料瓶盖戳一个孔,将一段玻璃管插入这个瓶盖孔中,再用粘胶将其粘平。

3.操作:将适量的碳酸钠溶液放入大塑料瓶中,在小塑料瓶里装上浓盐酸后放入瓶中,瓶盖一定要盖紧,不得漏气。用打火机将纸团点燃后,左手拿稳胶管,右手拿稳塑料瓶的同时迅速倒置。然后就可看到非常多的气泡和水从管口喷出,把火扑灭。

改进后的优点:这样改进后,瓶盖不会冲出,实验人员的安全得到了保证,同时,由于装置简单,学生也容易操作,乐于操作。

在初中的化学实验中,有些实验对试剂的浓度和用量都有着严格的要求。但在实际教学中,教师往往会忽略这些因素,导致实验失败,甚至忽略产生的物质会对人体和环境产生危害。如“氧气和氧化”实验中硫在氧气中燃烧的实验。

原来实验存在的缺点:药品用量过大是该实验的一大弊端,耗氧量过多并且点燃时间过长。这样产生过多的SO2易污染实验室的环境。

改进后的实验方案:建议教师在做实验时,在酒精灯上将玻璃棒灼烧一会,玻璃棒发热后立即蘸取少量硫粉,这个动作要快,点燃后伸入集气瓶内。

改进后的优点:实验现象非常明显、药品用量明显减少、同时将污染和耗氧都降到了最低,一瓶氧气可重复做多次。安全系数增大,学生完全可以亲手操作,同时观察、比较硫璜在空气中与在氧气中充分燃烧现象的不同,便于得出正确的结论。

现在人都非常关注健康环保,化学实验也要增强环保意识。又如第四册第二章“空气”中测定空气中氧气含量的实验。

原来实验存在的缺点:装置的气密性一般都比较强,导致水面很难达到1/5的理想高度,实验产生的白烟会扩散到空气中污染大气。个别教师在做这个实验时,当燃烧的红磷插入容器中时没有马上塞紧橡皮塞,容器中一部分受热膨胀的空气就会外逸,负压随即产生了,水面高度也能达到要求,但这是一个假现象,一个表面看似成功的现象,整个实验便失去了真实性。

这个实验的改进,主要在仪器和药品上做选择,现在选用:水槽、试管、橡胶塞、烧杯、试管夹、白磷、热水。

实验操作及现象:实验时,选取一个烧杯和一个水槽,在槽中注入少量清水,将划好刻度后的试管固定好,用小勺取少量白磷放入试管中,用手摇晃均匀,再用橡皮塞把管口塞好,在烧杯中加入热水。当把试管放入装有热水的烧杯中,白磷就会燃烧,并伴有大量的白色浓烟。过10分钟后,将试管倒立在水槽中,在水中拔出橡皮塞,此时由于气压差的问题,试管内液面上升,大约占原空间的1/5,操作过程中要眼疾手快。

改进后的优点:整个实验的装置和操作过程都变得简单化了,实验误差较小,现象更加明显。

初中化学实验课是课堂教学的有机部分,二者相辅相成。以上简单列出的几个化学实验优化设计方法还有很多不足之处,希望能和广大初中化学教师进一步共同探讨。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献:

[1]关文信,毕凤祥,韩艳华.新课程理念与初中物理课堂教学实施[M].北京:首都师范大学出版社,2012.

(编辑:杨迪)