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以实验为抓手,提高思维创新能力

  • 投稿粉红
  • 更新时间2015-09-04
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文/唐丽红

【摘 要】通过实验室制氧气、二氧化碳装置气密性检查方法的分析,认识装置气密性检查原理,形成一般步骤,提高思维创新能力,解决实际问题。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 实验;思维创新能力;检查装置气密性

《义务教育化学课程标准》的基本理念之一:为每一个学生提供平等的学习机会,使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的化学基础知识、技能、方法和态度,具备适应未来生存和发展所必需的科学素养,同时又注意使不同水平的学生都能在原有基础上得到发展。

思维能力、创新能力是重要的科学素养。学生的思维能力的发展,是贯穿整个学习过程、长期的培养过程,要有意识地结合教学内容进行,教学时要遵循学生的认知规律,要重视学生获取知识的过程。因此,教学中要让学生在思维活动中掌握知识,并积极加以应用,使知识得以内化,使思维能力得到提高。

从走进化学之门开始,教师就要注意提升学生的观察能力,学习实验技能和实验方法,培养探究意识,提高思维能力。教师要重视学生探究能力的培养,使学生在交流、讨论和评价过程中学习科学的方法,养成科学的态度和价值观,培养学生初步的分析和解决实际问题的能力。

实验是化学学科重要的教学内容和学习手段,教师可以结合实验提高学生思维能力。

化学通过一些最基本的实验传授给学生最基本的化学知识、技能和方法,使每个学生在原有基础上都得到发展,获得更多的真正有用的化学知识,为科学素养的提高打下基础。如在沪教版九年级教材第二章身边的化学物质中,学生要学习氧气和二氧化碳的实验室制法,为将来学习氢气等其他气体的制法打下基础。

实验室制取某气体作为一个实验课题其中有很多个环节组成:实验原理的选择即化学反应的选择;药品的选择;发生装置的选择;收集装置的选择;尾气处理装置的选择;除杂质的方法选择。在这个过程中关系实验成败和安全的重要一步,就是整套装置是否漏气。如何进行气密性检查呢? 下面结合气密性检查实验谈谈提高学生思维能力的方法。

首先,要规范实验操作。

“认识发端于动作”,实际操作可以积累和强化感性认识,能为学生建立清晰而准确的理性认识打下基础,使思维形象而深刻。教学中教师要提供操作的条件,指导操作的方法,培养操作的兴趣,在操作中有效地组织学生参与到学习过程中来。

如图1最简易的制气装置

检查气密性的方法:连接装置后先将导管放入水中,再用手捂住试管,观察。

其次要引导观察、使思维从感性向理性发展。

观察是思维的窗户。由于学生操作时往往只注意事物的外在表现,而忽视事物间的联系,思维较形象而粗略,因此教师还应组织学生注意观察,可以把操作的感性认识加以比较、分析,有助于对知识的掌握,使形象思维和抽象思维协调发展,促使思维形象又深刻。

如图1,连接装置后,观察气体有几个出口,为什么把导管的一端浸入水中呢?为什么用水液封而不用其他密封的方法?观察到气体只有一个出口,用水将气体密封起来。因为密封气体的压强随着外界条件变化而变化,所以用水液封后,再用手捂住试管使气体的温度改变导致气体压强变化,方便观察到明显的现象。图2的导管口冒气泡,冷却后吸入一段稳定的水柱说明该装置不漏气。

图3装置的气密性检查如何检查?首先,观察到锥形瓶内的气体有两个出口,将分液漏斗活塞关闭,软导管出口可用止水夹夹紧;接着向分液漏斗中注水并打开活塞,液体不能连续滴落,说明气密性良好。

图4装置的气密性检查如何检查?首先,观察到锥形瓶内的气体有两个出口,将长颈漏斗下端用水液封,软导管出口可用止水夹夹紧;接着向长颈漏斗中注水;若长颈漏斗内液面不下降(形成稳定的水柱),说明气密性良好。这里注水的目的都是给瓶中气体施加外力改变气体的压强。

有了较丰富的感性认识后,需要提高学生的认识到理性的高度。只要加以适当的引导这个转化过程就可自发的完成,当然得到怎样的结论还要看引导的程度。

在实验室里制取气体时都必须检查装置是否漏气,只有装置的气密性良好才能使用。实验装置不同,所采取的方法可能不同,但是原理相同。

把装置内的气体密封起来,才能查出是否漏气,所以先要把装置的所有出口封闭。封闭的方法一般有用止水夹夹紧,水液封和关闭活塞等。根据上述原理分析,得出一般的检查步骤:

1.将装置密封起来(最多一处用水液封)2、改变密封装置内气体压强(手捂、注水等)。

通过线性思维获得理性的认识之后,还要超越原有的思维定势,向多维方向发展,发散自己的思维才能激发创新思维,这一步需要结合生活实际和经验。

还是检查装置的气密性的问题,生活中有哪些改变气体压强的例子?比如:给篮球,车胎打气;吸钢笔水时挤压胶管或推拉活塞等。

那么前面三套装置还有没有其他检验方法?有,而且很多。这里不一一陈述,请读者自己试试。解决上述这些问题之后,你对气密性检查这类问题就有了明确而深刻的认识,有了举一反三的能力,创新的能力。试试这些不常见的装置,如何检验气密性?

接下来思维还可以继续沿着线性方向发展,上面的实验装置相对简单,复杂装置的气密性能不能用上面的方法检验?如

思维可以从正确的事实汲取发展的能量,也可以从错误的事实获得发展的养料。如有了丰富的检查气密性的经验,也会遇到很多漏气的情况。如果装置漏气,必须找出漏气的原因,并进行调整、修理或更换零件。再次检验,直至装置不漏气时才能进行实验。漏气的位置一般发生在哪些部位呢?这就是从失败中汲取能量的思维活动。

化学结合学生已有的经验提炼学习素材,从丰富、生动的现实生活素材中设计学习主题,激发学生学习化学的兴趣。学生在活动中学习知识、技能和方法,培养积极的情感、科学的态度和价值观,这些内容的充分运用也可以提高学生的思维创新能力。

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参考文献

[1]义务教育化学课程标准(2011年版)[S]

[2]王祖浩.义务教育教科书九年级上册.化学教师教学指导书[M],上海:上海教育出版社.2012,1-3.

(作者单位:江苏省昆山市葛江中学)