浅析中学化学实验的改进:高中化学实验改进案例

  摘 要:在新课程理念下,通过优化教学设计,改进实验方案,使实验教学与探究学习融合起来,充分发挥实验的探究功能,不但让学生获得知识,学到技能,而且重视让学生受到科学方法、科学思维的训练,养成科学精神,使学生对实验保持持久的探究兴趣和创造兴趣。
  关键词:浅析;化学实验;改进
  中图分类号:G650 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)05-0040-01
  化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式,化学实验特有的生动性,使初学化学的学生很感兴趣,但层次较低的感知兴趣和操作兴趣,加上越来越多的验证实验,会使他们逐渐感到枯燥乏味。因此我们必须优化教学设计,改进实验方案,使实验教学与探究学习融合起来,充分发挥实验的探究功能,不但让学生获得知识,学到技能,而且重视让学生受到科学方法、科学思维的训练,养成科学精神,使学生对实验保持持久的探究兴趣和创造兴趣。
  一、化繁为简,效果明显
  化学实验在保证实验效果的前提下,一定要直观、显明、省时、准确、安全。例如:在探究CO2性质时,可将四个实验用一套装置完成。方法是取一个三通管,在它的上下部各放一张湿润的蓝色石蕊试纸,然后将它与CO2的发生装置连接,一会可观察到下部的试纸变红,而上部的试纸不变色,证明了CO2的密度比空气大,CO2能与水反应生成碳酸。再将一燃着的木条放在三通管的上方,观察到火焰无变化,然后放在下口处,观察到木条立即熄灭,由此证明CO2的密度比空气大,同时还证明CO2既不燃烧也不支持燃烧的性质。最后将三通管取下来,把试纸变红的那端放在酒精灯火焰上加热,很快看到试纸由红色重新变成蓝色,说明碳酸不稳定。此实验的优点是:操作方便,快而明显,证明性质更多,更能引起学生的兴趣,更加实用。
  二、多步组合,便捷可行
  根据化学实验应现象明显、易于比较和力求省时的要求,我们可以把多步实验合在一起同时进行。例如:多种金属和酸反应便可一次完成,以比较其反应的快慢,在玻璃培养皿中放入两个垂直交叉的塑料片,形成四个格子,分别放入镁条、锌粒、铁钉和铜片,倒入稀硫酸或稀盐酸,使四种金属同时接触酸液,实验现象更具有说服力,而且操作更加简单。再如:氨气的喷泉实验要求老师课前预先收集好氨气,到时课堂再做演示,由于氨气易扩散,如果当时制取氨气教室通风不好,容易泄露氨气,造成污染,如果将实验改进成将氨气的制备和氨气的喷泉实验结合在一起的二合一微型实验装置,操作简单,成功率100%,也非常适合于学生分组实验。
  三、改进创新,现象奇异
  达尔文说:任何改进,都是进步。同样对实验的任何改进往往具有积极的意义,甚至起到意想不到的效果。
  1.改进装置。对实验器具选择及使用进行改进,使得实验操作更方便,方法更简单,效果更明显,说服力更强。例如:在做氢气的爆炸实验时,由于不知道塑料筒氢气的多少和堵住的小孔是否漏气,导致实验常有失败。为此我对实验做了改进:用2升左右的食品袋,充入空气,插入导管后压出一半空气,用橡皮筋系紧口。通入氢气待食品袋完全膨胀抽出导管,用燃着的木条捅食品袋,随着“砰”的一声,袋子被炸得粉碎。此改进使实验更易操作,更安全。
  2.改进原料。对实验所用药品及用量进行改进,使得实验效果更明显,实验的安全性更好,实验可视性更明晰,另外,对于有些实验的材料,由于受条件或季节的影响,无法得到合适的原料,从而影响实验的继续进行。例如:在自制酸碱指示剂的探究实验时,由于课程安排在冬季,没有什么鲜花可以做实验材料,我们可以改用一些干花瓣做原料,用酒精浸泡后,获得了同样的结果。受此启示,有的学生将干紫草用酒精浸渍,紫草原液遇酸变红,遇碱变蓝。有的用杨梅汁,遇酸显红,遇碱显蓝。进一步的探究,怎样长时间的保存和使用这些试剂呢,经过讨论,探索,终于得出了较好的办法:将有关汁液用滤纸浸渍,凉干制得试纸,使自制酸碱指示剂的应用的以延伸。
  3.改进方法。有的实验按照课本上的操作方法,现象不很明显,观察不到,对知识的理解印象不深,就要对原有的方法进行改进。例如:固体NaOH溶于水放热实验,用手触摸试管外壁时,现象不很明显,于是改进为:将试管注入少量水,加热至沸腾,移开火焰,水停止沸腾,加入少量NaOH固体,发现溶液又重新沸腾,说明NaOH溶于水放热,使水又沸腾了。
  四、增设补充,原理更清
  对于重要的知识,虽然教材未安排实验,但适度的增加是必要的,通过实验改进,以增强化学实验的趣味性,加深对知识的理解。例如:在讲解分子是不断运动的规律时,教师一般都是以日常生活中的例子,如“八月桂花香”等这样既空洞又抽象实例来说教。如果用碱能使无色的酚酞变成红色的性质来设计实验,先在一张滤纸上用无色酚酞试液画上一只小动物,再用细线系在铁架台上,然后在滤纸的正下方放一只盛有浓氨水的烧杯,立即会看到滤纸上出现一只清晰的、红色的小动物。这样既可以满足学生对化学的好奇心,培养对化学产生的良好感情,又可以激起学生对化学实验的探究欲望。
  五、变大为小,绿色环保
  中学化学教学过程中,无论是演示实验还是学生实验,常常伴有有毒气体或有毒物质产生,若处理不当,对环境会造成污染,此时采用微型化学实验,不仅节省实验试剂用量,在仪器上花费也很少,还可以做到人手一套,且能够有效减少或降低有毒气体等有害物质的产生,有助于环保。例如:用滤纸片作为载体可以完成许多的化学实验,在滤纸片上完成化学实验相对于在试管、烧杯中完成化学实验既节约药品,又方便操作。又如:氨分子的扩散的实验,用小烧杯代替大烧杯或用小贝壳代替小烧杯,分别在贝壳内滴入酚酞试液和浓氨水,把实验微型化。
  总之,化学实验的改革有助于学生观察能力、思维能力、创新能力和综合分析能力的培养。化学实验所起的作用和其地位非常重要,因此,加强化学实验教学及其改革是提高教学水平和质量必不可少的环节,同时也是我们每个化学教师在教育教学中都应该不断思考的问题。