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探究化学实验教学

发表日期: 2007-8-31 13:55:06   来源: 教育资讯网   作者: zhangss  查看次数:

 初中化学教材安排的实验大多是验证性的实验。验证性的实验内容上比较平淡,缺乏趣味性和生动性。师生做实验目的只是为简单化地验证化学原理,培养基本操作技能和方法,不能调动学生做实验的积极性,学生不能主动思考问题,不能联系实验过程与所学知识理论的关系,达不到认知的平衡,教师的教学和学生的学习都陷入被动的境地!因此,在化学实验教学中探究化学实验的启发性、探究性及趣味性势在必行!

实验教学中实现趣味性,必须改变师生头脑里固有的实验模式。传统的实验模式是强调“训练”有素,整齐划一,学生必须无条件接受现成操作设计和规定。把“教”混同于“训练”,就会使学生自觉或不自觉地按照一个别人预设的模式、计划和步骤去达到他人设计的目标。显然本来“教”的对象是有独立思考能力、独立判断能力,有主观能动性的人,却成了被动地被“填”的“鸭子”。只有接受的权力而无选择权力,这样的实验只能令人发困,令人讨厌!

改变传统的实验模式,提高实验教学中趣味性,关键在于实验中多一些启发性和探索性!

一、倡导自由与开放式的追问风气,进行启发式教学

如果仔细研究初中化学教材里的许多实验,的确都有编辑者合情合理的设计安排,紧紧抠住基本原理,倘若在教学中灵活使用,做一些改进革新,增添趣味性,则启发兴趣,更能吸引学生注意力,激发观察实验的动力。

在实验室制取氧气的演示实验教学过程中,教师常常按部就班的规范操作,不厌其烦地强调要防止试管炸裂,但学生并不知道到底什么时候试管炸裂,为什么会发生这样的现象,只能按照教师的说法强记,其实他们很想看到炸裂的现象过程。这时教师可利用学生的好奇心安排时间,不妨故意设计一个试管炸裂的破坏性实验。

器材:玻璃片(若干)、试管夹、试管(一只)、单孔橡皮塞、玻璃导管、胶皮管、铁架台(带铁夹)、酒精灯、水槽、水。

实验过程:将玻璃片蘸上水,不擦干,用试管夹夹持加热,观察是否炸裂。试管夹夹持干玻璃片加热后,滴上几滴水,观察是否炸裂。将连好玻璃导管、胶皮管和单孔橡皮塞的试管安放在铁架台上,导管末端浸入水中,加热一段时间后,先撤酒精灯,后慢慢地撤导管,观察水槽中的冷水是否倒吸到热试管中,引发炸裂。

实验前不少人缺乏生活常识,以为“炸裂”等同于“爆炸”,现在明白这只是热量传导不均匀热胀冷缩的物理变化,原先错误的先觉经验得以更正,满足了好奇心。

推导燃烧两个条件的演示实验时,盛有热水的烧杯上放个红铜片,将两小块白磷分别放在水中和铜片一端,取一小块红磷放在铜片另一端。实验中只有铜片上的白磷与空气里的氧气充分接触又吸热温度达到自身的着火点燃烧。其它两个都缺少一个燃烧条件,而不能燃烧。得出结论是燃烧必须同时具备两个条件,一是可燃物与空气(或氧气)接触,二是可燃物的温度要达到着火点。一些爱动脑的学生可能联想到实验室制氧气的实验,提出向热水中吹氧气使白磷燃烧的大胆假设。其实这一设想以前的习题里出现过,但一直没人重视也没人做过实验。我们可将书上的实验拓展,设计一个制氧气和白磷水中燃烧的组合实验。将制得的氧气用玻璃导管直接吹向热水里的白磷,会发现热水里熔化的白磷时断时续地燃烧。通过实验,学生能深刻地认识到燃烧的条件一旦具备,燃烧就会发生。

虽然教师实验课备课量多了些,但对每个学生来说是受益非浅,学到了追求科学真理的方法。

二、采用探究式实验教学模式,营造良好的研究实验气氛。

二氧化碳的实验室制法演示实验是说明探究式教学优越性的好例子。

教师可提出问题,为什么采用石灰石与稀盐酸做为实验室制二氧化碳的反应物,而不用其它的物质呢?学生会觉得问题很难。不过教师可提示学生想一想:“以前学习过哪些化学反应产物有二氧化碳生成?”学生就会积极思考回忆学过的化学反应。单质碳在空气或氧气中燃烧生成二氧化碳;甲烷等化石燃料的燃烧生成二氧化碳。学生会认为它们都行,但在教师的引导下一一排除,单质碳和甲烷燃烧产物一定混有空气氧气杂质。相比之下用石灰石与稀盐酸反应,不需加热,室温反应,反应前没有气体,产物的气体只是二氧化碳,容易净化。

又提问此实验采用石灰石能不能用纯净的碳酸钙粉末、碳酸钠等代替,稀盐酸能用稀硫酸代替吗?教师找若干名学生到前台协助完成下步实验。

每人发一只试管,分别放入等量少量的如下药品:块状儿石灰石、粉末状的碳酸钙、碳酸钠固体、碳酸钠粉末等,再同时滴入稀盐酸,学生亲自操作观察现象,其他学生也全神贯注,看到只有石灰石固体反应速率较适中,容易控制,其它的反应太剧烈无法控制,甚至溶液溢出试管。

每人再发一只试管,同样放入等量少量的如下药品:块状儿石灰石、粉末状的碳酸钙、碳酸钠固体、碳酸钠粉末等,同时滴入稀硫酸,同样看到粉末状的碳酸钙、碳酸钠固体、碳酸钠粉末等反应速率过快,剧烈无法控制,但石灰石固体反应表面生成许多白色固体,一段时间后反应中止。学生感到困惑不解,同样石灰石固体与稀盐酸和稀硫酸反应,为什么一个顺利进行,另一个反应中止呢?

教师可在黑板上画个解释的草图,说明稀硫酸与石灰石反应时,生成一种微溶的化合物硫酸钙覆盖在表面,慢慢积累,内部的石灰石跟外部的稀硫酸隔绝,故反应中止。

由此得出反应物应当采用块状儿石灰石固体与稀盐酸。

既然此反应是在常温进行的,应当采用什么样的反应发生仪器装置呢?让学生联系实验室制氧气的装置考虑。学生通过比较发现实验室制取二氧化碳的装置和制氧气的装置雷同,都是块状固体与液体在常温下反应。接着教师引导学生思考:“根据二氧化碳的密度比空气大,能溶于水的性质,改采用哪种方法来收集?”待学生明确应该用向上排空气法后,再请一名学生在前台选择仪器并连接成制二氧化碳装置。

结合实验特点,让学生思考除此之外,还有哪些可行的替代装置方案?集思广益,根据学生的回答,归纳几种方案。教师也可展示教参上的几种方案,大开学生的视野。

在探讨研究的平和气氛中,蕴涵着无穷趣味,在教师的一步步的严谨逻辑关系引导中,培养学生的思考分析能力,提高分析联想的思维流畅性,学生的智能得到健康发展,优良的思维品质就会慢慢形成。

化学实验可帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论,获取化学知识,培养科技素质。在教材和习题集中不乏出现有趣的又耐人寻味的问题,若能真正做一做实验,既能帮助学生深刻体会题意和基本原理,又能全面激发他们研究化学的兴趣,更能符合素质教育“理论要联系实际”的初衷。

三、“就题论题”,主动设计趣味性实验,用实验解决问题。

其实化学实验的具有趣味性的例子很多,像根据二氧化碳实验室制法,利用蛋壳和漏试管等器材设计实验,制取二氧化碳;一只充满二氧化碳气体的试管倒插入到盛有石灰水的烧杯中,分析静置一段时间后的实验现象;又如在铁盘上涂上少量蜡油,中间插上一只浸满油绵线,将装置平稳浮在水面上,并点燃棉线,过一会儿,向水里放入少量的硝酸铵,水温急剧下降,将蜡油的温度降到着火点以下导致火焰熄灭,来证明燃烧需要的条件。只要仔细琢磨研究,就会发现趣味化学存在我们的身边。

化学实验的启发性、探索性和趣味性教学符合当前提倡推行的素质教育的基本要求,是增强学生学习化学这门科学精神动力的需要,提高他们动手动脑能力,理论联系实际的需要,是新一带化学教师造就一代英才的法宝!

 

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