化学是一门基础学科

题目:中学化学实验教学创新研究 【摘要】 化学以实验为基础,实验是化学教学的生命线。化学既是一门基础学科,又是一门与我们的生活密切相关的学科。它与其他科学一起帮助我们进一步认识自己,认识我们周围的世界,同时也使我们的生活发生着巨大的变化。随着社会的进步,科技的发展,人类的视野更加开阔,化学将继续与其它学科,诸如环境、资源、材料等深入生活的各个方面。中学化学实验是培养学生动手实践能力非常重要的一环,而要达到理想的实验效果,就要首先对化学实验进行科学的设计和创新。面对这一难题,就需要所有化学理论教学工作者们开拓创新,来优化中学化学实验教学,从而帮助学生们提高实践能力,并且同时达到理论知识的巩固和深化。【关键词】 中学化学、实验教学、实践能力、创新意识、实验探究 【正文】 一、前言 创新精神和实践能力是当今世界的时代精神。创新就是革旧图新,也就是改变旧事物,产生新事物。创新有两个境界:一是改进或改良,使旧事物更好,更完善,更合理。二是创造,创造是创新的最高境界,是提出新方法,建立新理论,取得新成绩。化学实验是化学学科的基础,也是化学教学的基础。实验教学对全面提高学生的科学素养具有及其重要的意义。高中化学新课程的基本理念提到:“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。”因此,化学实验不在仅仅是学生检验化学知识,训练操作技能的手段。而是作为一种科学方法,强调让学生经历科学探究过程,学习科学方法,培养学生科学探索精神,创新精神和能力。 二、开发实验仪器 创设教学情景,新课程倡导鼓励教师和实验管理人员开发实验仪器,研究低成本、少污染的化学实验。同时也鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物,设计富有特色的实验和实践活动。开发的化学实验仪器应有助于激发学生学习化学的兴趣,创设生动活泼的教学情景,帮助学生理解和掌握化学知识和技能,训练学生的科学方法,培养学生的科学态度和价值观。 1.开发简单实验仪器 新课程中很多化学概念和理论的形成,一般都首先从认识具体物质的性质入手。而物质的性质,必须借助于一定的实验仪器装置,在人为控制的条件下,使物质发生物理变化或化学变化时才显露出来,被学生感知。学生从获得化学实验事实的基础上形成化学概念、认识化学理论。新教材中安排使用了许多先进的仪器设备和现代化的实验手段,为高中化学教学提供了可靠的保障。但是开发一些简单的仪器装置,在化学教学中也能发挥出独特的作用。 例如,关于氨气的性质教学中设计的喷泉实验 事先集满一圆底烧瓶的氨气,口塞上双孔塞,一个孔插入一个长玻璃管,另一个孔插入一个胶头滴管(事先吸入水),将圆底烧瓶固定在铁架台上,长玻璃管的一端插入烧杯中(烧杯中事先加入水和酚酞);操作时,挤压胶头滴管中的水使之进入烧瓶中,并同时打开止水夹,即可形成红色喷泉。 改进如下:此装置中胶头滴管略去,其他不动。操作时,用手或热毛巾捂热烧瓶底部同时打开止水夹,也可形成喷泉。此设计与原教材原理相同,均是采用减小烧瓶内气体压强的方法形成压强差,进而形成喷泉,但却可以省去一部分仪器设备,简化了实验操作。 2寻找仪器替代用品用日常生活用品替代一些化学仪器,不仅节约开支,而且实验效果很好。 例如,焰色反应实验该反应用铂金丝做实验,效果固然理想,但缺点也很明显:一是铂金丝价格昂贵,许多中学不具备条件;二是由于所蘸取的金属盐溶液有限,灼烧时,火焰呈现的时间较短,并且火焰也小,演示时后排学生难以观察清楚。改进如下:在三脚架上放一个干燥洁净的蒸发皿,加入10ml无水乙醇,点燃乙醇,用药匙取少量金属盐粉末撒入火焰中,立即可看到金属离子的特征焰色。用玻璃棒不断搅拌燃烧的乙醇,焰色可持续到乙醇燃烧完毕。此法优点是:仪器简单,材料经济,而且操作简便。乙醇在蒸发皿中燃烧,火焰很旺,加入金属盐后,产生的焰色光强,玻璃棒的搅拌使金属盐与火焰充分接触,延长了观察时间,焰色反应更明显。 二、改进实验方法 提高实验技能化学实验方法是根据化学实验目的,通过运用实验仪器、设备、装置等物质手段,在特定的实验条件下,变革化学实验对象的状态或性质,通过实验观察获得各种化学科学事实,以探究化学问题的一种科学研究方法。新课程要求掌握基本的化学实验方法和技能,了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用。高中化学新课程中安排了丰富的实验内容,对培养学生的实验方法和技能发挥了重要的作用。但是学生实验方法和技能的提高需要教师具有高超、精湛的实验方法和技能,才能为学生做好示范和指导。 1.改进常规的实验方法新课程积极倡导探究性实验方法。 例如新教材安排了铁跟水蒸气反应的科学探究实验,让学生尝试用一支试管完成铁粉与水蒸气的反应,试管底部塞有一团潮湿的棉花,在湿棉花旁边放有铁粉,实验时用一盏酒精灯先后加热两处。 教学实践表明该实验具有如下缺点:⑴实验操作不简便; ⑵由于棉花吸水量不好控制,致使试管损坏率较高; ⑶实验所需的时间较长; ⑷实验成功率较低。 实验改进的关键是设法获取稳定的水蒸气气流,而用加热硫酸铜晶体粉末的方法就能很好地解决这个难题。具体实验方法如下: ⑴取一根规格为6×250mm干燥洁净的玻璃管,用纸槽从玻璃管两端加入各0.5g的硫酸铜晶体粉末和还原铁粉,两种粉末的距离约100mm;用胶头封住靠近硫酸铜晶体粉末的一端;另一端连接带玻璃导管的胶管; ⑵将玻璃管固定在铁架台上加热,先用一盏酒精灯加热还原铁粉处约半分钟后,再用另一盏酒精灯加热硫酸铜晶体粉末处; ⑶蒸发皿中盛放洗涤剂的水溶液,将玻璃导管口伸入液面下;待蒸发皿中出现较多的气泡时,用燃着的火柴去点燃气泡,可发出爆鸣声。 改进的实验具有微型实验装置的优点,不仅实验装置美观,操作简便,成功率高,而且省药省时,3分钟就能获得满意的实验现象。 2. 自制实验 在化学教学中,除对现有实验进行改进和探究外,还可以根据教学需要让学生在教师指导下自制实验。例如,在“氯气的制取及性质试验”中,可按照教材中的实验装置来制取实验,但在集气瓶中放置一张干燥的红纸(目的是放大实验现象,引发学生发现问题并思考如何解决),结果干燥的红纸褪色。由此可提出问题让学生思考:①为什么红纸会褪色?②得到的氯气是否纯净?③里面会有哪些杂质?④如何得到纯净的氯气?引导学生自制实验加以验证:氯气里可能有水和氯化氢等杂质,可以采用增加洗气装置的办法来除去这两种杂质,以得到纯净的氯气。 三、加强实验探究 培养综合素质新课程强调重视探究学习活动,发展学生的科学探究能力。因为探究学习是学生学习化学的一种重要方式,也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。 教师应充分调动学生主动参与探究学习的积极性,引导学生通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等多种方式,在提出问题、猜想与假设、制定计划、实验操作、收集证据、解释与结论、 反思与、 表达与交流等活动中,增进对科学探究的理解,发展科学探究能力。例如,在“氯气与乙炔反应的探究实验”中,乙炔能使溴水褪色,有的学生提出:乙炔和氯气发生什么样的反应呢?为了更好的解决学生提出的问题可设计如下实验:用两个针筒分别抽取一定量的乙炔和氯气,针头用胶管连接分别深入到水下,慢慢推动两针管,当两气体在水面下相遇时,立即发生爆炸,有明亮的火球和大量的浓黑烟絮上升。再例如,“探究盐桥能否用金属导线替代”,新教材中安排了有盐桥的锌铜原电池装置。在强调盐桥的重要作用后,启发学生能否用金属导线替代盐桥?在同学争论不休时,将一段铜导线替代盐桥做实验,实验结果使师生大吃一惊,不仅装置有电流产生,而且产生的电流比用盐桥更大。怎样解释这一“反常”现象。实验事实似乎支持了认为金属桥可以替代盐桥的结论。其实并不然,因为金属导线仅仅起导体的作用,而不能使阴阳离子向两个半电池迁移,保持电解质溶液呈电中性。如何说服学生呢?分别用铜丝、锌片、铁丝替代盐桥,都有大小不同的电流产生。但将插入硫酸铜溶液的铜丝与插入硫酸锌溶液的锌片拧接在一起替代盐桥时,就没有电流产生。这个实验事实有力地说明了“金属桥能替代盐桥”是错误的结论。该如何解释用某些金属导线替代盐桥时也有电流产生呢?其原理是:当用铜导线替代盐桥时,锌片、铜导线与硫酸锌溶液形成了原电池,铜片、铜导线与硫酸铜溶液只起导体(其实相当于镀铜的电镀池)的作用,故产生的电流较大;若用锌片替代盐桥,锌片、铜片与硫酸铜溶液形成了原电池,锌片与硫酸锌溶液也只起导体(其实相当于镀锌的电镀池)的作用;若用铁丝替代盐桥,其实是锌铁电池与铁铜电池的串联,当然也有电流通过。 作为一名优秀的化学教师,除了知识讲授上有所创新外,还应该在实验中加以创新并将其始终贯穿于教学中,才能更有效地提高课堂教学效率,促进学生的学习兴趣和动手能力,进而培养学生发现问题和解决问题的能力。 【参考文献】 [1]中华人民共和国教育部制定普通高中化学课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003 [2]中华人民共和国教育部制定义务教育化学课程标准(实验).北京师范大学出版社,2011 [3]李铜氢氧化铁胶体电泳实验的改进 .化学教育,2008 [4]王文. 以“金桥”代盐桥.枣庄师专学报,2000