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第9章 中学化学演示实验的教学操作(4)

实验中或实验后讲授概念,要严格、准确(严而不死,防止片面性和绝对性),这样才易于学生理解和接受知识,形成正确的概念。如讲解镁带燃烧实验时,往往易出现强调镁带……在这里应讲镁……因为在此不是为了突出镁带这种物体,而是应突出镁这种物质(镁包括镁带、镁片、镁粉等)。又如初三化学教材第一章第三节中,实验后引导学生导出“催化剂”一概念时,要说明催化剂很多,是根据反应来选择的,除二氧化锰在氯酸钾加热分解反应里能起催化作用外,氧化铁等也能改变氯酸钾的反应速度,只是在此反应里不如二氧化锰的催化作用强才选择了二氧化锰。二氧化锰不是在所有的反应中都是作催化剂用,特别是给“催化剂”下定义时,必须注重“改变”二字的讲解,防止学生误认为“催化剂”都能使物质反应速度加快。

提高化学演示实验效果的方法

化学教学中的演示实验通过教师的示范性操作,使学生清楚地观察到实验现象,可以生动地阐明化学原理;帮助学生形成正确的观念,理解物质变化的规律;培养学生观察分析能力;启发学生的思维;还可以教会学生使用仪器,培养实验操作技能,由于演示实验具有示范作用,必须保证实验成功,效果显着。浙江金华教育学院楼启正老师总结介绍了做好演示实验的技术问题。

优选

演示实验要保证成功,使学生看得清楚,必要时应对教科书(或文献)所给的实验进行优选。

(1)实验原料的优选。

同一实验,所用原料的纯度不同,产生的效果不一定相同。例如用锌与稀硫酸反应制取氢气,若用纯度高的锌粒,其反应速度缓慢,学生看到的现象不甚明显,如果改用不纯的锌粒(如废电池上剥下来的锌片)与稀硫酸反应,则现象明显,效果很好。

(2)实验方法的优选。

木炭吸附红色染料的实验,按教材的做法,效果不佳。我们可用“W”形管进行实验。具体做法是在一小段“V”形管底部装上活性炭粉,用小玻棒轻轻压紧,然后在炭粉上放一些颗粒较大的炭粒,“V”形管两端分别用脱脂棉花塞住,用两小段橡皮管把倒置的“V”形管与另外两段弯曲玻璃管连接成“W”形管。把红墨水从一个支管倒入,当两边液面相平时,可以清楚地看到另一支管的液体为无色,这就充分说明了木炭对有色物质的吸附。

1活性炭粉2粗炭粒3脱脂棉4橡皮管木炭吸附有色物质实验装置(3)反应物质浓度的优选

不少演示实验是溶液反应,浓度对实验的成功与否是至关重要的。如苯的同系物(甲苯或二甲苯)被酸性高锰酸钾所氧化,观察到的实验现象是紫红色褪去。但所用的高锰酸钾溶液浓度过大,则褪色不明显;高锰酸钾浓度偏低,颜色浅,远处的学生很难看到颜色的明显变化,实验表明此反应用的高锰酸钾溶液以01%-05%浓度为宜。

放大活泼金属与稀酸反应产生氢气,如果用小试管演示,坐在后排的学生很难清楚地看到气泡的产生。我们可以把这个实验改为投影实验,通过放大后,远处的学生也可在屏幕上看得一清二楚。

光电(或音响)中学化学中有不少实验可以借助于光、电现象或音响效果得以实现。电解质、非电解质以及强弱电解质的导电性实验,一般是用电灯泡是否亮或亮度不同来区别的。实际操作中可比性差。我们可利用发光二极管做成一块示教板,把三组电极同时分别插入强电解、弱电解质和非电解质溶液中,通过电路板上发光二极管的亮、微亮、不亮使学生感受到它们的导电性不同。

导电性实验电路图2电源为6V3电阻450-600Ω也可用电子音响装置代替发光二极管进行实验。利用听觉现象得到与视觉相同的效果。

衬托许多演示实验在变化过程中产生有颜色物质或者改变了原来的颜色。为了便于观察,可用适当颜色的纸板放在反应器背面作衬托。比如产生红色气体的实验(铜与浓硝酸反应),可放一白纸在后,红色就格外显眼。产生白色沉淀的实验,可用黑色纸板(或利用黑板)衬托,则黑白分明,学生看得十分清晰。

对比不同类型的盐水解使指示剂变色的实验,有时候变色不很显着,可取蒸馏水滴入指示剂进行对比,则何者变色,何者不变色就清楚了。

辅助手段吸热或放热反应的演示实验,学生无法通过眼睛观察或耳朵感觉到,必须用手触摸后才知道。教师在演示时可加一些辅助材料,使触觉效果转为视觉效果。

例如用氢氧化钡与氯化铵演示吸热反应。

Ba(OH)2+2NH4Cl=BaCl2+2H2O+2NH3-O该反应吸收大量热,实验时可用一薄板作为辅助器材,板上滴上几滴水,放上盛有饱和氢氧化钡和氯化铵晶体的烧杯,用玻璃棒搅动,除闻到氨的气味外,还看到杯外有冰霜,甚至使杯下的水结成冰,把薄板粘住。

中学化学课堂演示实验的几点做法(一)

课堂演示实验,是激发学生学习兴趣,帮助学生形成化学概念、理解和巩固知识,提高观察能力,分析能力的重要手段和途径。初中化学教学更应重视演示实验。浙江省文成二中郑碧煊老师总结介绍了在初中化学教学实践中加强课堂演示实验的几点做法。

以趣引课,活用演示实验教材配置的演示实验,一般安排在引出新课或新概念之前。但在不脱离教学目的的前提下,根据教学的需要,可灵活运用。初中学生刚接触化学,许多抽象的概念,往往会使他们感到难以理解。为了一开课就显示化学科并不十分抽象,它有趣味性和科学性紧密结合的特点。

可先演示实验,以趣引课。如在讲“绪言”课时,先把一张已用酚酞溶液写好“化学”两字凉干的白纸挂在黑板上,再用装有2%的氢氧化钠溶液的小喷雾器喷射在白纸上,立即出现“化学”两个红字,学生目睹了物质发生变化那妙不可言的景象,思维马上被引入化学的王国里,学习化学的积极性便被激发起来。

上氧气性质这节课时,先拿出一瓶氧气,用带火星木条伸入氧气瓶里,木条复燃,学生观察现象后,教师紧接提出问题,氧气有什么性质呢?引入新课。在学生好奇心强烈、疑问重重,想弄明白而又弄不明白的焦急心理状态下,教师便可以主动积极地把学生引到探索知识迷宫的大道上。

以趣激学,增加演示实验

学生的天然素质有差别,知识基础有距离,学习基础好的学生学习中的主动性强,接受能力快。但教学实践证明,一些基础差的学生,对实验感兴趣,对有实验的课容易掌握概念。在教学中增加演示实验,能帮助学生理解难懂的概念。

例如分子、原子概念对初中学生来讲都是非常抽象的,讲述时增加实验,使学生从大量感性认识中抽象出分子与原子的概念。在讲述分子概念时先拿出一瓶浓氨水,打开瓶口让学生闻少许气味,并用一张湿润的红色石蕊试纸放在氨水瓶口,即显出蓝色。继续做一瓶红棕色二氧化氮扩散到另一空集气瓶里的现象。在学生观察上述实验现象基础上再讲分子论,学生就感到亲切,易懂。再如,讲饱和溶液的概念时,学生对“叫做这种溶质的饱和溶液”这句话,往往不注意它的含义。为此,自己补充了下面的演示实验:在饱和硝酸钾溶液中,加入少量硝酸钾晶体不溶解,所以这溶液是硝酸钾的饱和溶液,但当加入少量高锰酸钾晶体时,从溶液中出现紫红色现象,学生马上就知道高锰酸钾溶解了,这溶液就是高锰酸钾的不饱和溶液,这样就比较容易地使学生理解一种溶剂中可溶解多种溶质。

在讲溶解度的概念时,叫两个同学上讲台,各量取10毫升水倒入烧杯里,分别称量5克氯化钠及5克硝酸钾,各自在盛10毫升的烧杯里逐渐加氯化钠及硝酸钾,都溶解至饱和为止。分别称量剩余固体,算出100克水在该温度下各溶氯化钠、硝酸钾多少克。根据实验,学生可总结:(1)此实验用来比较物质溶解能力的大小。(2)比较物质在水里溶解能力大小要具备的条件是:a温度一定;b溶剂的量一定(100克);c达到饱和;d单位为克。在这前提下引出固体溶解度的定义,大部分学生兴趣浓,印象深,容易理解溶解度的含义。为溶解度计算打下良好的基础。

因陋就简,改进演示实验

课堂演示实验是教师进行示范表演、学生观察、教学双方协调活动的实验。因此,演示实验必须鲜明、迅速才能达到预期效果。

在教学中,自己对初中化学一些难度较大或成功率不高的实验,因地制宜参阅有关资料对其装置或实验过程进行了改进。

如在讲钠在氯气中燃烧时,根据书本把钠放在盛有泥砂的燃烧匙里,点烧伸入盛氯气的集气瓶里进行燃烧实验,产生黄绿色的火焰,现象不明显,燃烧匙易烧坏。若改用一支长20cm玻璃管一端撬开破口1cm长,取黄豆大的金属钠,用滤纸吸干煤油,夹在玻璃口处,点烧伸入盛氯气的集气瓶里,燃烧剧烈,看到黄色火焰,玻璃口处产生白色固体氯化钠。此实验装置简单,准备方便,现象明显,效果好。

自己在教学实践中体会到,充分利用课堂演示实验,对培养学生学习化学的兴趣,提高学生分析问题的能力是有益的。

中学化学课堂演示实验的几点做法(二)

必须与能力培养相结合

能力培养主要是指观察能力、思维能力、自学能力、动手能力,这四种能力合起来,构成“独立分析问题和解决问题的能力”。通过“看、记、想、归”四条途径,努力培养学生的观察能力、记忆能力、思维能力、归纳总结能力。

看:即观察能力,实验开始时,应使学生明确“观察什么?”“为什么要观察?”“怎样观察?”“注意什么?”“记录什么?”让学生有目的地进行观察和思考。例如初中绪言课中,镁带燃烧是为了说明化学变化,这一实验主要目的是为了要看新物质——氧化镁的生成。因此应重点突出引导学生把注意力集中在“冒烟”和“掉在石棉网上的渣的颜色”

上。不然,学生往往把“耀眼的强光”作为重点,这样就错误地根据发光、发热来形成化学变化的概念。

学生无目的的观察,是不利于形成化学概念的。教师应善于运用类似的实例教育学生,使他们懂得在观察时,首先要明确实验目的,弄清楚在实验中必须观察到哪些现象之后,再进行有目的、有计划、有步骤地观察,才能把注意力集中到有关的事物上,从而达到观察的目的。

记:将观察到的实验现象,如实地记录下来,并把它牢固地记忆在头脑之中,作为掌握“双基”知识的依据。

想:观察仅仅是先导,我们要引导学生,把所得感性知识,通过分析、综合、比较、分类、抽象、概括,使之上升到理性认识,从而形成概念。

归:将观察的实验现象,找出它们的共性,总结归纳出一般规律。例如做葡萄糖和新制氢氧化铜共热,产生砖红色的氧化亚铜沉淀的实验,让学生归纳出,这一反应是检验醛基存在的重要方法,但不能说明有这一反应就是醛类物质,而可以说明含有醛基官能团的有机物,都有这一反应的规律。

指导学生学会既全面、又分清主次地进行观察“全面观察”是对物质(包括反应物和生成物)及其变化的过程和结果,以及实现物质变化所使用的仪器装置等都要进行观察。只有全面观察,才有助于获得完整的感性认识,才能对各个细节都有丰富的感知,便于从中找出事物的内在联系和本质特征。同时,也有利于发现特殊现象和新的问题,促使学生进行思考,从而促进思维能力的发展。

“分清主次”就是要根据实验目的要求和实验内容,分清实验的主要现象和次要现象。这样观察时才不致忽略了主要的东西。特别是那些不易发现或容易消失的主要现象,也不会被疏忽而放过。例如,观察试管中稀硝酸和铜的反应,生成无色气体一氧化氮。

虽然靠近试管口处一氧化氮很快被空气中的氧气所氧化成红棕色的二氧化氮,但生成一氧化氮是主要现象,就必须及时抓住时机观察一氧化氮的生成。

既全面又分清主次地进行观察,就是要求既要重点观察主要现象,又不遗漏观察次要现象;既要观察到明确的现象,又要迅速地发现不易发现或容易消失的现象。经常这样要求,就能培养出敏锐的观察能力。

复习课与实验相结合

这是以实验为手段来复习化学知识的一种课型。它比单纯靠教师讲述,讨论来归纳总结新学知识效果更好。这样做使学生知识掌握更牢固、更深刻。

在教学中,指导学生掌握观察规律的同时,还需教育学生具备认真、细致、有始有终地进行观察的态度。有了这种态度才能对物质及其变化的现象做到全面又分清主次的观察;才能精细地观察到那些稍纵即逝的、或隐蔽的现象,从而提高观察水平。

目前,中学生在观察化学实验现象中,常常出现的问题是只看化学变化的结果,而不认真、细致、有始有终地观察变化的过程。这样,既不利于化学概念的形成和巩固,也不利于观察能力的培养。因此,在化学实验教学中,要严格要求,训练学生养成认真、细致、有始有终地观察实验现象的良好习惯。

中学化学课堂演示实验的几点做法(三)

分类法

高中化学课本总共有九十多个演示实验,江苏海门三厂中学张永徽老师根据各个演示实验的教学目的分为三类:

(1)单纯验证型

这类实验以现象明显,变化单一,操作简单的试管实验为特点。如不同浓度的硫化硫酸钠溶液与浓硫酸反应;甲苯、二甲苯使酸性高锰酸钾溶液变色;胶体的丁达尔现象;红磷、白磷燃点温度的定性比较……这类实验结合“生演法”教学较好。

(2)观察分析型

这类实验除了验证物质的某种特性的原理外,培养学生分析观察能力也是实验的重要教学目的。这类实验以现象变化错综复杂为特点。如金属钠与水反应,浓硝酸与铜片反应,片刻后加水(稀释)成稀硝酸与铜片的反应,铜丝灼热后与氯气的反应,然后加少量水,再加大量水……这类实验结合“卡片法”教学为好。将所要观察的现象以设问的方式提出问题写在卡片上或小黑板上,让同学仔细观察并用语言描绘。

这样教学,迫使学生认真仔细地观察实验现象,使思维活动向纵深发展,这样既可培养学生观察分析能力,又可使发散性思维能力得到训练和提高。

(3)制备操作型

这类实验以复杂的仪器装置为特点,学生除了掌握各种物质制备时所需的原料和反应原理外,仪器的自左至右,由下而上的装配与实验操作中的注意事项是这种实验的主要教学目的之一,教师的演示必须规范化,一举一动,都要成为学生的榜样和楷模。因此这类演示实验是学生学习实验操作技能的主要途径。这类实验包括各种物质的制备,尤以氧气、氢气、氯气、溴苯、乙酸乙酯等物质制备的基本类型实验装置为重点。由此可见教师在教学过程中必须书写演示实验教案,针对每个演示实验的不同教学目的制订教学方法,以求获得最佳教学效果。

卡片法

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