林珠寶 呂建民
新課程改革的核心是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,而新課改下的教師同樣應具有創(chuàng)新精神和實踐能力,化學實驗教學是高中新課程教學的重要內(nèi)容和必要環(huán)節(jié),在教學中教師如何大膽進行創(chuàng)新實驗設(shè)計,也是教師面臨的問題。傳統(tǒng)的教學方式,已經(jīng)不適合當今的教學理念。因此,教師在課堂中若能大膽將一些演示實驗稍作改進,會獲得意想不到的教學效果,既促進新課改的進程,也符合新課改的理念和要求。
【案例一】乙醛或葡萄糖溶液與新制銀氨溶液反應的實驗探究:只要有教過高中化學的教師都會注意到,當我們演示化學實驗時,不管是化學成績?nèi)绾蔚膶W生,都會提起極大的興趣,睜大好奇的眼睛觀察著實驗進程,特別是銀鏡反應實驗,學生的興趣極高。根據(jù)我們多年教學經(jīng)驗看,做銀鏡實驗時,如果反應條件不妥當,溶液配制不合理,經(jīng)常導致實驗失敗或現(xiàn)象不直觀,現(xiàn)在從我的教學實踐中,摸索提供一個更好、更快演示銀鏡實驗的方法,不需要加熱,效果良好且節(jié)約藥品,成功率極高。
【新實驗方案】1.配制銀氨溶液步驟:
(1)在一個容量瓶內(nèi)加水300毫升。
(2)分別稱取硝酸銀5克和氫氧化鈉3克各放入兩個燒杯中,再分別加水50毫升,立刻用玻璃棒攪拌,使其溶解。(3)用量筒量取10毫升濃氨水加入盛有硝酸銀溶液的燒杯中,振蕩澄清后,倒入容量瓶內(nèi),然后倒入氫氧化鈉溶液,最后往容量瓶內(nèi)加水直至刻度線,搖勻備用。說明:若外界環(huán)境溫度較高,則氫氧化鈉用量略少,而濃氨水略多。2.。配制還原性(即含有醛基)溶液:稱取葡萄糖粉10克,放入燒杯里,加水150毫升攪拌溶解即可或配制5%乙醛溶液,備用。
上述兩種溶液配制完成后,取一支潔凈的試管倒入2毫升銀氨溶液,再用膠頭滴管滴入2滴還原性溶液,不需要加熱,靜置片刻,試管內(nèi)壁就出現(xiàn)一層光亮的銀鏡。這樣快速直觀的實驗,使學生對于含有醛基的物質(zhì)的性質(zhì)有了更深入的認識,也可讓教師做演示實驗簡練多了。
【案例二】有關(guān)物質(zhì)的分離與提純實驗探究:蘇教版的高一化學必修1—關(guān)于演示“萃取”的實驗。根據(jù)我的教學經(jīng)驗看,如果教師在做“萃取”實驗時,若能將溴和碘的萃取一起做,效果會更好,會讓同學們相信,合適的“萃取劑”確實可以將某些溶質(zhì)從它的原溶液中提取出來。而且溴和碘在有機溶劑(如苯或四氯化碳)中呈現(xiàn)出的鮮艷的色彩,可用于鑒定Br2和I2的存在,為后面的鹵素教學帶來方便。
【課本原實驗】已知四氯化碳是一種難溶于水的無色油狀液體,密度比水大,常用作溶劑。請完成下列實驗:在兩支試管中各加入2~3毫升溴水,再向其中一支試管中滴加1毫升四氯化碳(CCl4),振蕩,靜置。觀察并比較兩支試管中的實驗現(xiàn)象。
現(xiàn)象:液體出現(xiàn)分層,且上層接近無色,下層顯橙紅色。
原因解釋:溴極易溶于四氯化碳中,CCl4將溴單質(zhì)從溴水中“萃取”出來,而呈現(xiàn)出特殊的橙紅色。
可是這樣的實驗只能讓學生看到溴在四氯化碳(CCl4)中能呈現(xiàn)出特殊的顏色,其他物質(zhì)可不可以呢,這樣有的學生產(chǎn)生了質(zhì)疑。為了消除這個疑問,我們可以在實際的教學中將實驗方案稍作改進。
【新實驗方案】取四支干凈的試管,分別給試管編號:A、B、C、D。在A、B試管中各加入2毫升溴水,在C、D試管中加入2毫升碘水,再向A、C試管中各滴加1毫升四氯化碳(CCl4),振蕩,靜置。觀察并比較兩支試管中的實驗現(xiàn)象。
現(xiàn)象:A、C試管都出現(xiàn)分層,且都是上層接近無色。但在A試管的下層顯橙紅色,而在C試管的下層顯紫紅色。
通過這樣對比,可以讓學生知道,Br2和I2都極易溶于四氯化碳等溶劑中,而呈現(xiàn)不同的顏色,利用這一點,可以鑒定Br2和I2的存在。
【案例三】蘇教版高一化學必修1—碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液的酸堿性探究:
由于高一學生還沒有學習鹽類的水解,課本原實驗只能驗證碳酸鈉溶液的酸堿性,而不能驗證碳酸氫鈉溶液的酸堿性,并且沒有比較相同物質(zhì)的量濃度的兩種溶液酸堿性的強弱。我認為,既然做了這個實驗,可同時把NaHCO3溶液的酸堿性實驗也做了,何況在以后的學習中經(jīng)常用到二者的酸堿性強弱的比較,還有NaHCO3溶液的弱堿性在日常生活中的用處很多,可以適當介紹,例如:被蜜蜂、螞蟻等蟄了,可以用NaHCO3的水溶液擦洗叮咬處,這樣可以減輕疼痛。通過這樣,既可以讓學生掌握二者的性質(zhì)及用途,又可以提高學生學習化學的積極性,也把化學與實際生活的距離拉近了。下面對比一下課本原實驗與新實驗的方案。
【課本原實驗】用pH試紙測定碳酸鈉溶液的pH值。
【新實驗方案】用玻璃棒分別蘸取相同物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液于pH試紙上,并用標準比色卡對照兩種溶液的pH值,從而比較兩溶液的堿性強弱。
現(xiàn)象:在沾有Na2CO3溶液的pH試紙顏色較深一些,而在沾有NaHCO3溶液的pH試紙顏色較淺一些,但兩種溶液都呈堿性。通過實驗說明了,在相同溫度下,相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液,前者pH大,堿性強一些,而后者pH小一些,堿性較弱一些。這樣也為以后鹽類的水解的學習作了鋪墊。
【案例四】蘇教版高一化學必修1—演示鈉與水反應的實驗,可同時兼做兩個對比實驗:鐵釘與CuSO4溶液反應,鈉與CuSO4溶液反應。
在講授堿金屬的性質(zhì)時,教師首先演示:向一只盛有水的大燒杯中滴加幾滴酚酞試液,然后將一小塊金屬鈉(約綠豆般大小)投入燒杯中,觀察實驗現(xiàn)象。學生通過觀察有趣直觀的現(xiàn)象后,極大調(diào)動了學習積極性,激發(fā)了學習興趣,教師迅速提出問題:“若將光亮的鐵釘放入CuSO4溶液中,有什么現(xiàn)象發(fā)生呢?”學生觀察實驗現(xiàn)象后,分析明白了鐵釘表面會變成紅色的原因。教師進而提問:“如將金屬鈉放入CuSO4溶液中,有什么現(xiàn)象發(fā)生呢?”許多學生由于鐵和CuSO4溶液反應的思維定勢,很容易得出生成Na2SO4和Cu的錯誤結(jié)論,在教師糾正學生的錯誤結(jié)論后,通過課堂直接演示Na和CuSO4溶液反應的實驗,讓學生看到了真正的實驗現(xiàn)象,加深了學生對鈉的性質(zhì)的理解記憶。在教學中通過這樣實驗設(shè)計的引導講解,讓學生自己解決問題,使學生獲得學習的成就感,感受到學習化學的樂趣。
以上是我們對于一些高中化學實驗的探究性的創(chuàng)新設(shè)計。誠然,新課改下教師如何將創(chuàng)新意識滲透于化學教學中還處在探索階段,特別是高中教材里的化學實驗,教師可以大膽進行創(chuàng)新改進設(shè)計,這樣既給一線教學的教師更大的發(fā)揮能力的空間,也可以促進新課改的進程,符合了高中新課程改革的理念和要求。