陶銳 張巧慧
【摘 ? ?要】微型化學實驗是以微型化學實驗為載體,使其能夠進入化學課程,對于傳播綠色化學理念、促進化學新課程改革、轉變化學學習方式、培養(yǎng)創(chuàng)新能力有重要意義。
【關鍵詞】中學微型化學實驗 設計案例 分析
中圖分類號:G4 ? ?文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2016.03.186
化學是一門以實驗為基礎的科學。中學微型化學實驗的探索與實踐是在中學化學實驗教學中,對常規(guī)實驗的不合理、安全性能低、污染嚴重等方面加以改進,實現(xiàn)“盡可能小劑量實驗、省資源、少污染、降成本”,培養(yǎng)學生良好的化學素養(yǎng),實現(xiàn)課程教學目標。
高中化學新課程倡導積極主動的多樣化學習方式,必修課程教材對此進行了精心設計和安排。通過設計符合學習規(guī)律和學習心理特點的多樣的教學活動欄目,倡導以學生為主體的教學方式,從而有利于教師的教學。其中的實驗編排是通過設計 “觀察思考”、“活動探究”、“交流研討”等欄目的全新方式,將實驗內容和過程及方法呈現(xiàn)出來?;瘜W1、2(必修)涉及這樣的實驗有些在課堂上用常規(guī)的實驗設備與方法,有的不能全部完成,從而影響對學生科學探究能力的培養(yǎng)。為了探索高中化學新課程培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的途徑和方法,開展了將微型化學實驗引入高中化學新課程教學的合作行動研究,給微型化學實驗和探究式教學賦予了強的生命力,我認為應該做到如下幾點:
一、努力實踐探索,積極開發(fā)微型實驗。
在進行微型化學實驗中,首先研究化學教材中的常規(guī)實驗,然后盡可能改為微型化學實驗,并設計成探究式的微型實驗方案,然后將這些設計方案用于課堂教學實踐中,引導學生進行微型實驗探究,并對探究進行歸納和總結。
“氯氣制備與性質”的微型實驗
(一)實驗儀器與藥品
固體KMnO4、濃HCl、NaOH溶液、KI-淀粉試紙、醫(yī)用塑料注射器(2支)、青霉素瓶(4只)、藥匙、小燒杯、T型管、止水夾、細銅絲、細鐵絲、玻璃管。
(二)實驗步驟
(1)檢查裝置的氣密性。
(2)添加藥品 ?稱取1gKMnO4放入干燥的具支試管中,用注射器吸取4mL濃鹽酸。
(3)制備 ?先關閉B處止水夾,打開A處止水夾,用注射器向具支試管內逐滴滴入濃鹽酸,立即產生Cl2??刂茲恹}酸逐滴滴入的速度,使得Cl2均勻產生。
(4)驗滿 ?用濕潤的碘化鉀試紙放在青霉素瓶口檢驗氯氣是否收滿。若變藍色,則證明Cl2已滿。此時關閉A止水夾,打開B止水夾。用同樣方法,收集4瓶Cl2備用。
(三)性質實驗
(1)將干燥的有色布條和濕潤的有色布條分別放入兩瓶已盛滿Cl2的青霉素瓶中。片刻后,濕潤的有色布條逐漸褪色,而干燥的有色布條不褪色。
(2)將鐵絲纏繞在火柴梗上,加熱燒紅后伸入盛滿Cl2的青霉素瓶中,瓶內即刻充滿棕色的煙。用注射器向瓶內注入少量蒸餾水,振蕩,靜止片刻,溶液呈黃綠色。
(3)將銅絲纏繞在火柴梗上,加熱到紅熱時,立即伸入充滿氯氣的青霉素瓶中,瓶內迅即充滿棕色的煙。用注射器向瓶內注入少量蒸餾水,振蕩,靜止片刻,溶液呈藍綠色。
(四)微型實驗優(yōu)點
(1)反應快,無須加熱,節(jié)約了能源,大大減少了藥品用量。
(2)用注射器代替分液漏斗,添加T型管、止水夾,裝置的氣密性更好,濃鹽酸的用量及反應進程均實現(xiàn)可控。
(3)用青霉素瓶代替集氣瓶,做鐵、銅在氯氣中燃燒實驗。由于Cl2的量比較少,與鐵、銅反應后,已基本上無剩余。很少會發(fā)生棕黃色的煙與Cl2很容易從瓶口散逸出來。
(4)實驗安全、操作簡便、現(xiàn)象明顯、基本無污染,適合于學生人人動手實驗,并在實驗中掌握Cl2及其相關知識,提高動手操作能力。
二、深入總結反思,積極展望未來
1.營造了和諧、合作的教學環(huán)境。
微型實驗引入化學教學中,有效地促進了學生的自主探究,其中教師只是指導者,學生真正成為學習的主體。在實驗探究活動中,學生可以自己發(fā)現(xiàn)問題,師生間、學生間可以平等地進行交流討論、合作研究,學生的探究和思想均得到充分尊重,于是有了良好和諧的教學氛圍,促進了學生間的相互學習和師生間的相互提高。
2.搭建了教師專業(yè)化發(fā)展的最佳平臺。
開展研究,密切結合了化學教學實際,把握住了化學教學的實驗改革的方向,既能促使教師在行動中研究,在研究中思考,打破了教師傳統(tǒng)意義上對學習內容權威,又讓老師真正意識到自己在知識和能力上的不足,促使他們不斷充電,提高其綜合素質和科研能力;同時利用微型實驗開展化學研究性學習,使教師成了課程的主動實施者、積極開發(fā)者、熱心研究者和精心創(chuàng)造者。
3.微型化學實驗儀器簡單,攜帶方便,操作簡便,藥品用量少,可以最大限度地節(jié)省藥品,培養(yǎng)了學生節(jié)省的習慣和節(jié)儉的品質;實驗的廢氣物(廢渣、廢水、廢氣)大大減少,大大保護了環(huán)境,培養(yǎng)了學生環(huán)保意識,可持續(xù)發(fā)展觀滲透到了教學中。
總之,微型化學實驗和常規(guī)化學實驗的有機結合還有很大的研究空間。在高中化學的必修課程教材中的微型化學實驗與探究性教學研究,還應該擴展到選修課教材及研究性學習以及生活實際當中。這是今后研究工作的主要內容之一,微型化學實驗將成為二十一世紀化學教育改革的新趨勢,必將在新的化學課程改革中發(fā)揮積極和重要的作用。
參考文獻
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