中学化学新课程微观实验设计的几个案例_实验设计论文

中学化学新课程微型实验设计的若干案例,本文主要内容关键词为:新课程论文,案例论文,中学化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

高中化学新课程的理念是“以学生发展为本”“以提高学生的科学素养为宗旨”,倡导“以学科探究为主的多样化的学习方式”,重视学生的“亲身经历和经验”,强调“创设生动活泼的学习情境”。这些新课程理念要在化学教学中得到有效落实,是离不开化学实验的。从实践层面来看,目前制约化学实验教学改革最大的问题是学生做化学实验的“参与度”低,缺少亲历实验的机会,缺乏化学实验的体会。因此,设计一些有利于学生参与的微型实验可以有效地促进化学实验教学改革和化学新课程的实施。下面,是笔者利用一次性注射器和青霉素瓶等作为化学实验仪器的代用品开展微型实验的若干案例,供同仁参考。

一、钠与水反应的微型实验设计

1.设计意图

钠与水反应的实验是中学化学教材中的一个重要实验,其实验现象明显能有效激发学生学习的积极性。该实验一般作为课堂演示实验,但该实验无法直观说明反应的热效应。为此,笔者设计了既具有传统的钠与水反应的实验现象,又能说明反应热大的微型实验,很适合学生开展分组实验。

2.实验装置(图1)

图1 钠与水反应装置

3.实验说明

取1只小的培养皿,加入少量水(大约达到表面皿高度的一半),再滴加1~2滴酚酞试液;然后在水面上轻轻放上与表面皿大小相一致的滤纸;当滤纸被水浸湿后再放上1粒黄豆粒大小的金属钠,迅速罩上1只小烧杯,钠与水剧烈反应并使溶液变红,最终导致滤纸燃烧起来。该实验现象明显、安全,学生可独立操作完成。

二、喷雾式焰色反应实验设计

1.设计意图

焰色反应是高中化学的重要演示实验,该实验因实验现象明显而吸引学生,但实验操作较麻烦,每次做完实验的铂丝都要用盐酸洗净并灼烧后才能进行下一个实验,非常浪费课堂时间。为此,笔者设计了喷雾式焰色反应实验装置,它具有操作简单、实验现象明显并适合学生分组实验的优点。

2.实验装置(图2)

图2 喷雾式焰色反应装置

3.实验说明

选择“迷你型”香水喷雾器(可由学生自己收集),分别装入NaCl溶液、LiCl溶液、溶液和溶液备用;点燃酒精灯,用“迷你型”香水喷雾器向酒精灯火焰上喷雾,火焰就会呈现美丽的颜色。

三、制备微型实验设计

1.设计意图

为了提高学生做实验的参与度,通过实践,笔者设计了适合学生分组实验用的制备微型实验。

2.实验装置(下页图3)

3.实验说明

(1)带球泡的W形管制备:选择内径8mm外径10mm的“95料”玻璃管,将一端熔封,另一端紧套1个乳胶滴头;将玻璃管上确定的部位放在酒精喷灯上均匀灼烧,边烧边转动,当玻璃开始熔软时,借管内气体受热膨胀产生的压力将玻璃管吹成圆球状,然后再弯成V形管。这样的2个V形管用乳胶管连接成为W形管。

图3 制备装置

(2)在w形管两端装上乳胶管并装上止水夹a和b,分别从W形管两端加入溶液和NaOH溶液。

(5)当学生分组实验时,每组只要配备1支带球泡的W形管和相关的实验药品,学生就可以独立完成该实验。的制备可由实验教师放置2~3套启普发生器即可满足分组实验的要求。

四、氯化氢喷泉的微型实验设计

1.设计意图

氯化氢的喷泉实验由于从制备到上课时间间隔较长,因而演示时效果不好,往往喷入烧瓶的溶液太少。特别是当收集HCl的烧瓶不很干燥时,效果更差。笔者通过实践设计出将HCl气体的制备和HCl的喷泉实验结合在一起的二合一微型实验装置。该装置的优点是操作简单,成功率达100%,非常适合学生分组实验。

2.实验装置(图4)

图4 氯化氢喷泉装置

3.实验说明

(1)装置中所用的仪器是医用一次性注射器,在去掉活塞的注射器针筒中注入0.25mL(约5滴)的浓硫酸;用另一注射器吸入少量(约0.5mL)的浓盐酸,将注射器内的浓盐酸注入针筒内,浓盐酸遇浓硫酸迅速产生HCl气体,并将上部注射器活塞往上推。

(2)用注射器吸入一定量的石蕊水溶液,并将注射器针头刺入含有大量HCI的针筒内,尽可能将针头全部插入注射器;再轻推注射器活塞,将少量石蕊水溶液注入注射器针筒内,则针筒内很快就形成红包喷泉。

(3)该实验操作简单,现象明显,针筒不需干燥,适合学生的分组实验使用。

五、氯气喷泉的微型实验设计

1.设计意图

2.实验装置(图5)

图5 氯气喷泉装置

3.实验说明

(1)装置中所用的仪器是医用一次性注射器,在去掉活塞的注射器针筒中加入约0.1g粉末并塞上橡胶塞;在另一注射器中吸入少量(约0.5mL)的浓盐酸,将注射器内的浓盐酸注入加入粉末的针筒内,遇浓盐酸迅速产生气体,并将上部注射器活塞往上推,片刻后拔出针头和注射器。

(2)用注射器吸入一定量无水乙醇;将注射器针头刺入含有大量的针筒内,尽可能将针头全部插入注射器;再轻推注射器活塞,将少量无水乙醇注入针筒内,则针筒内很快就形成喷泉。

(3)该实验操作简单,现象明显,适合学生的分组实验使用。

六、常温下1mol体积测定微型实验设计

1.设计意图

本实验是高中化学仅有的几个定量实验中的一个非常重要的实验。在上海二期课改新教材(上科版)高二第一册的最后一章中专门有几个定量实验,其中该实验便位列其中。由于新教材中的实验装置误差较大,为此,笔者设计出将氢气发生和测量集于一体的二合一微型实验装置,可用于学生分组实验,效果良好,有效地提高了学生做实验的参与度。

2.实验装置(图6)

图6 体积测定装置

3.实验说明

(1)用电子天平准确称量20~24mg的无氧化膜镁带,将其放入青霉素瓶内;在注射器内吸入1mL4mol/L,再与针头连接旋紧,调节右侧输液皮条使两侧液面水平。

(2)将稀推入青霉素瓶中,用手拉出注射器活塞(注意保持右侧平衡管内液面在同一水平面),反应结束,冷却,调压强,精确记录注射器活塞刻度x mL,氢气的体积为

(3)计算室温下1mol氢气的体积并分析该实验误差是正误差还是负误差,找出产生误差的原因。

上述案例表明,开展微型化学实验设计具有实验装置简单、节约成本、操作安全、现象明显等优点;同时,给学生提供人人动手、安全实验的机会,有效增强了学生做实验的参与度,促进了学生学习化学方式的改变,是新课程实验教学改革的一个方向。

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