演示实验的创新,本文主要内容关键词为:演示论文,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。
一、主题与背景
目前教材中的演示实验其验证性成分多于探究性,且学生的参与力不够,使得演示实验没有发挥出良好的效果。我们创造性地改变了部分演示实验程序和实验装置,使演示实验学生化,多提供探索性问题,注重分析实验过程及出现的异常现象,提高演示实验的探索性和研究性。
二、情境描述
【实验一】高二化学第四章第一节【实验4- 5】:氢氧化铝的性质和制取。
【实验二】高二化学第六章第六节【实验6-11】:乙酸乙酯的水解。
[教师叙述]:乙酸乙酯在酸性、碱性条件下发生水解反应,并和中性条件相比较,根据实验现象推断水解程度的大小。
[教师演示实验]:按照课本操作,把水解反应后的三支试管分发给学生,根据残留的乙酸乙酯气味的浓淡对比来判断水解反应进行的程度。
[实验结果]:学生的回答模棱两可。
[提出问题]:课本中乙酸乙酯水解的结果只能凭气味的变化来判断水解程度的大小,说服力不强。针对这一不足我们提出:如何设计和改进实验,使得乙酸乙酯的水解程度易于判断?如何让反应的进程“看得见”?
[教师提示]:研究乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯的反应机理是用同位素来显示反应的踪迹,使我们能“看得见”反应的具体过程,我们能不能做到乙酸乙酯水解的程度也能够“看得见”?
学生热烈地讨论,教师适当提示,提出“加入有色物质”。加入什么样的物质更合适?乙酸乙酯的性质特点是什么?由此引导学生进行实验设计,得出如下操作步骤:
(1)在乙酸乙酯溶液中加入少量学生用的红色蜡笔粉末,充分溶解后得粉红色的溶液;
(2)取三支试管各加入1mL上述乙酸乙酯溶液,编号并贴标签;
(3)向第一支试管加入5mL蒸馏水,振荡放置;
(4)向第二支试管加入5mL稀(1:5)振荡放置;
(5)向第三支试管加入5mL稀NaOH溶液,振荡放置;
(6)将上述三支试管都放入70~80℃的水浴中加热,并不断振荡。
[提出问题]:(1)浓硝酸和金属铜反应的实验装置如何设计才能收集到且不产生泄漏?
(2)根据:被水吸收的反应式,如何设计吸收装置,使反应的现象明显?
(3)NO和都是大气污染气体,如何进行尾气处理,防止环境污染?
分组讨论实验方案,教师适当提示,最后形成实验装置和具体操作步骤。
[教师演示实验]:
实验步骤与现象:在烧瓶中滴加4mL浓硝酸,并在靠近橡皮塞(预先将石蜡熔融均匀涂抹在橡皮塞上)的长导管上缠上螺旋状粗铜丝,缓缓倒置烧瓶,接上一个盛水的塑料瓶,按上图所示装配好。铜与浓硝酸即开始反应,红棕色气体由下而上充满烧瓶,空气被排出,塑料瓶中有气体逸出,逸出的少量气体被收集在气球中。当整个烧瓶充满二氧化氮气体时,用手挤压塑料瓶,使少量水进入烧瓶,立即形成美丽的蓝色喷泉。实验结束后,烧瓶中剩余气体的体积约占烧瓶体积的1/3。取下塑料瓶,用洗耳球向烧瓶中鼓入空气,无色气体即变为棕色气体。振荡烧瓶,棕色气体又变为无色气体,若再鼓入空气,无色气体又变成棕色。
三、问题讨论
思考1:在化学学习中对培养和提高学生的创造性思维,做一些有探索性的研究是很有必要的。通过探索性的试验和分析,使学生体会到了运用突破常规的思考方式进行创造性思考的乐趣,激发了学生培养思维的创造性的自觉性。
【实验一】学生上讲台做实验,面对众多带着挑剔的眼光,能够在讲台上从容地完成实验,对学生的自信心是一个极大的挑战,是锻炼学生意志品格的一个好机会。
思考2:寻找演示实验的缺点,创新化学实验的一般步骤为:(1)选定化学实验(可以是整体也可以是局部),(2)确定与实验有关的信息种类如材料、功能、结构等,(3)根据确定的信息一一列出缺点,(4)针对缺点(可以是全部也可以是其中的一个或几个)研究改进方案。
【实验二】针对原课本中乙酸乙酯水解现象不明显,利用乙酸乙酯的性质,进行探究改进,这一改进有效调动了学习的积极性,鼓励了学生的探索精神,同时提高了实验的直观性与说服力。
思考3:运用组合的方法创新化学实验应注意:组合并不是几个化学实验的简单连接和共同演示,组合应是在对原先实验进行变形的基础上再将它们进行有机融合,组合实验应具有原先实验所不具有的教学功能,能获得1+1>2的教学效果。
【实验三】将铜与浓硝酸反应、二氧化氮与水反应、一氧化氮与氧气反应的三个实验巧妙地组合在一起,实验现象明显,趣味性浓;既有定性的展示,又有定量的呈现。在课堂教学中使用该实验不仅能激起学生强烈的学习欲望和探索精神,使学生牢固掌握相应的化学知识,而且能营造良好的教学氛围。
四、诠释与研究
通过发现课本演示实验的缺陷,把实验的缺点一一列举出来,然后提出改革或革新方法是一种极富有创造性的有意义的活动。将已有的化学实验按一些共同特征或功能进行合理组合使其具有某种新的功能也是对原有化学实验的一种创新。
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