实验专用道具在高中化学教学中的应用_高一化学论文

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化学是一门以实验为基础的学科,通过实验的开展,可以激发学生的兴趣,培养学生的观察能力、思维能力与创新精神。怎样才能使一个普通的化学实验变得有趣,更加吸引学生的注意力,是新课程改革中实验改革的一个方向,也是每一位中学化学教师关注和研究的一个问题。笔者在连续两年的高一化学教学中,发现使用一些特殊的小道具能将实验以新鲜的面目出现,从而给学生耳目一新之感,激发了学生的兴趣和热情,达到了较好的教学效果。

一、粉笔

将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中,会出现白色沉淀转变成灰绿色最后变为红褐色的现象。然而,笔者在实践中发现,灰绿色变成红褐色的现象较迟才会出现,或只是在溶液上方的试管壁出现一些零星的红褐色,效果并不明显。这时,可以取1支较长的白色粉笔伸进试管里,让粉笔浸没一半左右,然后取出,不到10s,粉笔的颜色很快就出现明显的变化,约15s后,那支白色粉笔上浸了溶液的部分全变成了红褐色,效果非常明显。

二、易拉罐

铝的有关性质实验,如铝箔的点燃、铝与酸或碱溶液的反应,可以在课堂上当场从易拉罐剪出铝条进行实验。如把铝片投入到碱溶液中,可观察到“沉沉浮浮的铝片”最后消失,只剩下颜料漂浮在溶液中。对这样的实验现象,学生会有深深震撼的感觉。

三、矿泉水瓶

在元素周期表的学习中,在培养皿中演示钾与水的反应时,笔者发现钾有时会黏在培养皿壁,从而发生轻微爆炸,甚至会有钾飞出的现象,演示教师也会为盖上玻璃片防止钾飞出而心有余悸。有一次,笔者在听同行的课时,看到这样的处理方式(估计是该教师预设的环节):该教师忘记带培养皿,连烧杯都没有带,于是,他当场改用1.5 L的大峡谷矿泉水瓶,装水约4/5,然后投入钾,现象明显,可看到钾在水面爆炸,冒出大量白烟,且钾不会黏在瓶壁上,也不会飞出,实验很安全,同时,高高的、透明的瓶身足以让最后排的学生都可观察到。

后来,在演示钠与水的反应、钾与水的反应时,笔者也多次采用了该种方式,安全方便。同时参考其他资料,笔者还用矿泉水瓶改装成专门演示该实验的装置(图1),效果很好。

图1 实验装置

图2 实验图

四、气球

如图2所示,该实验又名“自吹自擂”,通常用于比较碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验。如果用于探究不同条件对化学反应速率影响的实验,效果也相当不错。具体如下:在2个气球中各装入10g的碳酸钠和碳酸氢钠固体,然后在2个锥形瓶中加入同体积分数、同温度的盐酸,以探究不同反应物对反应速率的影响。如果在2个气球中各装入10g的碳酸钠,在2个锥形瓶中各装入冷和热的同体积分数的盐酸,以探究温度对反应速率的影响。该实验还可改为不同体积分数的盐酸,以探究体积分数对反应速率的影响。

五、快食面的杯面碗

将干净的杯面碗或是喝饮料用的一次性塑料杯杯口向下,放入大烧杯中,在大烧杯内放入约8 cm高的丙酮。观察变化现象:发现杯子越来越小,最后不见了。

通过该实验可介绍极性的概念,同时,也让学生了解市面上的杯面或碗面(即方便面),其容器遇热油会溶解,因而该种塑料是可回收的。但是,由于溶解要使用到有机溶剂,对环境仍会造成污染,所以要尽量避免使用。

六、钞票

在一个中学实验网站中,笔者发现了这样一个实验改进:在乙醇的性质实验中,补充一个非常简单而有趣的实验“烧不毁的钞票”,类似“烧不坏的手帕”,以钞票代替纸张浸润乙醇加水的混合液(1∶1),点火并且观察燃烧情形。显然,相对于“手帕”或“棉布”,“钞票”更能引起学生的兴趣。为增加效果,还可在溶液中加入少量的NaCl,以使火焰的颜色呈现橙黄色。在教学过程中,教师可事先自备钞票或示范时向学生借用,以增加师生间的互动。当然,该实验涉及有关人民币的严肃性问题,是否采用,还有待考虑。

七、荧光棒

人教版必修2中探究“温度对反应速率的影响”是用的分解实验来说明的,但在实验过程中,由于学生比较熟悉该实验,心中对现象已了如指掌,而且该实验是试管实验,故后排的学生往往会因为看不清实验现象而走神。如果替换成荧光棒来完成,即用学生生活中的物品来演示同一实验,效果会更明显。

实验简介:取3支荧光棒并且轻轻地折断内部的薄玻璃管,分别置于冰水和热水中约2~3 min,观察3支荧光棒的发光强度,由发光的强度来观察温度的高低对反应速率的影响。

八、Y形管

人教版必修1第83页的演示实验“中燃烧”,由于涉及的制备,而且有毒,故很多教师在实际操作中嫌麻烦,大多用放录像来取代。但笔者所在校的教师却长期采用的光照爆炸实验来代替,原因是笔者所在校采用了一套Y形管改进装置,如图3所示,其不仅环保,药品用量少,操作简单安全,而且成功率高,现象非常明显,爆鸣声给学生留下了深刻的印象。

图3 实验装置

九、针剂瓶和针筒

塑料注射筒的价格便宜且样式多,容易取得,装置简单而且经济,如图4所示,其可用于多种气体的制备和性质实验(表1)。

图4 实验装置

表1 可用图4实验装置演示的气体实验

十、培养皿

使用培养皿不但操作简单,反应条件容易控制,现象快速明显,药品用量少,而且可以用投影机来做演示,以增强实验效果。用投影机来演示实验在很多文章中均有介绍,如二氧化硫生成及性质的微型实验。类似地,在氯气的性质实验中也可采用此法,如下页图5所示(图5为简化后的俯视图,小培养皿上盖有大培养皿)。

图5 实验装置

又如,相似相溶原理巧验证。先在2个培养皿中分别加入水和环己烷,再分别加入溶质碘,现象非常明显。溶质也可改成氯化铜。2个实验的特点是溶液颜色鲜艳,能吸引学生。

十一、W管

W管(图6)是中学微型化学实验一种比较好的代用品,对于制取少量气体并检验有关气体的物质性质实验非常方便。

图6 W管

由以上举例可知,例1至例7使用特殊道具后并没有改变实验的目的,与原实验的目标是一致的,但以其趣味、生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生的学习兴趣,不仅使学生对教师的教学机智产生敬佩之情,而且能使学生的学习热情得到充分的调动,使他们在课堂上思维更加活跃,跟着教师的授课思路走,从而提高学习效率。

例8至例11基本上是一些微型实验,具有以下特点:易于开展,现象明显,节约时间,安全可靠,效果良好,大大减少了药品用量和损耗,提高了药品使用效率,有效防止了环境污染。同时,能够实现学生人人动手实验。

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