浅谈初中化学演示实验的创新与改进
摘要
关键词
初中化学;演示实验;创新;改进
正文
化学是一门以实验为基础的学科,实验是化学学科的灵魂,新课程标准要求在初中化学实验中培养学生的学科核心素养,通过化学实验培养学生的动手操作能力和实验探究能力。然而,人教版初中化学教材中一些演示实验存在成功率不高、现象不明显、实验设计不够科学、环保、浪费药品等问题。这些问题影响了实验教学的效果和质量,难以引起学生的兴趣和探究欲望。因此,需要对实验内容进行创新与改进,具体而言,可以从以下几个方面入手:
一、改进与创新课本中不易成功的实验
在课本实验中,有些演示实验如果不经过反复的研究改进,实验就不易成功,现象不明显,发挥不出化学实验的魅力,久而久之会使学生对化学这门学科的学习兴趣减弱。例如:第一单元中蜡烛熄灭后对白烟成分的探究,我们一直用用嘴吹灭后再点的方法,这种方法的弊端是吹的过程中将产生的白烟吹开了,需要反复几次后才能成功。改进的方案非常简单,就是将蜡烛火焰用酒精灯帽盖灭,不用嘴去吹,这样的话,白烟就比较集中,再去点的时候就很容易成功。再比如我们讲浓盐酸的挥发性时,打开浓盐酸的瓶盖观察白雾,前面的同学勉强能看到少量的白雾,但后面同学基本上看不清楚白雾的产生。改进的方法其实也很简单,只需要对着瓶口呼气就可以了。这是因为呼出的气体中水蒸气的含量较多,与挥发出的氯化氢气体形成的盐酸小液滴的数量也就增多,现象是非常明显的。
二、改进与创新个别现象不明显的实验操作方案
由于在实验过程中,任何一个因素都会对实验效果造成影响。若对实验所用药品用量及方法稍作改进,就会使得实验现象明显,操作变得更加简单。比如:六单元中《木炭还原氧化铜》这个实验,在实验过程中如果不做反复研究改进,按照课本装置和步骤很难看到黑色粉末变成红色的实验现象。改进方案:找一个硬质大试管,将木炭粉和氧化铜粉末按照1:11的比例混合在一起, 在二者的混合物中加入5-6滴酒精溶液。将试管竖直固定在铁架台上并塞上带导管的橡皮塞,导管的另一端通入澄清的石灰水中。为了提高火焰温度,在灯焰上罩上金属网罩,对着试管底部进行加热。一段时间后,我们会看到澄清的石灰水变浑浊,试管底部黑色粉末逐渐变成红色。改进后,实验现象非常明显,而且所用的时间也大大缩短了。再比如二单元对《蜡烛燃烧产物的探究》课本实验中用一小烧杯罩在蜡烛火焰上观察水雾的产生。弊端是:产生的水雾易挥发,学生很难观察到实验现象。改进方案:只需将实验中的小烧杯换成干冷的集气瓶,罩在蜡烛火焰的正上方,10秒之后学生很快观察到集气瓶的内壁出现水雾。然后将集气瓶迅速倒转过来,倒入澄清石灰水,盖上玻璃片振荡,观察现象。改进后,实验现象非常明显,操作也简单了不少,提高了实验成功率。再比如,我们在做铁丝燃烧实验的时候,常把铁丝的一端以螺旋状绕在火柴梗上,另一端系到燃烧匙的一端。这样做的弊端是:有些同学时间上把握不好,看不到铁丝剧烈燃烧、火星四射的现象,实验常常失败。改进的方法:我们只需要在铁丝的一端系上一团蚕豆大小的棉花,把铁丝的另一段绕到燃烧匙上,再在棉花团上蘸上几滴酒精溶液,点然后等到棉花团快要熄灭的时候,立刻放到盛有氧气的集气瓶里,铁丝很快剧烈燃烧、火星四射。这样改进后,实验做起来就很容易成功。
三、改进与创新个别实验中药品浪费的问题
课本实验中有些实验药品用量大,用完后不能重复使用,造成药品浪费。比如三单元《探究氨分子的运动》由于实验是在两个小烧杯中做的,实验中所用浓氨水、酚酞溶液用量大,用完后造成药品的相互玷污,难以再次使用,只能倒入废液缸中进行回收,这样就造成药品的极大浪费。改进方案:找一张宽2cm长10cm的滤纸条,滤纸条上每隔2cm滴上一小滴酚酞溶液,总共滴五六滴。把滤纸条平放入试管中,试管口放一团滴有浓氨水溶液的棉花团,塞上塞子,观察现象。改进优点:操作简单,所需仪器少;现象明显,学生易懂;关键是药品用量少,大大节约了药品,这样就杜绝了药品浪费的问题。再比如二单元中《过氧化氢和二氧化锰制氧气》这个实验,二氧化锰是催化剂,在化学反应前后的化学性质和质量都没有发生改变,可以反复多次使用。但回收二氧化锰麻烦,实验完毕后,将二氧化锰连同废液全部倒掉了,造成浪费。改进方案:将二氧化锰粉末与少量粘土混合在一起,加水制成偏硬的团儿,再研成黄豆大小的颗粒后,晾干。这样做完过氧化氢和二氧化锰制氧气实验后,就很容易回收到二氧化锰了。
四、改进与创新课本实验中不环保的问题
初中化学58个演示实验中,有些实验做完后造成教室内的空气污染,对师生的身体健康造成危害。虽然这些实验要求在设有通风橱的教室中进行,但是大多数学校教室没有这个设备。老师们在教室中做这样的实验,不符合绿色化学的理念,与我们倡导的绿色化学理念相矛盾。比如三单元《探究氨分子的运动》,氨气是有刺激性气味的气体,将浓氨水放置在敞口的烧杯中,实验用时较长,实验结束后,教室中会弥漫一股刺激性的气味,特别难闻,造成空气污染。改进方案:准备一个偏小一点的集气瓶,在集气瓶底部倒入少量的浓氨水,再在集气瓶口盖一张滴有酚酞溶液的滤纸,放到桌子上观察现象。改进后的优点:操作简便,现象明显,且污染小。再比如第七单元《燃烧条件的探究》,原教材方案是:在一黄铜片的两端同时放上少量的红磷和白磷,然后将铜片放到盛有热水的烧杯上。一段时间后,一边的白磷自发燃烧,另一边的红磷没有燃烧。这个实验的弊端是:白磷燃烧容易引起另一边的红磷燃烧,且在敞开环境中,白磷燃烧产生大量白烟,污染严重。改进方案:取两支干燥的大试管,分别放入一小粒拭干水的白磷和一小匙红磷,分别塞上带气球的橡皮塞,将上述两只大试管同时放入一杯热水中 ,观察现象。改进优点:操作简便,现象明显,且不会引起污染。
五、改进与创新课本中实验不严密的问题
有的化学实验过程中,因为操作步骤的不严密,可能导致产生错误的理解。像第三单元《物质构成的奥秘》的第一课时中,品红在水中的扩散实验。实验内容:向盛水的小烧杯中加入少量的品红,静置,观察发生的现象。加入品红后,水面上的品红粉末慢慢向下面扩散,一段时间后发现整杯水都变成了红色,实验得出的结论:品红分子在不断的运动。问题的是:在水中品红主要是向下分散的,这里也不能排除品红粉末因为重力而向下运动的因素,并非完全是微粒的运动,缺乏科学性。改进方案:向盛水的小烧杯中,用滤纸包微量的品红粉末,包好后小心放入烧杯的水中,浸有水的纸包会沉入杯底,用竹签在纸包上戳几个小孔,品红粉末散出来,观察现象:一段时间后烧杯中的水变成了红色。这样一改进,就排除了品红粉末因为重力而向下运动的因素,完全能说明是微粒的运动性。
以上提出的改进和创新策略,是我们学校化学备课组老师在多年的教学中共同摸索和总结出来的, 对于优化初中化学演示实验具有一定的参考价值。然而,要真正实现实验教学质量的提高,还需要广大化学教育工作者不断探索和实践。结合学生的实际情况和兴趣特点,设计出更加生动、有趣和有效的实验内容和方法,提高学生的实验能力和科学素养。
参考文献:
[1]《新课程下,我们怎样当老师》, 林华民著, 华语教学出版社, 2007年6月版
[2]《课堂学习研究:如何照顾学生个别差异》 卢敏玲等著 教育科学出版社 2006年10月版
[3] 张晓红. 初中化学实验教学中存在的问题及对策[J]. 教育教学论坛,2018(29):205-206.
[4] 李芳. 初中化学实验教学改进策略研究[J]. 教育观察,2019(9):67-68.
(注:本文系定西市教育科学“十四五”规划2023年度课题《基于学科核心素养的初中化学实验教学策略研究》阶段性成果,课题立项号DX[2023}JKS0231)
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