2019-10-10 点击:

作者:李军 白长青
  【摘要】化学实验是在化学教学中重要的知识也是重要的教学手段,无论是在概念、理论课的学习中还是元素化合物的学习以及习题课中,老师们都可以挖掘设计出相应的实验来加深学生对知识的理解。
  【关键词】化学实验 课堂教学 实验设计
  【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)32-0196-02
  化学是一门以实验为基础的科学课,学生们正是因为能够到实验室中去做化学实验而对化学课产生了浓浓的学习兴趣,当一个老师的课堂上到处充满着化学实验的影子的时候,他的课堂一定是受学生欢迎的。但是自从新一轮的教材改革后,高中教材对学生实验内容是演示、还是学生实验的指向性变模糊了,在目前高考对化学实验仅仅停留在笔答的考查方式情况下,为了能在短时间内取得最大的成績效益,多数老师把时间和精力都用在了习题选编和课件的制作上,该做的实验变成了实验动画、实验录像、实验习题,还美其名曰为了学生们的健康减少污染。化学实验的缺失大大削弱了化学的育人功能,这是我们在教学中应该深刻反思的。
  1.在概念理论课中化学实验的使用
  在盐类的水解方程式的书写的教学环节中,很多老师都是通过讲述的方式告诉学生在书写过程中需要写“?葑”、不写“↓”、“↑”,多元弱酸的酸根离子分步水解。如果我们的实验设计得当,学生就能通过实验自己探讨出以上书写中需要注意的问题。我们可以设计如下的实验:取三支试管,分别加入少量胆矾、苏打、小苏打固体,再加入2mL水振荡,观察溶于水的过程中有何现象?再用玻璃棒和pH试纸测其PH,观察实验现象,并写出水解离子方程式。这样设计的目的,首先通过胆矾溶于水的实验可以清晰地看到溶液变蓝,通过测pH呈酸性,说明硫酸铜发生了水解,但是溶液中并没有沉淀生成;碳酸钠、碳酸氢钠溶于水中的时候没有气体生成,同时两溶液的碱性不同。通过这种设计使告诉式的给予变成了科学探究,学生很清楚地知道了在水解方程式的书写中所要注意的问题。
  胶体属于化学基本概念的内容,在鲁科版的教材中主要是以图片的形式展示了溶液、胶体、浊液;胶体的丁达尔效应;氢氧化铁胶体的聚沉。在课后的习题中出现了氢氧化铁胶体的制备。在课本内容的“知识点击”中介绍了胶体与渗析。渗析应该是化学实验中重要的分离提纯的方法,与过滤的区别正是浊液和胶体的本质不同所在。如果能将这一部分设计成实验的形式应该对学生理解胶体定义中分散质粒子直径大小有很大的帮助。我们可以设计如下实验:实验1:将5ml氢氧化铁胶体盛放在半透膜袋中,密封后浸泡在30ml蒸馏水的烧杯中,等待一段时间后,观察烧杯中液体颜色是否变化,并测定蒸馏水的酸碱性和是否含有Cl-。实验2:组装好过滤装置,将氢氧化铁胶体、氢氧化铁悬浊液过滤,观察烧杯中所得液体的颜色。在这两个实验之后再配上以下问题:1.胶体粒子、悬浊液的微粒、溶液中的微粒大小关系如何?2.如何分离胶体中的溶液成分?从而让学生直观感受到微观粒子的大小是分散系的本质区别,让1nm-100nm这个学生看不到的一个数量级变成了实验呈现在了学生的面前,这样的授课过程比起传授式的讲解应该是更能让学生接受和理解。
  概念理论课中,如果我们常有让隐性的理论通过显性的实验呈现出来。相应的化学实验设计就会应运而生。理解式概念教学就会变成探究式实验教学。概念的学习就会更加深刻。
  2.在元素化合物的教学中实验的使用
  元素化合物的知识学习必然不能缺少化学实验,适当设计一些合适的化学实验更会起到画龙点睛的作用。比如在讲解金属与水的反应时,人教版的必修1中涉及到了钠和水、铁和水的反应,在讲课中我们可以再增加一个镁和水反应情况的探究实验:取表面已经除去氧化膜的镁条放入盛有3ml冷水试管中观察实验现象,将试管加热一段时间后,冷却滴加2滴酚酞溶液,观察实验现象。1.分析镁与水的反应条件与反应产物;2.结合钠与水、铁与水的实验分析金属与水反应的规律。通过这样一个小实验的加入使知识更加系统化,便于学生从金属的活动性的角度认识每一种金属元素的性质。也顺理成章地就会给学生一种学习方法的指导。在讲完了这些知识之后教材中直接给出了铝的特性——铝和碱溶液的反应,给人一种很突兀的感觉,我们又设计这样一个小实验:取三只试管分别加入少量表面已经除去氧化膜的铁片、镁条、铝片,然后各加入3ml左右的氢氧化钠溶液,观察实验现象,分析实验结果。从这个实验中可以看出铁、镁都不与氢氧化钠溶液反应,所以这不是金属的共性,否则应该看到不仅铝反应,而且镁也应该反应而且比铝和氢氧化钠溶液的反应更剧烈,由此可见这是铝的特性。这样的实验设计就加深了学生对所学知识深入理解,将金属的性质能够融为一体,强化了不同金属元素之间的横向联系。
  我们在元素化合物的教学中注意尽量不要把知识强加给学生,而是通过化学实验让学生在“发现”中自然生成。
  3.在有关化学实验的教学中关注实验功能的挖掘
  鲁科版必修1《自然界中的硫》一节中,有关硫的物理性质有这样一段话“不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳”,在教学中我们就设计了实验,让学生真正看到了不溶于微溶的区别。“取单质硫溶于酒精后形成的上层清液于试管中,向其中加入少量水,观察实验现象,由此实验现象你的结论是什么?”在实验中学生看到了加入水之后溶液变浑浊,这应该是析出了硫。加入水之后硫的析出,意味着硫在水中的溶解度小于在酒精中的溶解度。这个小实验设计,将不能量化的、不可见的化学知识通过实验直观地呈现在了学生们的面前,强化了学生对该知识点的认识。
  4.在习题课中的化学实验
  高中化学的学习离不开做题,习题课中所用习题,尤其是实验题,在存在争议的时候,做化学实验是解决这些问题的最有效的方法。
  2012·山东理综·13题的A项(如图a)认为:插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重是错误的,言外之意是在海水与空气界面的地方因含氧量高,应该是腐蚀最严重;而2011·浙江理综·10将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区圆周(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿棕色铁锈环(b),如图b所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。该题则认为位于中心的腐蚀区是原电池的负极所在,腐蚀最严重,位于边缘的铁锈环区为原电池的正极,钢铁被保护。显然这两道题的观点相悖,到底是哪种情况正确呢?只要在实验室模拟试题实验情景做一下就会发现,2011浙江理综10的这道题符合实验事实,这也让我们弄清楚了铁锈和生锈是两个截然不同的概念。习题课中实验习题的实验化,是解决实验题根本方法,因为实验题考查的实验能力,只能来自于实践,并非是做题,这就是很多情况下复习实验费时很长,效果却不理想的原因。除此之外,实验习题的实验化,还可以增进我们对基础知识的理解,完善我们的知识体系。
  化学实验有助于学生对有关化学的概念理论的理解、元素化合物性质的掌握、形成科学的研究方法和程序以及思维方法。化学实验是化学知识的灵魂,除课本上的演示实验和学生探究实验之外,我们可以在很多教学中设计相应的实验、挖掘实验的作用。变不可见为可见,不直观为直观、微观为宏观。作为一名化学教师不仅心中有学生,而且心中也要有化学实验。让化学课减少点告诉式,多一些科学实验探究,让学生们在老师精心设计的化学实验中快乐地学习成长。
  参考文献:
  [1]普通高中课程标准实验教科书 化学1(必修)山东科技出版社2013年7月第3版
  [2]2012年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科综合
  [3]2011年普通高等学校招生全国统一考试(浙江卷)理科综合