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实验改进和创新要遵循科学性、实用性、简约性、安全性、环保性和创新性的原则。在对实验设计进行改进的过程中,我们既要注意其合理性和可行性,还要注重现象的鲜明性。
1.1科学性原则
实验原理准确无误,实验方案设计科学,实验装置设计合理,从实验现象到本质的推理科学严密,实验操作要符合要求,实验设计所蕴含的功能可切实达到本实验设计的目标,这是改进实验成功的主要标准。
1.2直观性原则
实验装置稳实、简洁、流畅,实验有趣味性,这是改进实验成功的标志。
1.3简约性原则
实验操作简便、实验现象容易感知,较少出现干扰现象;实验所需仪器和药品为实验室常见或在生活中易得。装置简单、操作方便、实验时间短,这是改进实验具有生命力的保证。
1.4安全性原则
实验方案环保,能预见实验可能出现的环境污染和危险,并有相应的防范措施。
1.5创新性原则
实验设计思路、实验功能、实验方法、实验材料、实验装置等有所突出和创新。
2实验改进与创新的角度
2.1实验装置的改进和创新
有些化学实验连接仪器多,生成有毒气体,操作起来不太方便,反应时间长不利于课堂教学等存在许多缺陷和局限性,通过改进它们使其更具有可操作性。例如,对CO还原CuO的环保型实验设计(如图1所示)。
截取长20cm、直径6mm的玻璃管导管,把胶水调稀涂在管内,再把氧化铜粉末用另一根玻璃导管吹进涂有胶水的玻璃导管内,氧化铜粉末就紧附在玻璃导管内壁上,凉干或烘干后即可使用。课前用一医用引流袋收集一袋干燥的CO气体,密闭,备用。
操作步骤:①按装置图示组装仪器,检查气密性;②打开弹簧夹A、B,关闭弹簧夹C,用左手轻压装有CO气体的气袋,排出氧化铜玻璃管及装置内的少量空气,移动酒精灯加热装有氧化铜的玻璃管,可观察到装有CO气体的气袋气体体积减少,尾气袋缓慢胀起,玻璃管内的氧化铜由黑色变成光亮的红色,生成的气体可使具支试管内的澄清石灰水变浑浊;③当玻璃管里被还原出的铜大约有lOcm长时就停止加热,停止输出CO;④待玻璃管冷却后,关闭弹簧夹A、B,取下玻璃管和具支试管,向学生分别展示光亮的“铜棒”和浑浊的石灰水;⑤振荡尾气袋,使剩余的C02完全溶于NaOH溶液中,打开弹簧夹C,前后两气袋连接起来,手压尾气袋,把未反应的CO气体排向装有CO的气袋中,以备再次循环使用。
此装置改进后,CO气体排出反应和回收使用操作简单,安全性高;整套装置密闭、循环,未反应的CO气体可回收使用,利于环保,经济效益高;玻璃导管内附着的氧化铜层表面积大,CO气体还原效果较好。实验完毕,玻璃导管如铜棒,可见度大,便于观察,有利于学生了解、认识CO的还原性;CO还原CuO的时间2~3min,所需时间短,适合在课堂上做演示实验。
2.2实验药品的改进和创新
例如,对实验室制取C02药品选择的探究,人教版初中化学新课标教材对实验室制取C02的发生装置、收集装置进行了探究,但对为什么要选择石灰石(或大理石)和稀盐酸反应来制取C02气体的理由没有讲清楚,使学生很难从众多的能产生C02气体的反应中理解实验室制取COz的药品。
改进装置如图2所示。在a、b、c、d广口瓶中,事先相应放人少量碳酸钙粉末、大理石、大理石、碳酸钠粉末,在胶塞上插人分液漏斗和带胶管的导管。在a、b的分液漏斗中加入稀盐酸,在c、d的分液漏斗中加入稀硫酸,并在导管口系上气球,实验时,打开分液漏斗旋扭,让酸液浸没固体,观察气球的变化,从而知道选择大理石和稀盐酸作为实验室制取C02气体的药品的理由。
2.3替换仪器和药品的改进和创新
例如,进行COz气体溶解性的实验。用带盖的薄塑料瓶两个,用打孔器在饮料瓶盖上打孑L,然后固定好气门(可用旧自行车丢弃的气门),用胶管连接两个气门。准备一瓶凉蒸馏水,另一瓶收集满C02气体,均盖好瓶盖。将有水的瓶子放上面,用手挤压瓶子,水进入另一瓶,然后振荡充满C02气体的瓶子,再挤压有水的瓶子,反复几次,可见瓶子变瘪了。
2.4实验方式的改进与创新
2.4.1尽可能地补充一些随堂演示实验给学生提供更多的直观认知
在“分子”的教学中,补充酒精的挥发、碘在酒精中扩散的实验,加深学生对分子运动的感性认识。教材中的实验,有的是对化学概念、原理的阐述,有的是对元素化合物知识的分析、验证,有的则属于实验基本操作技能。对演示实验,在课堂教学中力求做到演示操作规范、实验现象明显、分析表述准确简练。对部分演示实验装置或实验操作作适当的补充和改进,可以增强实验效果。
2.4.2联系生活生产实际
鼓励学生自主做课外实验
新教材配合教学内容设置了13个家庭小实验,这些小实验的引入使课堂教学延伸至课外,它对激发学习兴趣、巩固知识技能、培养能力、开发智力起到一定作用。例如,教材铁钉生锈演示实验中当作家庭小实验,提前一周布置给学生在家里做,到上“铁的性质”这节课时,将实验室预先做好的铁钉生锈实验的三支试管展示给学生看,并请他们与自己所做的家庭小实验结果对照,学生很自然就接受了“铁在潮湿的空气中能跟氧气发生化学反应,生成铁锈”这一事实,进而再请学生思考:“一半浸在水中的铁钉,哪一部分锈斑最明显,为什么?”启迪学生对教材讨论题“你认为铁在什么条件下最容易生锈?”进行探究,从而对铁生锈的原因和防止铁生锈的方法有较深入的了解。
2.4.3开展形式多样的趣味性实验活动
增加演示一些趣味化学实验、化学小魔术、小游戏,如“空瓶生烟”、“清水变色”等,开辟“厨房中的化学”实验课题,让学生利用家庭厨房里现有的物品进行实验、观察,如观察没擦干净的铁锅、菜刀表面留下的锈斑;用久的热水瓶胆和烧水壶内沉积的水垢;比较食盐和白糖溶解性的大小;将鸡蛋放人盛食醋的茶杯中观察蛋壳表面产生的气泡以及限用厨房内的用品来鉴别精盐和碱面等。通过这些活动使学生感到化学就在自己身边,化学与生产、生活、社会密切相关,在一定程度上增强了他们关心自然、关心社会的情感。
2.4.4变演示实验为学生实验
尽可能将一些教师演示实验改为学生演示实验或学生分组实验,增加学生动手操作的机会。
2.5对实验手段的改进与创新
传统的实验教学中会常遇到一些原理复杂、现象不明显、时间过长的实验,多媒体正好可以弥补这一缺陷,在实验操作中充分运用电脑、录像、投影等手段,用电脑模拟反应过程或用电脑制作动画,采取“放大”、“慢放”、“重放”、“定格”等方法,帮助学生观察对一些反应进行很快或很难观察的实验,突出现象、增强动感、扩大实验效果。
一、对初中化学实验课进行优化设计的必要性
化学实验就相当于一扇指引学生通向化学世界的门,在初中化学课程中,几乎所有的化学教师都认同化学实验教学是其他任何教学方式都无法代替的。在新课程改革的背景下,传统的应试教育忽视化学实验甚至不做化学实验,让学生用死记硬背的方式将课本中的实验与化学公式背入记忆中达到应试目的的教学模式无疑被摒弃,化学实验教学模式转换成为重点。但传统教学中教师单纯照本宣科,教师和学生们的实验完全依样画葫芦照着教材上已经设计好的实验来完成实践操作,无论教师或学生都纯属为了完成任务而进行实验操作,这样的方式也并不能达到任何效果。那么优化初中化学实验设计就变得非常必要,初中是大多数学生刚接触化学这门科学的伊始,他们必定对这门学科充满好奇,让学生们一直保持着好奇心,渴望上每一节化学课是非常重要的,这就基于实验前培养学生探究实验的兴趣与悬念,引导学生自主设计或者进行趣味性实验便成为实验教学的重点,让学生通过每一步的思考分析在实验中取得成就感,自然而然对化学产生强烈兴趣,从而引发其求知欲。
二、对初中化学实验课进行优化设计的研究
1.基于教材资源灵活设计
初中化学教材中需要进行实验的化学课程都具备实验设计案例,多数学生在课前预习中早已知悉,只要在课上看一下实验现象便已知道实验结果。这对培养学生的思考探究以及创新思维能力非常不利,实验课的优化设计应打破这样的传统,尽量让学生自主探索、思考、分析、整理、设计,然后老师指导在可行性、安全性的原则下进行实验,在实验器材、药品和设计上给予学生更多的选择。例如:对二氧化碳气体的生成进行实验分析,探究其反应原理以及反应装置时,引导学生回顾以往的知识点思考可以生成二氧化碳的反应组合,将这些反应的化学方程式一一列出;让学生分组讨论分析二氧化碳气体有什么性质,需要怎么样的收集方式;根据小组的自主探讨,选择需要什么样对应的实验仪器。通过让学生体验信息的收集和处理、对实验进行对比、自主分析选择以及设计探究、整理归纳与总结的一系列过程,不仅培养了学生自主思考探究的能力,也使学生在实验中养成合作精神,形成科学探究的基础思路。从学生的兴趣进行引导,能让学生愉快地接受知识传播的同时,更能克服他们的思维障碍。
2.基于生成性问题灵活设计
新课程改革中提倡了许多教学中具有建设性的指导,教学预设与教学生成性问题的解决是其中一个重要的特性。要使实验教学达到最优状态,还需要抓准问题的中心点,把握住科学实验探究的主要线索――假设、猜想、实验、分析,紧紧围绕这条线索来开展化学实验探究。例如:碳酸钙经过高温煅烧后会残留白色物质,在初中化学教学的一般情况下,学生不会对此提出任何的问题,因为课本上不涉及,也通常会使学生忽视这样的细节,但有的学生也会产生好奇,提出疑问,残留下的白色物质的成分到底是什么?这个问题在教材中是是没有实验设计探究的,也就是超出预设,是一个生成性问题,既然学生提出,那么教师就顺藤摸瓜组织学生一起来探讨这个问题:首先引导学生猜想白色物质中可能存在的成分,然后再引导学生去验证猜想的正确性,继而组织学生针对实验所产生的现象进行讨论和分析,由教师对其分析的正确性与合理性进行点评和指导,最后让学生们进行整理和总结。
3.基于实验异常灵活设计
初中化学很多时候在实验中会发生异常,往往在教师们的意料之外。这种意外现象的发生有时是因为学生理解知识的程度不够,倘若能够就实验的异常引导学生进行探究,也能够提升学生分析与创新的能力,加强学生对化学科学的学习兴趣。例如:在进行测定氧气体积分数实验时,由于学生的失误,在燃烧匙中放入了碳或硫,使实验产生异常,导致集气瓶中没有水灌入。这时候不必立刻对学生进行批评,可以借此让学生进行分组讨论实验产生这样异常的原因,有没有方法可以补救,或者实验前是否有办法可以让此实验也能够顺利进行的方案。
三、结束语
综上所述,初中化学实验课优化设计的重点在于加强实验本身的悬念性与趣味性,引导学生进入悬念,开启学生探究自然科学的兴趣,循循善诱,让学生自发提出疑问,及时解答疑问,让学生开拓思维、分析思考,分组讨论开展可行性实验设计,对设计的错误与正确进行必要指导,最后综合化学实验可行安全的原则,实践操作进行实验,通过每一步让学生产生科学探索的乐趣和成就感,并从中提高学生的综合学习能力,通过实验强化学生对化学知识点的记忆,达到有效素质教育的教学成果。
【参考文献】
[1] 祝法祥. 浅谈初中科学探究性实验的误区及优化策略[J]. 文理导航(中旬),2014(03).
初中化学是一门实践性和应用性都很强的学科,对于初中生来说刚刚接触这门课程,难免会有一点不适应。同时化学课程中的实验又需要学生进行不断的探究。化学实验可以让学生开阔视野,拓展思路。同时也有助于化学专业概念的理解和学习。化学中的实验可以让学生不断探究,不断提出质疑,是一种比较直观的教学方法。所以化学实验教学设计对初中新课标化学课程来说是十分重要的。
一、初中新课程化学实验教学设计原则
1.科学性原则:对于初中化学实验来说,一般实验注重科学性,首先要有科学的理论知识作为基础,其次要有严谨的实验操作过程和步骤,最后要根据实验步骤和操作获得实验结果。这个过程是非常严格的,都是建立在客观事实的基础上的,这样是化学实验的目的所在,化学实验过程重点培养学生科学的思维方法和观察能力,从而提高学生的实践能力和科学素质。所以化学实验教学在设计过程中需要注重实验本身的科学性,并且实验过程中的材料和器材必须是在能接受的范围之内的,同时实验的难度不能超过所学内容。不管是探究性实验还是验证性实验都要保证实验的科学严谨性。
2.创造性原则:初中新课标化学实验教学需要具备一定的创新性,创新性主要体现在实验内容和实验步骤上,要有一定的新颖性。并且充分体现出创造性,不要照搬全收,在传统实验教学方法的基础上加入新鲜的事物,提高学生的学习兴趣。在符合学生学习范围和认知程度上实现对化学实验的创新,让化学实验由易到难,循序渐进,通过创新性的思维让学生接受新的知识和理念,充分调动学生的独立创新思维
3.可行性原则:初中化学实验内容必须是教材上的相关实验,或者教材实验基础上的升华和改革。而且化学实验设计要和平时的日常生活和生产实践以及先进的科学技术相结合。但是不能超越学生的知识范围和接受能力,实验设计必须切实可行,具备实施性,能够保证学生能够顺利完成。
4.安全性原则:化学实验一般都要接触一些实验器材和材料,有些材料和器具是存在一定危险性的。在实验设计之前,教师要正确讲解实验材料的特点,以及实验器材的使用方法和注意事项。尽量避免使用易燃易爆和有毒性的材料和药品,同时尽可能的设计危险小的实验,不要让学生直接接触材料和器材。一定要保证实验设计过程中的安全性。
5.趣味性原则:单纯的化学理论知识教学没有办法让学生直观清晰的理解化学知识,在学习化学知识的同时,要辅助的学习一些化学实验。化学实验要能够完全调动学生的积极性和主动性,提高学生对化学的学习兴趣。所以化学实验需要具备一定的趣味性来吸引学生的注意。也只有充满趣味性的实验才能让学生找到学习化学的乐趣,同时能够缓冲紧张的学习带来的压力。
二、初中新课程化学实验教学设计方法
初中化学实验教学一般来说可以分为探究性实验和验证性实验。探究性的化学实验是指将教材提供的一些化学实验进行延伸和升华,改变实验中的某些条件,使其成为未知实验结果的实验,需要学生进一步探究和分析思考的实验。探究性实验一般会提出问题,学生通过学过的化学专业理论知识来探索改变实验条件以后会得出怎样的实验结果。探究性实验主要是发挥学生的主体意识,实现以教师为引导的辅助教学,全面激发学生的求知欲和探究学习能力。而验证性的化学实验主要是通知、验证、运用的设计模式。学生们通过具体的化学实验来验证相关的化学概念和化学结论,这种方式的化学实验比较死板,生搬硬套,没有创新可言,步骤是提出实验问题、实验步骤和实验结果,但是可以提升学生对化学知识的学习和记忆能力。
1.探究性实验:二氧化碳与水反应可以生成碳酸,那么二氧化硫与水反应会生成什么?
设计方案:
科学性原则:基于对物质科学性分析,首先验证水能否使蓝色石蕊试纸变色,其次验证二氧化硫气体能否使干燥的蓝色石蕊试纸变色,最后验证二氧化硫气体能否使湿润的蓝色石蕊试纸变红。实验装置如图:
可行性原则:二氧化硫易溶于水,酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,二氧化硫不与浓硫酸反应。
安全性原则:装置E的作用是吸收二氧化硫不污染空气,二氧化硫有毒,能与碱溶液反应生成盐和水。
实验过程:
1.实验过程中装置C内石蕊试纸的颜色始终没有变化,这说明二氧化硫不能使干燥的蓝色石蕊试纸变色,二氧化硫不能使干燥的蓝色石蕊试纸变色。
2.实验装置D中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化硫气体生成之前滴到蓝色石蕊试纸上,未见试纸颜色发生变化,当有二氧化硫气体通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红.此现象说明水不能使干燥的蓝色石蕊试纸变色。
3.二氧化硫溶与水生成酸,酸能使干燥的蓝色石蕊试纸变红色。此过程中反应的化学方程式为SO2+H2O=H2SO3
初中化学新课标对化学实验提出比较高的要求,说明了化学实验在化学课程教学中的重要意义。所以在今后的教学过程中,教师要加大化学实验的学习力度,充分提高学生的实践能力和操作能力,在适应新课标的前提下,全面提高学习学习化学的综合能力。
【参考文献】
[1]崔跃新.乐学与爱学—化学教学质量提高两步走[J].辅导员.2011,(27).
[2]韩亚.记忆能力的培养与化学教学[J].考试周刊.2011,(47).
一、初中化学实验课的优化设计原则
1.可行性原则
初中化学实验课的设计首先应确保实验的切实可行,并选择可以满足实验所需的实验仪器、设备、药品以及方法等要求的实验室,以为初中化学实验教学的顺利展开提供保障。
2.科学性原则
初中化学实验应确保实验原理、方法、操作程序遵循化学原理以及科学实验研究方法的原则,这也是优化初中化学实验课的重要前提条件。
3.安全性原则
在化学实验教学的过程中,应严格确保化学实验的安全,杜绝一切实验安全事故的隐患。因此,教师应全面提升化学实验安全意识,在选择实验操作设备、方法或仪器时应尽量避免使用具有毒性的物品以及危险性的实验仪器或设备。除此之外,教师在实验教学时还应做到规范、正确、熟练的操作,这样方能充分保证化学实验的安全性。
4.简易性原则
在进行实验教学时,教师应尽量简化实验装置与实验流程。如若化学实验装置或流程太过复杂,不仅增加了操作的难度以及实验的失败率,还会容易分散学生的注意力。因此,教师在确保实验教学质量的前提下,应尽可能的简化实验装置与方法。
二、初中化学实验课的优化设计策略
1.精心设计化学课堂实验
精心设计化学课堂实验室提升化学实验教学效率的重要途径。如何在有效的课堂时间内,合理设计化学实验,加强对学生的引导,对学生化学学习兴趣的激发以及学生实验概念与技能的掌握有着重要的作用。因此,教师在设计化学课堂实验时应注意以下几点:①化学实验应突出教学重难点,并对学生有启发作用;②应符合学生的认知情况;③尽量控制实验过程;④尽可能的让学生体验到化学的奥妙之处。如,在演示“瓶吞鸡蛋”这一实验时,教师可先往一集气瓶中注满CO,接着将NaOH溶液2注入集气瓶中,并快速将一个剥皮煮熟的鸡蛋放置于瓶口处,此时将会出现鸡蛋被“吞”进瓶内的现象。又如,在演示“铝与稀盐酸的反应”的实验时,由于铝的表面往往会有一层氧化膜,所以在演示实验时,其反应现象将会不够明显。所以,教师可在课前将铝片放置到稀盐酸溶液当中,待其冒出气泡后,将其取出并存放好。在课堂演示实验时,将事先处理好的铝片与另一片未进行任何处理的铝片分别与稀盐酸进行反应,学生则可明显的观察到处理过的铝片表面会有大量气泡产生。
2.灵活运用生成性问题进行实验教学
新课标理念下的教育教学有着一个重要的特征,即正确处理教学预设以及教学生成性的问题。因此,在初中化学实验教学当中,教师也应处理好生成性的问题,时刻围绕关键性问题以及化学实验的主要线索(假设与猜想;实验与分析)来进行实验设计,并逐步引导学生提出问题,以提高实验教学效率。例如,在学习CaCO高温煅烧这一知识点3时,化学教材中是没有这个实验演示的内容的,而学生也就不会提出CaCO经3过高温煅烧后生成的白色物质具有什么成分这类问题。所以化学教师应处理好这一生成性问题。①引导学生进行猜想。由化学反应方程式可知,CaCO高3温煅烧后,有可能烧完也可能没有烧完,而学生也可以知道,白色物质中除了含有CaO之外,也可能会含有CaCO。②引导学生进行验证。经过对3实验结果的猜想后,教师应引导学生去验证白色物质中是否含有CaCO。此3时,有的学生会想到用HO来验证,有2的学生会想到用HCl(稀)来验证。③组织学生进行讨论。教师可引导学生对验证的现象进行讨论,将白色物质加入HO或加入HCl(稀)中分别会出现什2么现象。学生结合课本内容,讨论可知CaCO不溶于HO,会沉于试管底部,而32CaO可与HO发生反应生成Ca(OH),22而Ca(OH)微溶于HO,也会沉到试22管底部,此时则不好准确验证该白色物质中是否含有CaCO。而如果加入HCl3(稀)中,CaCO会与其发生反应生成3气泡,该现象十分明显。由此得出,采用HCl(稀)来进行验证效果会更明显。由此可知,灵活运用生成性问题可以有效激发学生的探究欲望,让更多学生主动的参与到教学课堂当中,对提升课堂实验教学效益大有益处。
3.善于总结实验
无论实验成功与否,总结实验经验都能有助于教师发现自我的不足,并不断提升自身的教学质量。因此,教师在进行实验总结时应做到以下几点:①对实验现象的总结。由于在进行实验操作时,存在着诸多影响因素。所以,在演示实验时其发生的现象并不一定和课文内容描述的一模一样。②对实验结果的总结。在实验完毕后,教师应依据实验所得现象来进行自我总结,尤其是总结失败实验的原因,并根据原因来进行反思实验,并在此过程中不断改进实验设计的方案,以达到优化初中化学实验课的目的。
【参考文献】
[1]赵玉浦.探究初中化学探究实验的策略及实施方案[J].科技创新导报,2011(02).
G633.8
前言:在新时代背景下,我国教育体制不断进行着改革和完善,初中化学课程也得到了相应的教学方法转变,但由于应试教育还占据重要的位置,使得学生往往还是被动式的受教,使学生的想象能力和创新能力受到很大制约。并且,尽管初中化学课程内容难度颇低,但众多化学公式、元素形式、化合物生成规律等较为繁琐和庞杂,无法掌握学习技巧和学习方法的学生很难有效的将初中化学课程理解并掌握。而将探究性实验引入初中化学实验设计和教学之中,则能使学生在不知晓实验结果的前提下,能够通过操作寻求到问题的答案,从激发学生的好奇心入手,提出问题并由学生通过试验解决问题,不仅培养了学生的探究能力,还锻炼了学生的思维能力。因此,对于“初中化学探究性实验的设计与教学”的研究,就具有极大的现实意义。
一、初中化学探究性实验设计
初中化学课程在初中课程教学中占有很重要的位置,对于纷繁复杂的初中化学知识,若想简单的清晰理解和掌握所学的知识,就必须明确化学原理公式的运用和方法的有机结合,而多数初中生所具有的学习能力、理解能力、接受能力都比较弱不能够被人理解,则需要用一种探究式的学习和教学方法,使学生能够通过自身的实践得出结论,而学生在探究过程中会不断的进行分析和理解,并进行实际操作,从而使理解能力大大提高,掌握程度极大增强[1]。同时,初中化学探究性实验设计,要以学生为主体,化学教师作为辅助,以实际教学内容为设计中的问题设定,以此形成完整的探究性实验。在此以初中实际课程内容为例,做简单介绍,例如:初中化学中学到的“硬水”,是含有钙、镁盐类的水,化学教师将“硬水”作为探究性实验的内容,让学生将“硬水”逐渐加热,会产生出何种化学物质或化合物,怎样进行区别和鉴定。随后学生根据这一问题,对“硬水”进行加热实验,发现一段时间后,生成沉淀物质,进而再对沉淀物质进行酸类溶解分析,得出生成物质为强氧化镁、碳酸钙、碳酸镁等。当此化学实验进行到一半,学生已经能够清晰了解到该探究性实验所使用的物质为“硬水”,并得出结论,生成的物质为镁、钙等的化合物。进而,教师进行简单总结,对学生实验做出肯定,并提出全新问题,此种生成物与实际生活相结合,在哪些生活用品中会出现这样的化学反应,如何才能够消除。随着另一个问题的提出,教师很好的将教学内容与实验内容转化为全新的化学知识――酸类与钙镁等化合物的反应,即生活中水垢的去除。
学生通过学习中和实验中积极思考,分析出该物质中钙、镁化合物生成的位置大多在用水较多的烧水壶或储水热水器中,长期沉淀物质的积累,会影响生活器具的使用寿命,应当采用同样生活中家中常备的醋酸,即食用醋与之反应,生成氯化镁或氯化钙,对器具进行及时冲洗,即可有效消除。这样就能够将两部分的教学内容融入探究性实验中,并结合生活实例,使学生更易理解和掌握。
二、初中化学探究性实验的教学策略
(一)明确学生的探究主体地位
在传统的化学教学实验中,教师所采用的方式均为演示法,在进行化学实验的同时对所进行的操作进行解释和说明,对化学反应和生成的化合物更要做重点的讲解,学生没有得到实际操作的机会,对教师讲解的内容也无法完全理解。而在探究性化学实验中,则是以学生为实验主体,教师作为辅助。在提出研究问题后,学生以个人或小组为单位,实际动手操作,自行制定实验步骤和顺序,并自行得出实验结果,此种方式能够培养学生的想象能力和创新能力,且能通过实验操作,提升学生的化学知识理解能力[2]。
(二)教师自身能力的加强
尽管教师在探究性实验教学中处于辅助位置和引导作用,但作为探究性实验的引导者和协助者,教师的自身能力极其重要。首先,在课程进行之前,需要对所学知识进行合理有效的探究性实验设计,找准问题的关键性核心,使学生有前期的理解。
其次,在教学的应用过程中,要对进行实验操作的学生做出指导和协助工作,对于出现的不同实验结果,教师要找寻出出现问题的步骤,并进行及时的纠正和讲解。最后,在实验结束了,教师还需对学生实验结果进行检查,同时针对实验过程中存在的问题进行有效的解答,从而使学生更加深入的理解化学知识与课程内容,并做到学一点就掌握一点。这些都需要教师有较强的理论基础和实验实践经验,且需要能力和素质兼备[3]。
(三)营造教学氛围
在进行探究性化学实验教学过程中,还应保持教学环境的良好和氛围的轻松、愉悦,这样不仅能使学生有较为舒畅的心情进行学习,更能使学生的课堂活跃度提升,并且,良好的教学环境和轻松的教学氛围,也能为教学工作带来便利,尤其作为化学实验课程而言,环境的优劣能够对实验结果产生相应的影响,进而制约有效的探究性化学实验教学。
结语:综上所述,初中化学课程是初中学习阶段的重要组成课程,而化学实验对学生掌握化W知识、促进化学知识有效吸收的有效方式,将探究性方式引入化学实验设计和教学之中,能够使化学教学效率和教学质量提升到全新的高度,并且,由于学生采用此种方式进行化学实验,对于化学知识的认识和掌握得更加的牢固,此外,因此种探究性方式还具有培养学生创新思维的效果,故还能够逐渐使学生的想象能力和创新能力增强,为素质教育教学打下了良好的基础。
参考文献:
在初中化学实验教学中,教师要激发学生对于实验的兴趣,让学生充分感受到化学实验的乐趣,这是提升学生的参与积极性、有效培养学生实验技能的基础.初中化学中涉及的很多实验本来就很有趣,很多实验无论是现象上还是操作过程中都有很多趣味化的元素.教师要善于挖掘这些有价值的教学素材,并且要善于透过对于实验的有效组织与设计吸引学生对实验课程的有效参与.学生只有积极参与到实验过程中,才能对于很多问题有仔细的思考与探究.因此,在实验教学的优化设计中,教师要激发学生对于实验的兴趣,为知识教学提供良好铺垫.例如,在“鉴别二氧化碳”实验中,实验前,教师可以拿出一瓶透明的液体对学生说,我给你们变一个魔术,往里面吹口气,里面的液体会立即变成牛奶.这时候,学生会被教师将要表演的魔术所吸引,将注意力集中到教师的操作中.接下来教师往石灰水里吹气,熟石灰与二氧化碳发生反应生成沉淀使液体的颜色变成“牛奶”.学生都非常惊讶与好奇,对于这个实验现象都很感兴趣,并且迫切地想知道其中的化学原理.透过趣味化实验的创设,吸引了学生的注意力与教学参与热情,学生的思维也活跃起来,从而提高教学效果.
二、激发学生的实验模仿能力
很多实验在原理、操作方法与分析模式上都存在一定的共同点,尤其是随着学生接触的实验的不断增多,自身积累的化学知识不断丰富后,这些知识点间的联系与共同点也会体现得越来越明显.在这样的基础上,教师可以有意识地在实验教学中培养学生的实验模仿能力.对于那些有一定内在关联的实验课程,教师可以给予学生相应的引导与启发,让学生结合已有的知识背景以及学过的实验课程对于新的实验进行有针对性的分析.这是一个很好的教学切入点,不仅能够加强学生对于知识网络的构建,而且能够帮助学生发现知识点的实质.例如,在做“气体的实验室制法”实验时,教师可以让学生思考问题:利用浓氨水、烧碱、生石灰、必要的仪器,如何制取少量氨气.学生讨论之后,提出两种方案:将浓氨水放在烧瓶中加热;将生石灰放在烧瓶中,再用分液漏斗滴加浓氨水.然后给学生布置课外作业:利用一只圆底烧瓶、带玻璃管的橡皮塞、橡胶管、一粒NaOH固体、少量浓氨水、大烧杯、水,如何做喷泉实验?学生学习过制取氨气和喷泉实验,具有一定的模仿基础,通过对这些实验的模仿设计,能够巩固所学知识,还能够获知实验的实质.
在探究性的实验设计时,一定要遵循一定的原则,才能够全面的把握实验的方向和目的,达到良好的预期效果.第一,教师要明确实验的目标,主要包括知识目标和技能目标,做到有的放矢;第二,要结合初中学生的智力和情感因素,不仅要让初中学生掌握知识和技能,还要在实验中让学生由积极的情感体验,培养良好的科学品质;第三,探究性实验的设计上要进行合理的改革和创新,让学生对化学实验产生浓厚的兴趣,激起学生的思考和创新的积极性;第四,实验设计在实施中一定要切实可行,在学生的知识范围内,采用“跳一跳,吃桃子”的方法,只要对已学过的知识进行分析探究就能实现,使学生产生探索的欲望;第五,针对实验结果,进行合理的评价和总结,教会学生“学以致用”,能够很好地将现学的知识运用到以后的探究实验当中去.
二、初中探究性实验内容的选择与形式
在探究性实验的设计过程中,要从初中化学的知识框架内选择符合教学要求的知识来进行探究.在内容的选择上,实验应建立在教材之上又不完全依附于教材,一般可以从三方面选择内容:一是课本;二是日常生活中;三是学生对知识的探索.从实验的表现形式上,采用多手段相结合的方式,可以使用演示实验、图文结合、实验视频动画、实验习题等多形式存在,用实际操作让学生亲身体会探索的乐趣,用丰富多彩的图品吸引学生去阅读相关内容,用立体动画生动的展示实验原理,用实验习题让学生主动去解决实际问题,这样在很大程度上提高了学生学习的主动性,充分领悟探究的魅力.如在进行《奇妙的二氧化碳》时,提前一天让学生将鸡蛋放在食醋中浸泡24小时,第二天学生都拿了个软皮蛋,这样就可以设问蛋壳哪里去了?食醋的成分是什么?蛋壳的成分是什么?观察到了什么现象?发生了什么反应?运用这些实验让学生带着问题去阅读教材、查阅资料,提出猜想和假设,然后设计实验方案,为了使实验现象更加明显可以把鸡蛋放在盐酸中反应,让鸡蛋在产生气体作用下可以在盐酸里“游泳”,让学生观察实验,面对生动有趣的实验,学生也会很兴奋,积极思考产生现象的原因.根据学生已掌握的鸡蛋壳的成分,很顺利的总结出实验原理:
结合物理知识解释“鸡蛋游泳”现象,不仅深化了知识,还加强了多学科之间的联系.
三、初中化学探究性实验的设计思路
科学严谨的实验设计思路,会在教学中起到事半功倍的效果.教师不仅熟练地掌握教材的知识内容,还要对知识的条理性,知识间的联系性、逻辑性有一个很清楚的整理,真正的实现“教师―教材―学生”之间的三维互动.一般的设计思路如下:结合教学内容选择探究的问题―收集相关的资料―确定探究的题目―做出猜想和假设―设计实验方案―实验验证,收集信息―记录实验现象和数据―实验分析和结论―实验的总结与修正―达到探究的目的.当然在这过程中,还需要反复的修订、查阅相关资料,并真实的根据课堂的效果进行反复修改,最终做到整个实验的思维严密、切实可行、效果优良.如在讲解《常见的化学反应――燃烧》,就可以先让学生通过李宁点燃奥运火炬的视频来认识火的魅力,再通过其他的图片认识火给人类带来的好处和危害,启发学生回顾学习和生活中一些燃烧的事例,学生很容易想到镁条、铁丝、木炭、硫在氧气中的燃烧,根据它们的现象来总结燃烧反应的特征得出燃烧的定义.结合燃烧的好处来探究燃烧的条件,提供实验用品小木条、石头、小纸条、蜡烛、酒精灯、小烧杯、坩埚钳、火柴、石棉网等.让学生在思考中发现问题:燃烧需要什么样的条件?并提出假设:我认为燃烧所需的条件是哪些.然后进行对比实验:
实验1 将小石块和小纸条分别放在酒精灯上点燃,观察现象.
实验2 用透明的玻璃杯罩住燃着的蜡烛,观察现象.
实验3 将小木条和小纸条分别放在酒精灯上点燃,观察谁先被点燃.
让学生讨论并思考上面的那两个问题,教师要做好总结,写出物质燃烧具备的三个条件,并添加一些是否能够燃烧的练习,来巩固这三个条件缺一不可.通过多种形式相结合的方式,使整个课堂变得生动活泼,很顺利地完成教学内容.
四、初中化学探究性实验教学的建议
高效的探究性实验,无疑是给学生打了一支兴奋剂,其效果和意义是深远的.这需要教师在教学过程中不断地思考和探索,打破自己以往的教学习惯,将教学的风格灵活化、多样化.首先,教师要从内心改变教学观念,不同的情况下采用不同的教学策略,提高在开放性、探究性实验教学中的组织能力;其次,用真情的评价激励学生的创新意识,时时获得探索的动力;最后,要和学生一起参与到探究的学习中去,积极的引导学生,使学生能够顺利完成探究实验,共同创新、共同成长,拉近师生的距离,使整个课堂更和谐、更高效.
要建立开放型探究性实验,将学生引入实验中来,做实验的主人,而不是观众,例如在讲解《化学反应中的质量关系》时,让学生提出猜想:
猜想1 反应后质量变小了,木炭燃烧后化为灰烬质量肯定小了.
中图分类号:G633.8 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2013)11-0173-01
化学是初中阶段一门十分重要的学科,实验对与提高化学的教学效果具有积极的意义。所以我们应转变原有的探究策略,充分发挥学生在学习过程中的作用,调动其积极性,设计探究实验要大胆、灵活,使化学学习取得显著的成果。
1 初中化学的探究性实验设计
1.1根据化学原理设计探究实验
化学是初中学科中一门重要的学科,学习化学就要掌握其中的原理和方法,由于学生的学习能力和实际的接受能力有很大的差异,如果只是单纯的对化学原理进行讲解,许多学生都听不懂,即使原理听懂了,在具体的习题研究中,分析和理解也会不到位,所以教师可以根据化学的有关原理,设计一定的探究实验,让学生在实验探究中掌握化学知识。
例如,已知镁能跟盐酸、醋酸反应,产生氢气。即:
Mg+2HCl=MgCl2+H2
Mg+2CH3COOH=Mg(CH3COO)2+H2
(1)用镁粉、盐酸和醋酸为原料证明在同温同压下,当上述两种酸的物质的量相同时,反应产生的氢气的体积相同。(2)若收集到的氢气体积不同,推测氢气体积不同的原因。通过实验的设计,学生对问题的理解会更深入,更全面。
1.2结合生活实际设计探究实验
在学生的实际生活中,存在着许多的化学现象,学生对这些现象会有很大的好奇心,想知道这些现象的原理。在实际的化学教学中,可以针对学生们的这些问题,设计实验进行探究,满足学生们的好奇心,也使得学生在以后的学习中能够更加认真观察生活,自己进行实验探究,培养学生的自主学习能力。
在实际生活中有许多燃烧的下现象,有许多学生会好奇,到底是怎么燃烧的呢?根据这样的问题,教师可以组织学生设计探究实验,找到问题的答案。让学生进行如下操作:(1)用镊子夹取蘸有酒精、水的小棉花球分别放在酒精灯火焰上片刻。(2)二支燃着的蜡烛,其中一支用玻璃杯罩住,观察。(3)用镊子分别夹住一根小木条和一小块煤,在酒精灯上点燃。通过实验,得出燃烧与一下因素有关:燃烧与物质的本质有关;可燃物的燃烧需要氧气;要达到可燃物的着火点。
1.3根据实验现象进行探索性实验设计
在许多的实验中,会产生许多奇妙的实验现象,有许多学生会对这些神奇的实验现象产生兴趣,教师可以根据学生的这一特点,组织学生设计实验,充分发挥学生的思维和能力,让学生成为学习的主体,以贯彻新课改的标准,培养学生的学习意识和能力。
例如在含有酚酞的氢氧化钠的溶液中,滴加新制氯水,边滴边振荡,直到红色褪去。对于红色消失的原因,有的同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致;而有的学生会认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。根据学生们的猜测,设计探究实验,验证学生的猜测和想法。向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液,若红色重现,则是因为HCl和HClO的酸性所致;若红色不再重现,则是因为HClO的强氧化性所致。通过实验的设计,学生的疑问被验证,满足学生学习的心理,在以后的学习中,学生会更加积极的研究实验的现象,进行质疑、解疑。
2 初中化学探究性实验的教学策略
2.1以学生为探究的主体
在化学实验中,教师要改变传统的只是教师演示的实验的方法,要通过各种情境的设置,调动学生学习的积极性,让学生参与到实验探究中来,使每一位学生都能够发挥自己的主观能动性,发散自己的思维,对问题进行猜想和假设,然后自行设计实验的方法、步骤,通过自己进行实验探究,得出结论。这不仅有助于学生创新思维能力的培养,同时还可以提高学生的动手实践能力,使学生学习化学的积极性显著提高,各种能力也能够得到加强。
2.2教师要不断提高自身的能力素质
在化学教学中,学生要取得良好的学习效果,教师的能力和素质是十分关键的,教师作为课堂的引导者和学生的合作者,在教学过程中,要及时发现学生存在的问题,并且给予及时的纠正,让其更好的发展。而且有些学生在实验探究的过程中,会出现许多新奇的想法和观点,有些甚至在同样实验下,会的出不一样的结论,这都要教师及时进行指导和帮助,教师要根据自己的知识积累,灵活的设计实验,让学生的好奇心得到满足,并且分析学生出错的原因,帮助学生改正错误,积极的评价和鼓励学生,使学生树立学习的信心,为以后的学习奠定良好的基础。
2.3营造良好的学习氛围
教学要取得好的效果,良好的学习氛围是十分必要的,在一种轻松、愉悦的氛围中,学生探究的积极性会更高,兴趣会更浓厚,而且学生的身心都得到放松,思维会更加活跃,创新能力会更强。所以教师要为学生创设一种健康向上的学习环境,转变教学态度,与学生一起进行化学的学习。
3 结语
化学教学是初中阶段的重要组成部分,化学实验是提高化学教学效率,引导学生掌握更多化学知识的有效途径,化学实验的过程中,会产生许多奇妙的现象,学生学习的兴趣会更加浓厚,就会更加积极、主动的参与到化学教学中来。
参考文献:
关键词 实验设计;优化设计方法
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)36-0085-01
美国心理学家布鲁纳曾经说过,“一个人要想使现有的知识成为自己的知识,必须亲自从事发现的行为。”化学这一科目也是离不开实验的学科,它是以通过学生的实验及发现为基础的一门学科,而“实验是一项集观察、注意、想象、分析思维、概括和创新等于一体的活动,可以培养和激发学生的创造想象能力。”基于此,我们在教授学生化学理论的同时也应重视实验教学,然而总会有这样或那样的问题出现在化学实验教学的课堂上:
1.有些实验准备的仪器较多,而且效果不明显,教师在做演示实验时可能只有坐在前面的几个学生可以看见,后面的大部分学生只好聊天。
2.有些化学实验,如果按照课本照搬,而教师课前没有亲自操作,往往会造成实验失败或者效果不明显,浪费了大量药品。教师实验做得累,学生观察实验更辛苦。有些生物实验需要一定的时间,在一节课中根本无法完成,此时教师往往用嘴巴和图片来代替实验,学生听得糊里糊涂。
3.有些在进行课外实验时,常常会因为实验材料准备不足,或者实验仪器根本就没有而没法进行,其实,可以将实验改进后用替代品来代替实验材料,如一些日常生活中常见的物品,这样可以创造条件来完成实验。
当这些问题出现时,教师要积极应对,如果长期不做实验或者对实验应付了事,那么必然会压抑学生的积极性。当学生对实验失去信心和热情的时候,就已经影响到了他学习化学的热情。那么,如何优化实验设计,才能有效激发学生学习化学的热情,同时培养学生积极动手的能力,也使得化学实验走出困境和有效进行呢?笔者在教学实践中提出了自己的看法:所有的事物都遵循着一定的规律,只要适当地改进方法和在实践中加以发展,就能达到一定的效果和最佳目的。化学实验很重要的一条在于控制条件,通过改变实验的控制条件,完全可以做到引导学生运用新的实验方法来设计新的化学实验。
例如,在“电解水”的实验中:用霍夫曼电解器作为实验的装置,选用6V的直流电源来进行电解实验,这个电压安全可靠,可采用1∶10的硫酸溶液来作电解液,这个比例一般较为合适。在实验过程中,两级产生的气泡和气泡的大小及产生的速度需要记录,同时还要比较实验所产生的氢气和氧气的体积比。
原来实验存在的缺点:很多教师都遵照教材的指导在水中加入氢氧化钠溶液,加入这一溶液的目的在于增强水的导电性。事实是这样的,若加入稀氢氧化钠,那么产生的氧气与氢气的体积比就有了变化。浓度大的稀氢氧化钠,这个比值会接近1∶11,在浓度小的情况下比值也要接近1∶4。而理论值是1∶2,这就相差太远。仔细分析其中原因可得出结论,气泡在溶液较大的溶液中运动比较缓慢,有许多气泡附着在玻璃管壁上,这影响了气体体积的测定。
改进后的优点:若在实验中加入稀硫酸溶液,其结果则与理论值比较接近。可能在开始时候,会是1∶3,但等一段时间之后,这个值会越来越接近1∶2。从表面现象看,能明显观察到氧气溶解于水的情形,接近正极部分的气泡比较浓密,气泡在逐渐向上移动的过程中,明显看到比较稀少。因为氧气的溶解能力大于氢气,才会出现上述现象。
基于此,建议以后做“电解水”的实验时,在水中加入适量稀硫酸溶液。
有些化学实验,要注重合理控制试剂浓度和用量。只有把度掌握好,才能更好地把实验进行下去,否则就会失败甚至产生负面作用。如在第四册,第二章“氧气和氧化”自制二氧化碳灭火的简易装置实验。
原来实验存在的缺点:如果拿瓶塞的手发抖拿不稳,稀盐酸和碳酸钠溶液就容易混合,当二者混合后,同时会产生大量的二氧化碳气体。瓶内的气压会非常大,可能导致瓶塞飞出,使得实验失败。
改进后的实验方案:
1.取材:用一个大塑料瓶、适当长短的橡皮胶导管和玻璃管、一个小号的塑料瓶(能放进大的塑料瓶中的)并系上线。
2.制作:将大的塑料瓶盖戳一个孔,将一段玻璃管插入这个瓶盖孔中,再用粘胶将其粘平。
3.操作:将适量的碳酸钠溶液放入大塑料瓶中,在小塑料瓶里装上浓盐酸后放入瓶中,瓶盖一定要盖紧,不得漏气。用打火机将纸团点燃后,左手拿稳胶管,右手拿稳塑料瓶的同时迅速倒置。然后就可看到非常多的气泡和水从管口喷出,把火扑灭。
改进后的优点:这样改进后,瓶盖不会冲出,实验人员的安全得到了保证,同时,由于装置简单,学生也容易操作,乐于操作。
在初中的化学实验中,有些实验对试剂的浓度和用量都有着严格的要求。但在实际教学中,教师往往会忽略这些因素,导致实验失败,甚至忽略产生的物质会对人体和环境产生危害。如“氧气和氧化”实验中硫在氧气中燃烧的实验。
原来实验存在的缺点:药品用量过大是该实验的一大弊端,耗氧量过多并且点燃时间过长。这样产生过多的SO2易污染实验室的环境。
改进后的实验方案:建议教师在做实验时,在酒精灯上将玻璃棒灼烧一会,玻璃棒发热后立即蘸取少量硫粉,这个动作要快,点燃后伸入集气瓶内。
改进后的优点:实验现象非常明显、药品用量明显减少、同时将污染和耗氧都降到了最低,一瓶氧气可重复做多次。安全系数增大,学生完全可以亲手操作,同时观察、比较硫璜在空气中与在氧气中充分燃烧现象的不同,便于得出正确的结论。
现在人都非常关注健康环保,化学实验也要增强环保意识。又如第四册第二章“空气”中测定空气中氧气含量的实验。
原来实验存在的缺点:装置的气密性一般都比较强,导致水面很难达到1/5的理想高度,实验产生的白烟会扩散到空气中污染大气。个别教师在做这个实验时,当燃烧的红磷插入容器中时没有马上塞紧橡皮塞,容器中一部分受热膨胀的空气就会外逸,负压随即产生了,水面高度也能达到要求,但这是一个假现象,一个表面看似成功的现象,整个实验便失去了真实性。
这个实验的改进,主要在仪器和药品上做选择,现在选用:水槽、试管、橡胶塞、烧杯、试管夹、白磷、热水。
实验操作及现象:实验时,选取一个烧杯和一个水槽,在槽中注入少量清水,将划好刻度后的试管固定好,用小勺取少量白磷放入试管中,用手摇晃均匀,再用橡皮塞把管口塞好,在烧杯中加入热水。当把试管放入装有热水的烧杯中,白磷就会燃烧,并伴有大量的白色浓烟。过10分钟后,将试管倒立在水槽中,在水中拔出橡皮塞,此时由于气压差的问题,试管内液面上升,大约占原空间的1/5,操作过程中要眼疾手快。
改进后的优点:整个实验的装置和操作过程都变得简单化了,实验误差较小,现象更加明显。
初中化学实验课是课堂教学的有机部分,二者相辅相成。以上简单列出的几个化学实验优化设计方法还有很多不足之处,希望能和广大初中化学教师进一步共同探讨。
本文以新课改下的初中化学的实验为研究基础,进行了微型化学的研究设计,为学生提供相应的科学探究,来进一步深化初中化学的发展和实际改革。本文对初中新课改的化学实验进行了分析和研究,希望通过本次的研究可以给相关教师和学者提供参考。
一、有关微型实验仪器的相关准备
(一)准备高分子的塑料仪器一套
可以利用相关的师范学院所产生的微型化学等相关仪器一套。主要包括:九孔和六孔的穴板、多用额定滴管和试验箱以及六孔的井穴、滴管架。
(二)相关的微型实验仪器的代用品
胶管、废弃的网线、废铝线和青霉素的空瓶以及塑料碗、果冻盒、滴头和注射液等。
(三)有关微型化学的仪器简表
1、
该图是:六孔的井穴板、九孔的井穴板或者六孔的井穴盖。
其功能是可以作为反应的容器,其相应的温度不要超过50摄氏度,具有点滴板和比色管的作用以及试剂的储瓶等多方面作用。同时,是可以作为液体和液体之间的反映发生器。
2、
该名称为胶管,其可以将液体吸入,倒转向滴管里,然后贴上应有的标签,最后插在滴管的架子上来作为滴瓶来使用。其次,可以将滴管的经管进行加热软化,或者套上微量的低头做成毛细的滴管。第三,和盖组合和六孔井穴板都可以作为分液的漏斗来使用,从而构成液体和液体之间的发生性容器。
3、
该图为微型的酒精灯,用带铝盖的青霉素的瓶来钻孔之后,用相应的铝皮将其包住,然后用面线条作为瓶盖的内的灯芯,然后用注射器将酒精注入到瓶中即可。
二、相关的设计以及研究方案
(一)相应的实验装置,如下图:
该图是在空气中的氧气含量相关的测定装置,1.注射器,2.燃烧的匙,3.可以燃烧的红磷,4.青霉素的瓶,5.水。
(二)相关的实验步骤以及操作
1、在有青霉素的药品外侧划一条线,做记号。
2、将有铁丝的燃烧匙通过青霉素的瓶,然后用匙提取有半个黄豆大小的红磷放在燃烧的匙上。然后,在微型的酒精灯上进行燃烧,然后迅速的插到瓶中将瓶盖扣紧,会观察到有大量的黄色火焰与白烟生成。
3、等白烟溶于水沉降之后,可以用装满水的注射器扎到瓶子中,会观察到注射器中有水在大气的压力作用下会自动注入到瓶中,直到不可以自动注入到水中为止,同时要划上水面的记号。
三、有关氧气的性质和制取的实验
(一)相关的实验装置
(二)相关的实验步骤
1、将盛水的水槽装满水,然后将青霉素的瓶子装满水至于水槽中,与此同时,也要将胶塞反转放在其中。
2、用药匙提取一定量的MnO2,然后置于六孔的井穴板的空穴当中。同时,盖上导气的井穴板盖。再用毛细的滴管来吸取一定的H2N2,最后将尖嘴头插到井穴的插口上。
3、对滴管中的H2N2进行挤压,当反应产生时就会有氧气产生,当产生气泡时,对氧气进行收集之后要按照反转的收集氧气。
4、当对氧气进行检验时,将燃烧的木炭和点燃的硫放入瓶中,就可以观察到当硫燃烧之后就会有蓝紫色的火焰产生同时木炭也会剧烈的燃烧。与此同时,当木炭燃烧之后会就会使澄清的水并的浑浊。当对铁丝进行燃烧时就必须要注重火柴在燃烧之后还会处在燃红的状态同时插入瓶中,此时就可以观察到铁丝在进行燃烧时,火星四射的现象出现。
四、开展教学的实验课程,构建微型的化学实验教学模式
这种教学模式主要围绕着合作和自主的主题来揭示相关的教学内容,最终并达到理想的目标。该模式中所实施的教学方案和原理对学生有着启发性的教学意义。以实际的微型实验为教学载体,进行分组型实验设计,对相关问题进行研究和分析,通过分析结果彼此进行交流。在几年之前的研究中,就已经有相关院校对等组单点的实验和扩大实验进行推广。通过相关的教学实验不仅提高了初中学生的操作能力,同时也激发了实验的创新能力和对实验探究精神的培养,技能和知识以及方法和过程、价值观和情感态度都得到了比较全面的落实。
此外,在相关课题组中的师范生和相关教师都共同出版了相关的微型化学的指导性材料,并建立了相关的网站。对于开发的新型微型化学课程的教育,可以让广大师生更加认可,为初中新课改的改革提供了十分有效的课程性资源。
五、结语
本文以相关的实验为基础,实验是化学课程的主要特征,化学实验对学生的科学素养进行全面的提高有着比较重要的作用。本文以新课改下的初中化学的实验为研究基础,进行了微型化学的研究设计,为学生提供相应的科学探究,进一步深化初中化学的发展和实际改革。为了进一步实现初中教学基础的研究和分析,针对新课程实验教学改革的同时,结合相关的课题研究和实验提出具有研究性的问题,对微型实验进一步深入,可以达到对学生能力和探究的培养,从而发挥更大的教育意义。本文通过对初中新课程的微型化学的实验进行了系统的分析和探讨,希望通过本文的研究和分析可以给相关教师和学者提供参考。
参考文献:
[1]徐玲,许良,周宏,李增春.微型化学实验与绿色化学[J].内蒙古民族大学学报,2009,(04)
[2]戴坤旭.高中化学微型实验与探究式实验的研究[J].中学教学参考,2011,(02)
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2017.01.174
一、化学实验趣味化教学的目的
由于在创设化学实验教学情景的过程中,需要充分考虑到学生的学习能力、学习基础、学习兴趣等实际情况,因此,对于抽象的知识通过看得见、摸得着的,离学生很近的实验教学,不仅让学生记住实验结果,还能引导学生观察实验现象和操作过程,由现象推理出将会产生的结果,联想其他具有同样效果的实验,从而找出规律,甚至自己去创造出新的实验。通过这一系列的训练,可以逐步训练学生的观察、联想、推理、创新能力,达到提高学生整体思维能力的目的。
二、几个初中化学实验的趣味改进设计
(一)小魔术“口吐仙气”
在实验中,让学生通过观察颜色、气味、钐、声音等的变化,对实验中的各项信息进行感知,尽力将生活与化学紧密联系起来。可以在课堂上为学生展示一些化学小魔术之类的有趣的现象。如,小魔术“口吐仙气”,其原理是汽油蒸汽可以点燃,当汽油和空气混合后遇火会发生剧烈的燃烧并发出爆炸声。
做法:事先准备好尖嘴玻璃管、酒精灯、有色塑料管、药棉、汽油、肥皂液、甘油等物品。
操作:在长2厘米的尖嘴玻璃管外套一层有色的塑料管,管内放一个吸饱汽油的棉球。把尖嘴管对着酒精灯火焰,向玻璃管的另一端吹气,当气从尖嘴管出来,遇火便会燃烧,离开火焰后会继续燃烧。如果向玻璃管吹气量稍大时,火焰可以离开尖嘴4~5厘米远,并呈现明亮的蓝色的火焰,十分美丽。这时把玻璃管尖端浸入滴有少量甘油的肥皂液,取出后向玻璃管另一端吹气。当肥皂泡连串出现在空中时,用点燃的酒精棉球去点一个个的肥皂泡,便发出一连串轻微的爆炸和火球,非常有趣。
(二)一封密信的故事
教师为了达到某一课的教学目的,还可以在授课前创设问题情境来引起学生思考,比如,在教授酚酞遇水变红,淀粉遇碘变蓝的知识时,教师可以先自编个故事提问:比如讲关于一封密信的故事,信的主人希望只有某人才能领会信的内容,因此这封信在别人看来是一张白纸,只在特定条件下才会显示字,这该怎么做呢?这个问题就会引发学生积极动脑思考,甚至相互讨论,继而教师让学生带着问题来听课或是观察实验,学生的参与度和积极性就会马上提高了。另外,教师也可以用科普故事或科学史上的事件等等来作为课程的开端。
(三)“铁树”开花
在学习《分子和原子》探究分子运动现象时,我设计了一个有趣的实验:取4条15厘米的细铁丝,下端拧在一起,插在胶塞上,放在玻璃片上,上端分开成树形,将浸有酚酞试液的棉花团绑在树枝上制成“花树”,在玻璃片上滴一滴浓氨水,再罩上一个大烧杯。过一会儿,棉花团由白色变成红色,犹如一株开满红色花朵的“铁树”。学生目不转睛地盯着铁树,充满迷惑,通过实验的演示和教师的提问,能够充分激发学生的学习兴趣,引发学生思考,从而为后续开展课堂教学活动埋下伏笔。
(四)面粉爆炸
在教学中,我们常常会遇到这样的问题:一些演示实验现象不明显或实验难以成功,不利于学生的观察认知。如面粉爆炸实验,我根据实验目的和原理,大胆试用其他材料,经过多次制作、多次实验终于成功了。具体改进如下:
1.实验材料及用具:带有扣盖、透明、壁厚的塑料糖果桶,透明胶卷筒,洗耳球,2根橡皮筋,蜡烛,打孔器。
2.制作过程:①根椐洗耳球尖嘴的水平高度和粗细,用打孔器在塑料桶和胶卷筒上打孔。②用橡皮筋把蜡烛与胶卷筒固定在一起,把蜡烛放在胶卷筒孔的对面,蜡烛要高于胶卷筒约2cm。③把装置组装好,此时,注意洗耳球尖嘴部分与两小孔的密闭性。
3.实验过程:把组装好的装置放在水平的桌面上,用药匙往胶卷筒内加满面粉,点然蜡烛,待蜡烛燃烧正常时,用力捏洗耳球,鼓入空气,可看到气体将面粉吹满桶内空间,面粉急速燃烧,稍等片刻,可听到“砰”的一声,把塑料盖冲出一米多高。此实验装置材料易得,制作简单,在实验进行时能让学生看到装置的内部结构和蜡烛燃烧,看到面粉喷出、燃烧、爆炸的全过程,能够充分验证面粉燃烧并能引发爆炸这一客观事实。
(五)“气”托气球
随着教学的深入,教师可适当地对某些课堂演示实验进行改进、增补,精心设计一些问题,调动学生的主动性,初步培养学生实验设计能力。对于初中生,可从简单实验入手,如讲到“二氧化碳比空气重”这一物理性质时,教师可因势利导,设计如下问题让学生思考:①课本上的演示实验有什么不是之处?②证明“H2比空气轻”的演示实验是如何做的?③能否根据同样的原理设计一实验证明“空气比CO2轻”等,此时,学生思想很活跃,纷纷提出各种改进方案,教师归纳、分析、引导,最后师生共同设计出一个改进方案:在大烧杯中放进一只充满空气的小气球,小气球沉入杯底,然后往烧杯中倒入CO2气体,气球很快上浮。此实验直观、有趣、醒目,又能与前面知识相联系,学生感受很深。这样改变了过去学生被动“听”的状态,大大激发了学生学习兴趣,培养了学生的实验设计能力。