事实胜于雄辩 兴趣源于良师
——验证性实验改进、探索之点滴
2015-02-17
事实胜于雄辩 兴趣源于良师
——验证性实验改进、探索之点滴
杨华山 (甘肃省张掖市甘州区试验场学校 734000)
验证性实验的改进和探索,要凸显化学实验的趣味性和探索性,培养学生的创造性思维,激发学生的学习兴趣。
验证性实验 改进 探索兴趣
赞可夫说过:“教会学生思考,对学生来说,是一生中最有价值的本钱。”笔者认为化学实验的改进与探索能为学生提供充足的思考空间,只要抓住实验中存在的问题与疑惑,让学生有一个思考的载体,不断思考如何解决问题,就能使他们有所提高,有所进步。
一、事实胜于雄辩
初中化学教材中的演示实验,如果照方抓药呈现给学生,就很难有效地培养学生的创新思维。若将验证性实验进行不同程度的改进,引导学生适度探索,适时适量地增加探索性实验的内容,就能培养学生的创造性思维,让学生更好地理解、掌握化学知识。
【案例1】Cl-和SO42-的检验实验中,学生往往不理解为什么要在实验中加入稀HNO3。为了解决这个疑问,可补充下面实验:向Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液或AgNO3溶液,都可看到白色沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀溶解且有气泡产生。通过与检验SO42-或Cl-的实验现象相比较,学生就能很容易理解稀HNO的作用是为了防止3的干扰。
【案例2】讲CO2与水的反应时,如果我们仅仅按照教材所说的那样,向盛有适量蒸馏水的试管中滴几滴紫色石蕊试液,然后通入CO2观察石蕊试液颜色的变化,待紫色石蕊试液变色后,停止通入CO2,将试管移至酒精灯火焰上加热,再观察紫色石蕊试液颜色的变化。此实验不能准确得出CO2与H2O反应生成H2CO3的结论,学生听了也只是将信将疑,说服力不够强,因为紫色石蕊试液变红可能是CO2作用的结果,也可能是H2O作用的结果,还可能是CO2和H2O共同作用的结果。
改进后的实验为:课前准备四朵用石蕊染成紫色的干燥的纸花,分五步实验进行:(1)向第一朵花上喷稀醋酸;(2)向第二朵花上喷H2O;(3)第三朵花直接放入CO2中;(4)第四朵花喷H2O后放入CO2中;(5)第四朵花变色后取出,在火焰上小心微热。
设计意图:(1)(2)(3)是让一种因素对石蕊实施影响,为(4)作铺垫,目的是使学生认识到是CO2与H2O反应生成的H2CO3使紫色石蕊试液变红,(5)是说明H2CO3的不稳定性。
通过实验可以得到下列结论:(1)石蕊是一种色素,遇酸变红;(2)H2O不能使石蕊变红,CO2也不能使石蕊变红;(3)CO2与H2O反应生成H2CO3,H2CO3使石蕊变红;(4)H2CO3不稳定,容易分解成H2O和CO2。
【案例3】在做金属氧化物与酸反应的实验时,教材上只让学生探究了CuO与稀H2SO4、铁锈与稀HCl的反应。为了更进一步探究酸能跟较活泼金属发生置换反应,放出H2这一性质,将其改进为:将一根洁净的铜丝一端绕成螺旋状在酒精灯火焰上灼烧至黑色,然后趁热放进稀H2SO4中,一会儿就可以看到螺旋上的黑色消失,铜丝又变得光亮了,溶液也由无色变成蓝色。同时,将一根生锈的铁钉浸入盛有稀HCl的试管中,一会儿就可以看到铁钉表面的铁锈消失,溶液由无色变为黄色,且铁钉表面有气泡产生。这一实验具有节约、省时、相互形成对比的特点,既加深了学生对金属氧化物与酸反应性质的理解和实验现象的记忆,又探究了Cu和Fe的活泼性,增强了实验效果。
二、兴趣胜于良师,而源于良师
兴趣是最好的老师,好的老师又是激发学生学习兴趣的开拓者。教师在验证性实验改进、探索的过程中应适当增加实验的趣味性,激发学生的学习兴趣。
【案例4】在做完燃烧的条件后再让学生思考:烧杯内水中的白磷是否也能燃烧呢?根据燃烧的条件你能想出什么办法吗?常用方法:用导气管通入氧气,使白磷在水里燃烧。存在的问题:通入氧气的速率和流量不易控制。表现在:气流大了则把白磷吹散了,看不到燃烧现象;气流小了则氧气不够,也看不到燃烧现象。不妨进行以下改进:把1只小烧杯(50ml)放入1只500ml的大烧杯里,往大烧杯里倒入200ml热水,再把白磷放入小烧杯里(限制白磷的移动范围)。用注射器(50ml)从氧气瓶中吸入约50ml氧气,然后把针管插入水下的白磷球里,使氧气慢慢注射到水里的白磷上,白磷在水里剧烈燃烧,火光闪烁。学生惊呼:水里也能燃烧,简直神了!
【案例5】讲CO2与Ca(OH)2的反应时,在小烧杯中盛约三分之一体积的蒸馏水,加入2~3滴酚酞溶液,将一小块洁净的大理石放入小烧杯中,溶液颜色不变化。然后用坩埚钳取出石子,放在在酒精灯火焰上灼烧至红热,当听到有轻微的炸裂声时,将其放入滴有酚酞溶液的小烧杯里,溶液立即变成红色。再用嘴吹入CO2一会儿,溶液变浑浊,红色消失。该实验改进后贴近生活,联系实际,现象明显,既能使学生掌握碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙(钙三角)之间的关系,又激发了学生学习的兴趣。
【案例6】H2还原CuO的实验,我是用右图的装置进行的,方法为:用向下排空法收集一试管H2,将铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑后,立即伸入试管中(管口至管底缓慢伸入),可以观察到黑色铜丝逐渐变为红色,同时管壁有水珠出现。此实验的优点是:操作方便,快而明显,证明性质更多(如可以明显看出氢气的密度小),更能引起学生的兴趣。特别是当学生分组实验时,更加实用。如果用教材中的CuO粉末在试管中做实验,不仅试管底部常常渗进红色铜而很难清除,而且由于温度过高会使试管底部变形,导致试管大量报废,严重影响学生分组实验的开展。我采用上图的方法,分组实验开展得很顺利。
化学家戴安邦说过“化学实验是学生学习化学的最佳场所。”我们要通过挖掘教材上的实验信息,适当拓展、发展探究性学习,通过改进后的实验,培养学生对知识的迁移能力,提高学生的学习兴趣,进而提高化学教学的有效性。
(责编 房晓伟)