让迷你趣味实验为初中化学课堂添彩*
2015-03-13胡绮妙
胡绮妙
(广州市第十六中学 广东广州 510080)
实验是化学教学的灵魂。在教学中,教师除了要重视演示实验、学生分组实验外,还应该重视以“趣、简、省、巧、新”为特点的迷你趣味实验的开发和利用。与其他实验相比,迷你趣味实验具有取材容易、制作简单、现象明显、生动有趣、贴近生活等鲜明的特点,对初中生而言, 这类实验更加能够起到吸引注意力、激发兴趣、调动学习积极性的作用。
在探索迷你趣味实验的设计过程中,笔者结合人教版九年级化学教材的使用进行了有益尝试,也取得相应效果,现例举如下,以期抛砖引玉,体味迷你趣味实验为初中化学课堂增添色彩。
例1:体味大气压强的存在
上册27 页 【实验2-1】“测定空气里氧气的含量”,在讲解该实验原理时,建议补充做2 个简单有趣的小实验:
如图1,该迷你实验形象地说明看似空无一物的空气其实是真实的存在的!
如图2:找一段粗细合适的玻璃管与塑料洗瓶(或洗耳球)的尖嘴配套,组成装置。先挤压洗瓶,后松开手,红墨水会沿着玻璃管产生倒吸,现象明显,快速简单。这样,可以帮助学生轻松地理解:当瓶内气体减少(即压强减少)时,连接密闭装置的玻璃管就会产生水倒吸的现象[1]。
图1 大气压承托纸片直角玻璃管
图2 红墨水形成倒吸的实验
例2:自制简易“秤”证明二氧化碳密度大于空气
CO2密度大于空气,使用天平称量能够进行比较。如果能够设计一个有一定的观赏性的简单实验进行说明,将起到事半功倍的作用。笔者设计了一个简易“秤”来称,一劳永逸,同行们看过演示的效果都拍案叫绝。
如图3:先把两个透明的一次性杯子用细棉线系在大吸管(最好是麦当劳粗吸管)两端,大吸管中间连接线,系在一个带吸盘的硬管(儿童玩具枪配套的吸盘正合适)上,这就制成一个灵敏“天平”(若演示时出现两端不平衡的情况,可用往塑料杯中投入纸屑调平),演示时可直接用吸盘沾水粘在黑板上。然后把收集好的CO2倒入,可看到非常明显的倾斜,即完成了实验。不瞒你说,当学生看到你拿出来的用生活物品打造的“秤”,已经兴趣十足,同时对老师的奇妙设计显出十分佩服的表情!
例3:点燃氢气的爆炸实验
用一次性纸杯(或塑料杯)做氢气爆鸣实验,实验成功率可达100%,安全,现象明显,而且可让学生上台演示该实验。
图4 氢气爆鸣实验的改进
如图4, 在桌面倒放一矿泉水瓶盖,放入一粒黄豆大小的锌粒,倒入浓度较大的盐酸(以盖过锌粒为宜), 迅速倒扣纸杯(或塑料杯),杯底戳一小口(刚好能堵黄豆大的棉花为宜)。约1 分钟后,让一学生轻拔走棉花后,用燃着的小木条点燃,爆鸣声大,有时还可看到火焰,带给观察者视觉和听觉上强烈的感受,趣味性很强。
例4: 降低温度至着火点以下燃烧自然熄灭的实验设计
对于“燃烧和灭火”这一节内容,学生对隔绝空气可以灭火的原理很容易理解,但是对“降低温度至可燃物着火点以下可以灭火” 的原理缺乏感性认识,总持怀疑态度。为了解决这一问题,使学生真正理解这种灭火原理,可以设计如下实验来说明[2]。
如图5: 点燃小铝盒中的酒精;用坩埚钳把小铝盒放在冰水面上,学生这时可以看到由于温度的降低而使火焰慢慢变小直至熄灭。为了使观察到的现象更全面,把小铝盒拿出来,重新点燃,残留在小铝盒中的乙醇在空气中再次燃烧起来。如此可以反复操作,现象明显,效果非常好。至此学生对降低温度可以灭火深信不疑,同时也加深了对灭火原理的理解。
例5:氨分子的扩散实验
上册49 页【探究】“分子运动现象”,涉及到有刺激性气味的氨气,适宜采用微型化实验[3]——减少药品的用量。
如图6,没了胶囊的药品铝箔板的凹槽,或饮料瓶的瓶盖可用来代替小烧杯,半截的矿泉水瓶代替大烧杯,氨水和酚酞溶液各滴入一滴即可。另外,实验后,向氨水中滴加适量的稀盐酸来中和,这样的简单处理能轻松地实现绿色化。
改进后在投影仪垫上一硬纸板进行演示,展示时还可以方便地端起硬纸板,拿给坐在教室后面的学生看、闻气味,演示的效果很好。
例6:木炭的吸附性实验的改进
上册107 页 【实验6-1】“木炭的吸附性实验”,按该方案来实验,所需时间长,现象不明显,效果不佳。若投入木炭块状过大,脱色不明显;若木炭过碎,脱色显著,但造成溶液呈现黑色混浊,不便观察。笔者设计的这2 个实验,耗时小,操作简单,褪色效果明显。
图5 降温可以灭火原理演示
图6 分子不断运动实验的改进
如图7,用U 形管事先填好炭粒,两端用脱脂棉塞好,从A 端倒入红墨水,从B 端出来的是无色的水,快速明显,不足之处是炭粒用量大,二次使用时要更换棉花。所以,图8 更加绿色化。
如图8, 试管C 中先加入红墨水,再加入1 药匙的碳粉,可见试管C 内液体黑色浑浊,此时,塞入一团棉花,用玻璃棒压至试管底部(即试管D 的效果),上层立刻显示无色,实验效果快速明显,学生往往惊呼神奇。
例7:浓硫酸吸水放热
先用火柴头点取浓硫酸, 放置在空气中30 秒即可引燃火柴(天气过于潮湿时只看到冒烟)。然后用温度计的水银球部位蘸取浓硫酸,观察温度计读数的变化,1min 左右温度可以升14℃~16℃。该迷你实验简单容易又趣味横生,学生的印象深刻。
例8:压强对气体溶解度的影响
下册38 页【讨论】“有关气体溶解度的讨论”。笔者曾设计一个简单的“水中跳蚤”[4]的迷你趣味实验来说明。实验的教学过程如下:
图7 木炭吸附实验的改进1
图8 木炭吸附实验的改进2
教师 学生拿出一袋葡萄干,请学生品尝 品尝葡萄干找出几粒较大的葡萄干,放入一只大玻璃杯中,打开一罐听装雪碧,喝了一口 哄堂大笑将雪碧倒入玻璃杯,观察现象:葡萄干在雪碧中上下运动,持续了很长时间 好奇、惊讶
该实验的原理是压强对气体溶解度的影响,笔者设置这个贴近生活的场景, 给学生留下深刻的印象!它利用学生熟悉的生活用品而不是陌生的实验仪器,充分展示了化学的魅力, 激发学生极大的兴趣。【讨论】栏目如果能够增加这类迷你趣味实验,能极大地调动学生上课的积极性。
例9:说明“可用的淡水资源不足”
上册68 页【学完本课题你应该知道】“1.地球上的水储量是丰富的,但可供利用的淡水资源是有限的”。这个知识点的落实可以使用模拟实验来说明,如图9:
图9 地球淡水资源不足的模拟实验
该模拟实验是笔者在参加国培计划(2013)骨干教师培训时,由徐州西苑中学特级教师李德前老师介绍的, 经实践后觉得效果很好。该迷你实验简单、直观、形象的显示:在地球这个大水缸里人类可以利用的水只有1 滴!
由上述的几例迷你趣味实验的使用,我们可以体味到它的几个显著特点:趣、简、省、巧、新。
1.凸显趣味性,简单又趣味横生,让课堂“炫目”起来
合理地选取一些与日常生活紧密联系的实际内容设计成系列趣味化实验,不仅显得不拘一格,还能给学生带来新鲜感而显趣味性。同时,体现了实验形式的多样性和实验者的创新精神。如,例1 和例2,这两个实验巧妙地使用一些日常生活中的物品做实验,趣味性强、学生爱看,简化了实验的操作过程,既使学生明白了道理,还增强了实验的亲和力,使学生感到“化学就在身边”,化学像魔术一样有趣。
2.凸现绿色化,节省又小巧玲珑,让课程资源“丰富”起来
绿色化是实验迷你化、趣味化的重要内容之一,主要通过推行微型实验凸显这一理念。微型实验以新颖精巧的仪器设计、灵活自由的仪器组装激发了学生的好奇心,调动了学生的实验兴趣,增强了学生的实验积极性和创造欲望。如,例6,提起化学仪器,我们总会想起烧瓶、烧杯、试管等这些常见仪器,而这个微型实验巧妙的运用生活中废弃品,小巧玲珑,学生很喜欢! 它体现了微型实验的两个基本特征:仪器的微型化和试剂的微量化,且反应现象明显[3]。同时,达到了节约时间、易于开展,能够实现学生人人动手实验的作用[1]。
另外,演示过程中形式的改变也起到了趣味化的作用。如,例3 和例4,经改进后,可以让一部分好胜心强,动手能力强的学生轮流参与演示,这样既降低学生对实验的陌生感,同时创设了互动、和谐的教学气氛。
3.改进教材的实验或演示方式, 创新又耐人寻味,让课堂“活跃”起来
对于一个理论知识,如果能够有意识地设计一个新颖的实验或实验探究过程, 让学生去感知和体验,可以逐渐训练学生解决实际问题的思路和方法。重要的是能拉近学生与实验的距离,降低化学实验的神秘感,营造轻松愉悦的课堂气氛,甚至能激发学生的创新意识,如,例7-例9。
可见,迷你趣味实验设计从教学实际出发,以新颖的面貌出现,学生印象深刻,有助于理解知识。笔者认为,迷你趣味实验的“趣、简、省、巧、新”,与时俱进,不断创新,以简求胜,高质量地发挥实验的功能,为课堂增添了色彩。
[1]胡绮妙.高一化学教学中特殊实验道具的使用[J].实验教学与仪器,2010,(6)
[2]朱恩.中学化学实验微型化的探索[J].教学仪器与实验,2007,(11)
[3]王震宇.例谈改进化学实验的几点体会 [J].化学教学,2008,(03)
[4]彰化师范大学化学系.中学化学示范实验,http:/ /163.23.211.3 ,2007(6)