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引导学生创造性实验的有效策略

2017-04-05于卫华

林区教学 2017年3期
关键词:铜片饮料瓶原电池

于卫华

(迎春林业局高级中学,黑龙江 虎林 158403)

引导学生创造性实验的有效策略

于卫华

(迎春林业局高级中学,黑龙江 虎林 158403)

生活中存在许多化学现象,教师要引导学生细心发现,用心思考其中蕴含的化学知识,让化学教学与生活现象相结合,使抽象问题具体化,使学生全面系统地掌握化学原理。在教学实践中,教师要结合教学内容设计与生活贴近的实验,创设与学生生活相关的情境,有效调动学生学习的积极性,开拓学生的思维,有利于学生实验能力和创造精神的培养。

化学;实验;创造

化学是一门以实验为基础的自然科学,在实验过程中,新物质的发现和发明无处不闪烁着创造性思维的光芒;化学又是一门实践性和应用性很强的科学,和生活息息相关,化学物质、化学现象、化学变化无时不在、无处不在,奥秘无尽,趣味无穷。如何引导学生在生活中有效地进行创造性的实验呢?

一、观察生活,模仿实验,培养学生好奇心,激活创新意识

《加油!向未来》是央视创造制作的国内首档大型科学实验节目,一个个或有趣、或惊险的科学实验展现出科学之奇、科学之美、科学之趣、科学之用。

节目中有一个演示玉米粉尘爆炸实验,威力很大,破坏性很强,这也是为什么面粉加工厂严格要求禁烟火的原因。粉尘爆炸的条件至少有三:一是粉尘具有可燃性,二是粉尘的密度,三是是否达到燃点。达到一定密度的可燃性粉尘,一旦遇到燃烧条件,就会像燃气一样发生燃爆。

引导学生模仿试验,启发学生思考如何加大粉尘的密度?如何达到燃点?

在圆形500ml饮料瓶的底部打一个洞,洞的大小能插入一根导管,导管的另一端和打气筒相连;在瓶壁上打一个较大的洞,洞的大小与橡胶塞一致。在橡胶塞的正中打一个小眼,将一根细铁丝对折绞合在一起后,穿过橡胶塞,在铁丝的前端绞入棉球。将胶卷盒去盖后倒扣在瓶口上,实验仪器就制作完成了。实验时取适量干燥的面粉于大饮料瓶中,并将胶卷盒倒扣在饮料瓶瓶口上;将连打气筒的橡皮管出气口对准瓶中的面粉,并插进粉尘中;拔出橡胶塞,将棉球浸上酒精,点燃酒精棉球并迅速塞进饮料瓶中,同时快速按压打气筒从橡皮管一端鼓入空气,使饮料瓶中的面粉扬起充满饮料瓶,面粉在饮料瓶中剧烈燃烧而引起爆炸,胶卷盒被高高抛起。产生如此剧烈反应的原因是加大反应物接触面积,加快反应速度。

引导学生用学过的知识分析还有哪些工厂会产生粉尘引起爆炸。

做模仿实验,教师应该充分考虑,尽量把实验安排得巧妙一些,使平淡的实验变得妙趣横生,这样,就会使学生对化学建立感情,产生浓厚兴趣。孔子说过“兴趣是最好的老师”。学生对这门学科有了兴趣,才会端正态度,掌握相关知识,激活创新意识。

二、用生活用品替代实验仪器,创造性收集实验要求的纯气体

寻找化学仪器的替代品,把生活用品创造性地用于实验,可以使实验探究更加方便。金属钠与水的反应产物氢气比较难收集,把收集气体的试管换成容积可伸缩的矿泉水饮料瓶,如右图。

创新实验制取纯净氢气。

方案一:用饮料瓶装五分之四的水,通过挤压的方式排除空气并为产生的氢气留有存储空间,选一个带有导气管的单孔橡胶塞。用止水夹关闭导气管。橡胶塞下插一小段金属丝,金属丝下端插入黄豆粒大小的钠中,将橡胶塞迅速插入矿泉水瓶中。导气管导入装有肥皂液的蒸发皿中,产生大量的肥皂泡,点燃肥皂泡,证明氢气产生。

方案二:拉动注射器吸出产生的氢气,胶塞上的针头不易拔出换上另一针头,在酒精灯上打出气体形成长长的火焰。现象非常明显。如图。

方案三:U行管做钠与水反应的实验安全方便,U型管的一端也可放带胶塞的注射器,如图。

在实践中不难发现,若干年后学生有可能记不得具体的化学知识,但他们依旧记得一些化学事实。苏霍姆林斯基曾说:“所有智力方面的工作都要依赖兴趣。”化学实验是化学的基本特征,也是激发学生学习兴趣的有力手段。同时,也发掘了学生利用生活用品创造性实验的潜能。

三、改变实验思路,培养求异创新精神

注射器取用液体、气体非常方便,在替换某些仪器、用作反应容器、改变气体压强、排气送气等方面起到了意想不到的效果,它在化学实验中得到越来越多的运用。

教学中,要引导学生善用注射器,巧做化学实验。

例如,铜与稀硝酸的反应实验。

该反应会产生有毒的一氧化氮气体,而且一般装置中留有空气,所以开始看到就是红棕色的二氧化氮,而不能很好地说明生成的气体是一氧化氮,更不易观察一氧化氮转化为二氧化氮的过程。而用注射器可以解决这些问题。

铜与稀硝酸反应:

(1)步骤:

取一段铜导线,用砂纸打磨,放入注射器筒内,先吸入少量水,推压注射器,赶尽里面的空气,然后吸入约20毫升稀硝酸(稀硝酸要先加热至约70°C,可以加快反应速率),迅速把针头插入橡皮塞堵住针口。

(2)观察:

无色气体体积生成,然后除去橡皮塞打开针口,吸入一定体积的空气,发现针筒内气体由无色变为红棕色。再吸入少量水振荡,可以看到红棕色逐渐消失,变为无色。完毕后,取一只小烧杯,加入氢氧化钠溶液,把针筒中的气体和溶液推入烧杯中,吸收有毒的气体。

四、改变实验方案,创设探索的空间

课本实验原电池改装成可乐电池,串联成电池组,可视性、趣味性更强。可乐电池装置如下图:

包含的材料有:易拉罐4个,20厘米长1厘米宽铜片4片,鳄鱼夹的导线5根,红色发光二极管2个,砂纸1张。

制作过程:

1. 用剪刀将易拉罐去盖,做成烧杯。

2. 用砂纸把易拉罐内壁打磨一遍,去掉铝皮表面的氧化层,原电池的负极(金属铝)部分就完成了。下面开始制作正极(金属铜)的部分。

3. 取一片铜片,同样用砂纸将其表面打磨干净。然后用钳子把它折成一个细长的“U”字形。

4. 取一张硬纸板,用壁纸刀在中间位置切两条平行的缝隙,以刚能将弯折后的铜片塞进去为宜。至此电池的正极(铜)部分就完成了。

5. 将正极铜片放进负极铝罐内,要求铜片底部尽量接近铝罐底面,但不能接触。铝罐内灌入可口可乐或饱和食盐水或白醋或果汁等电解液,1个原电池就做成了。

6. 将4个同样的原电池串联,组成电池组。注意:电解液液面比铝罐边缘低1厘米为宜,串联的时候,鳄鱼夹夹紧铝罐的边缘,但不能接触电解液。

7. 接上红色发光二极管(注意二极管的正负极)。这种自制的原电池能力强大,可以使二极管连续发光一天一夜。

教师进行化学实验时,为了让同学们更好地融入和接受,可以从大家熟知的事物入手,改变实验方案,创设开放性的实验环境,学生就会带着挑剔的目光对每一个实验进行思考、批判、改进,学生的创新意识和创新能力就会得到提高。

生活中存在许多化学现象,教师要引导学生细心发现,用心思考里面蕴含的化学知识。让化学教学与生活现象相融合,使抽象问题具体化,使学生全面系统地掌握化学原理。在教学实践中,教师要结合教学内容设计与生活贴近的实验,创设与学生生活相关的情境,有效调动学生学习的积极性,开拓学生的思维,有利于学生实验能力和创造精神的培养。

〔责任编辑:李海波〕

Effective Strategies to Guide Students’ Creative Experiment

YU Wei-hua

(Senior Middle School of Yingchun Forestry Bureau, Hulin 158403, China)

There are many chemical elements in life, Teachers should guide students to carefully think and find the chemical knowledge of them. Through the life chemistry case teaching, chemistry teaching and life phenomenon can be fused, abstract problems are more specific and students can have a comprehensive and systematic grasp of chemical principles. In teaching practice, teachers should design the experiments which are combined the teaching content with life and provide some related life situation, which can effectively mobilize the enthusiasm of the students, develop students’ thinking and is conducive to the students’ experimental ability and creative spirit.

chemistry; experiment; creation

10.3969/j.issn.1008-6714.2017.03.041

2016-12-26

于卫华(1969—),女,山东文登人,中学一级教师,从事中学化学教学研究。

G633.8

A

1008-6714(2017)03-0088-02

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