提高中学化学实验的生活性和趣味性——以改进现有的化学实验为例

江苏省南京市第九中学(210018) 李虎山

“实验教学”在高中化学教学中有极其重要的地位和作用,可以通过提高中学化学实验的生活性和趣味性,优化并改进实验,提升实验教学的效果,达到激发学生的学习兴趣与欲望,培养学生的核心素养之目的。

中学化学中,元素化合物部分的许多知识都可以用实验去验证或呈现,以加深学生印象,帮助学生根据实验现象去强化记忆知识点或知识体系。通常情况下,可以对实验进行如下两方面的改进。

1 改进基础实验,使实验更加趣味化

真正的兴趣意味着一个人融化于某一行动过程中。研究表明,知识的生活化与兴趣化与学生已有基础知识产生共鸣时,会大大激起学生的学习兴趣。一种想要探究奥秘的愿望变成不可遏制的欲望,会激发人去行动。

在元素化合物的教学中,学生对所学知识的理解与掌握,必然会引起他们对知识体系的联想与构建。而将元素化合物的重要化学性质与可视化的实验,尤其是“趣味化”的实验相结合,无疑对元素化合物部分知识的学习是有效的。于是笔者改进了部分基础实验,创设了“趣味实验”这一实验形式,并结合课本教学内容设计了如下实验,具体实验内容见表1。

表1 趣味实验

此外,我们也可以将乙醇被强氧化剂 (酸性KMnO4、K2Cr2O7等)的氧化过程设计成 “魔棒点火”、将Na2SiO3与CO2反应生成的硅酸具有受热分解且不能燃烧的性质设计成 “防火滤纸”、水催化金属铝与碘的化合反应设计成 “滴水生烟”等系列趣味实验。笔者曾进行过为期一周的 “课外实验兴趣周”的活动,从学生的参与热情、认真准备的态度和实验过程的收获及结果的表达等方面来看,这样的实验设计有利于学生体验科学探究的过程,加深学生对科学本质的认识,切实提高了学生的实验探究能力。

2 拓宽知识渠道,使实验更加生活化

化学源于生活并服务于生活。生活中无处不在的化学变化和现象,可以通过建立化学模型,推广绿色化学的理念,拉近化学与人类的距离,也让化学更加贴近社会,这也成为化学实验改革的重要指导思想。

新课程安排了很多家庭小实验,尽可能将实验内容平常化、生活化。例如,笔者给学生设置了下列课题:如何尽可能使用生活或厨房物品来检验加碘盐中KIO3的存在。

生活味浓郁又极富开放性的研究课题,使得学生的思路得到最广泛的释放:①加碘盐中的KIO3的含量如何;②检验时如何处理KIO3的含量较少的问题;③检验KIO3的存在中学化学常用的方法是检验I－、IO－3,还是I2;④有许多种方法可以使KIO3被还原,结合试剂的来源,哪种方法最好;⑤确定检验碘元素的方法后,最佳试剂的选择依据是什么……

学生就此系列问题展开讨论与实验,最后由小组汇报方案。

2.1 方案Ⅰ

(1)将200 g干海带灼烧成灰,用水浸泡后过滤,将滤液浓缩液后备用。

(2)取加碘食盐100 g,配成饱和溶液备用。

(3)将 (1)、(2)操作中所得的2种溶液各取30 m L放入烧杯中混合,并加10 m L白醋,充分搅拌后静置2～3 min。

(4)在 (3)操作中所得的静置液中滴加面汤或米汤。

(5)观察溶液颜色变化,得出结论。

2.2 方案Ⅱ

(1)取加碘食盐100 g,配成饱和溶液备用。

(2)取饱和食盐水30 m L,加入10 m L白醋,再加入2 m L饱和Na2SO3溶液,充分搅拌后静置。

(3)向 (2)操作所得的溶液中滴加5 m L 5%左右的H2O2约,搅拌后静置片刻。

(4)向 (3)操作所得的溶液中滴加面汤或米汤。

(5)观察溶液颜色的变化,得出结论。

2.3 拓展问题

笔者对学生陈述的方案给予了高度肯定,但两个方案有较大差异,笔者又请学生结合下列问题思考后解答。

(1)怎样用化学方程式表示方案Ⅰ、方案Ⅱ的反应原理?

(2)从原理上讲,方案Ⅰ中若观察到溶液颜色出现紫色,是否能说明加碘盐中一定含有KIO3?

(3)方案Ⅰ、方案Ⅱ各自的优缺点是什么?哪个方案能较好的完成本命题?

本课题方案的设计从原理上分析如下:①将食盐中KIO3用还原剂还原为I－或碘I2,②然后用淀粉溶液去检验I2以证明碘元素的存在。这其实是一种常规的检验模式,依据这一模式,学生学会了设计检验的方法,而且从环保角度选择了绿色环保的方案,这与 “模型认可,绿色运用”的核心素养理念不谋而合。

3 结束语

生活之中有化学,处处留意皆学问!我们可从啤酒或可乐中获取CO2;用白醋和易拉罐反应制取H2进行爆鸣实验;还可以用茶水中含有的茶多酚检测地下水中的Fe3＋……这些来自于生活中的实验不仅原料易得,而且绿色、安全、环保。

人人可做的生活化实验,可大大激发学生的学习兴趣,并由此让学生感受到化学并不是那样的神秘莫测,而是研究发生在我们身边实际问题的科学。同时也让学生更加清晰地认识和理解化学在生活中的广泛应用及其对社会的重大贡献和价值。

学习是学习者在经验的基础上主动建构对意义理解的过程。实验教学对于建构学生的知识体系、能力体系、核心素养体系的作用不容小觑。以实验改进丰富教学,对学生的化学核心素养的提升不仅切实可行,也极其有效。