反应现象清晰度的实验设计论文

2022-04-12

今天小编为大家精心挑选了关于《反应现象清晰度的实验设计论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:以铜和浓(稀)硝酸反应为例,用医用注射器、三通旋塞等对实验进行微量化改进。通过智能手机拍摄结合希沃授课助手将实验过程实时传输大屏幕,得到放大的画面,有利于学生对实验现象的观察。改进后的实验能完成铜与浓(稀)硝酸反应性质的验证,药品用量少、现象明显、材料易得,适合教师在演示实验教学中使用。

反应现象清晰度的实验设计论文 篇1:

增强化学演示实验可视性的策略研究

化学实验可以为学生学习化学知识、技能提供实证基础和感性材料,是化学教学的重要内容和必要手段。演示实验是由教师进行的表演和示范操作,是指导学生观察和思考的课堂实验,它是化学教学中最常用的直观手段之一。它能化抽象为具体,化枯燥为生动,帮助学生从宏观向微观过渡,使概念、原理容易理解并集中学生的注意力;它能启发学生的思维,帮助学生理解物质变化的本质和规律,获得新的化学知识;它能培养学生科学的思维方法以及观察能力、实验能力、分析问题解决问题的能力,达到事半功倍的效果。

一、演示实验的现状及成因分析

演示实验一切功能的发挥都不能离开观察,学生只能在教师演示所给现象的基础上进行观察。目前,演示实验教学最突出的问题之一是演示过程中可视性差,实验现象不明显,效果不理想。学生无法看清楚操作过程和实验现象,尤其是坐在后排的学生连药品、仪器都看不到,这样不仅不能创设较好的化学学习环境,使学生形成技能、理解概念和规律,更不能激发学生的学习兴趣和求知欲。

化学演示实验中存在可视性差的主要原因有:①外界因素,即教师在课堂上对学生的关注度不够,课堂上虽做了演示实验,但受时空的限制,学生观察的视角小、清晰度低;②演示实验本身因素,即由于实验本身存在的缺陷,如实验药品、实验仪器、实验方案、实验结果输出形式等导致演示实验的可视性差,而一些教师教学理念陈旧,仅仅按照教材的实验设计按部就班地开展演示实验教学,没有针对实验存在的缺陷进行改进。

二、增强演示实验可视性的策略

基于此,笔者在化学实验教学过程中不断思考,并进行实践,让学生反馈各个演示实验的效果,以最大程度提升演示实验的可视性。要增强演示实验的可视性,除了教师自身要提高课堂上对学生的关注度和更新教学观念外,还可以从改变外界因素和改进演示实验本身这两个方面改进实验技术。

(一)改变外界因素

1.利用位置变换

所谓位置变换,就是改变学生(或教师)与实验仪器的位置,以达到增强实验可视性的目的。位置变换包括:学生(或教师)的位置变换、实验仪器的位置变换等。在演示实验的过程中,如果实验仪器不便移动则可变换学生的位置,让学生到讲台附近观察,拉近学生与实验之间的距离,从而增强可视性;如果实验仪器很容易移动且学生必须近距离才能看清,教师则可将实验的结果拿到学生面前让每位学生观察,让他们有更直观的认识。

在做“水的沸腾”的演示实验时,可将学生聚集到实验仪器附近,让学生近距离观察并记录实验前后发生的现象,从而认识水的沸腾是物理变化。

在做“氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应”的演示实验时,为了让学生观察到生成沉淀的现象,可将生成的蓝色氢氧化铜絮状沉淀和原来蓝色的硫酸铜溶液一起拿到学生的座位上,让学生在对比观察中对沉淀和溶液有清晰的认识。

在做“二氧化碳的实验室制取”的演示实验时,由于教师和学生处于“面对面”的位置,此时教师可将演示实验仪器变换位置,使讲台桌上实验仪器的摆放与学生座位保持同一个方向,同时为了不遮挡学生的视线,教师反向或侧身操作示范,这样可以保证学生模仿实验操作时与教师的示范操作一致。除此以外,有时还需将实验器材垫高以达到增强可视性的目的。

2.利用背景衬托

做演示实验时,反应体系颜色的深浅有时会影响到观察效果。遇到反应的体系颜色浅时,可在此体系背后加上黑色的衬幕;遇到反应的体系颜色深时,可在此体系背后加上白色的衬幕。从而使学生清楚观察到实验现象。

在做“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊”的演示实验时,可在装石灰水的试管后面加上一块黑色硬纸板,此时学生在讲台下可清楚地看到白色浑浊。

在做“酸、碱中和滴定”的演示实验时,以酚酞为指示剂用标准的氢氧化钠溶液滴定盐酸,通常在盛放盐酸的锥形瓶下方垫一张白纸,可方便观察滴定时锥形瓶内溶液颜色的变化,有利于准确判断滴定终点。

3.利用多媒体展台或摄像头

很多演示实验必须在讲台上完成,由于反应装置规模小而教室范围大,多数学生对实验中的细微现象的观察较为模糊,特别是距离讲台较远的学生更是如此。教师可充分利用多媒体展台,通过大屏幕投影,实时展示实验过程。也可以在多媒体电脑上连接QQ摄像头,在学生的协助下,教师调整摄像头,针对实验中的重点内容,有目的地进行“直播”,提高细微现象的可视性,极大程度地照顾班级“边远”座位的学生。对于实验要求较高、在课堂演示成功率较低,或者反应进行比较缓慢、耗时太长,且伴随着一些无关紧要的环节的实验,可以事先拍摄成视频或图片,把最佳的实验现象和实验结果或者重要的实验片段呈现给学生,还可以进行“快放”或“慢放”,重复地进行重点观察。

在做“金属钠和水的反应”的演示实验时,在讲台上演示时,坐在后面的学生普遍会感觉现象不明显,而改用多媒体展台并通过大屏幕实时展示实验过程,学生可以在投影大屏幕上清晰地观察到“浮、游、熔、响、红”等现象,实验效果明显提高。

在做“氮气和氧气的反应”的演示实验时,由于此反应耗时长且伴随着一些无关紧要的环节,采用视频拍摄和剪辑技术,既可为学生提供实验全过程,又能突出重要的实验片段。

(二)改进演示实验本身

1.利用染色

实验时,将水、酒精等无色透明或不易观察的液体,染上易刺激学生视觉的颜色,能使实验的可视性增强。

在做“空气中氧气含量的测定”的演示实验时,在烧杯中装入一定量的水,实验结束后后排的学生看不清楚水倒吸入集气瓶的现象。若事先在烧杯的水中滴入几滴红墨水,就能很好地解决这个问题。

2.利用强化(或弱化)法

强化(或弱化)法是指通过改变原有实验方案中的某些实验条件或实验装置,使正实验的效果得到强化(或负实验的效果得到弱化)的方法。

在“用普通手电筒做丁达尔效应”演示实验时,由于普通手电筒光柱太大,必须在黑暗的地方或者天黑的晚上才能看到明显的实验现象。若改用强度大、单色性好、频率可调节的激光代替普通手电筒做丁达尔效应演示实验,即使不遮光,在明亮的教室也能看到明显的实验现象。

在做“分子间有间隔”的演示实验时,旧教材是将100 mL的水与100 mL的酒精混合,由于量筒太粗,总体积变化不太明显,这样既浪费药品,实验现象又不明显。可以将实验改进如下:用胶头滴管代替量筒,用胶头滴管吸入二分之一的红墨水;再用注射器将胶头滴管注满水;用手堵住胶头滴管管口,上下晃动几下,可明显看到液柱下降了很大距离。改进后的实验仪器易得,操作简便,用量很少,现象明显[1]。

3.利用替换法

替换法是通过对实验药品或实验装置中的某一部分进行替代,来达到增强实验效果等目的的方法。此法往往与强化(或弱化)法结合在一起,替换的结果也就是强化或弱化某一因素。

在做“铁丝在氧气中燃烧”的演示实验时,一般的铁丝不易燃烧,可视性较差,若改用从石棉网上拆下的细铁丝替代,则效果显著提高。

在做“一定温度下氯化钠的饱和溶液是否还能继续溶解其他溶质”的演示实验时,若把蔗糖加入到该溶液中,学生几乎看不到什么变化,若改用高锰酸钾代替蔗糖加入饱和氯化钠溶液中,学生可明显观察到溶液由无色变为紫红色,实验效果显著提高。

4.利用变换输出法

由于实验结果较多通过视觉传递,对于“没有实验现象”的化学变化,可将其转化为“可视化”的实验过程,增强演示实验的教学效果[2]。变换输出法是一种通过改变实验结果的表现形式,使实验现象“看不见”的表现形式转化为另一种实验现象“看得见”的表现形式的方法,从而增强演示实验的教学效果。例如,通过气球膨大来表现反应中放热现象;通过添加色素来表现液体的分层现象;通过有色液柱的高度落差来表现反应体系的压强变化;通过电流计指针的偏转或者是发光二极管的亮光、音乐贺卡的乐曲声来表现原电池中电流的产生;通过直接用数字显示的方法来表现化学反应变化的温度、浓度、色度、pH、气压等各种数据的变化,如手持技术设备的使用。

在做“溶解时的吸热或放热现象”的演示实验时,教材是利用温度计测物质溶解前后溶液的温度变化来探究的。用温度计测量,不仅读数慢,而且只能由几个学生上台读数,这种观察方式学生参与度不高,课堂松散,教学效果不好,且大多数同学失去了观察的机会。[3]改进后实验(如图1所示)将烧杯改为具支锥形瓶,并装有插入小试管的单孔橡皮塞,在支管口接上U型玻璃管。实验前在小试管中注入四分之一的水,U型玻璃管中注入红墨水(共三套),然后分别往小试管中加入两药匙NaCl、NH4NO3、NaOH三种待测固体。改进后,实验结果的表现形式由温度计读数变化情况变换为有色液注的变化情况,有利于增强实验现象的可视性。

在做“酸和碱之间会发生什么反应”的演示实验时,除了借助指示剂指示氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸过程中溶液酸碱性的变化外,还可以借助手持技术,用 pH传感器实时测出溶液的酸碱度变化,也可在多媒体屏幕上实时生成变化曲线,让学生更直观地理解反应过程中溶液酸碱性的变化情况,促进学生对中和反应原理的理解,从而增强演示实验的教学效果[2]。

利用改进演示实验本身增强演示实验可视性的方法远不止上面列举的那些,还有其他多种方法,有时候也可能是多种方法的组合。

在今后的实验教学中教师应当深度研究、勇于探索、不断创新,设计出精良可视性强的演示实验并将演示实验与精彩的讲解相结合,最大限度地展示化学演示实验课堂的魅力,帮助学生提升对理论知识的感性认识。

参考文献:

[1] 洪兹田,陈女婷.初中化学实验创新设计的新视角[J].实验教学与仪器,2015(2):35-36,56.

[2] 王锋.提升化学实验教学有效性的策略探讨[J].教育理论与实践,2014(11):48-50.

[3] 洪兹田.捕捉实验教学生成资源 让化学课堂焕发活力[J].化学教与学,2013(10):36-37.

作者:陈女婷 洪兹田

反应现象清晰度的实验设计论文 篇2:

基于智能手机的铜和硝酸反应实验过程可视化设计

摘要: 以铜和浓(稀)硝酸反应为例,用医用注射器、三通旋塞等对实验进行微量化改进。通过智能手机拍摄结合希沃授课助手将实验过程实时传输大屏幕,得到放大的画面,有利于学生对实验现象的观察。改进后的实验能完成铜与浓(稀)硝酸反应性质的验证,药品用量少、现象明显、材料易得,适合教师在演示实验教学中使用。

关键词: 铜与浓(稀)硝酸反应; 微量化演示实验; 智能手机

化学是实验与理论并重的自然科学。在化学实验教学中通过师生动手操作,认真观察实验现象,引导学生分析现象与本质,促进学生掌握知识、培养学生的创新精神和实践能力。在实验教学中往往存在实验装置繁琐、安装时间长,且现象不明显、实验药品用量多、废弃物难以处理、有毒有害物质直接排放、实验成功率低等问题。

铜和浓(稀)硝酸反应是苏教版高中《化学1》“硝酸的性质”[1]中的重要内容,教材中的实验装置是用具支试管与分液漏斗组合,将产生的气体通入倒置于充满水的集气瓶中,观察实验现象。水槽较重,具支试管与分液漏斗的固定和操作不够方便,更不能手持装置走到学生中间让学生近距离观察,而在讲台上演示时会使部分学生看得不够清楚;将产生的气体通入倒置于充满水的集气瓶,容易使生成的有毒气体直接排放到空气中污染环境,且实验试剂用量偏多。许多高中教师对铜和浓(稀)硝酸反应的实验进行了很多研究和改进,但依然存在许多问题没有解决[2,3]。本文用医用注射器、医用三通旋塞等,把铜和浓(稀)硝酸反应设计成微量化实验,用手机拍摄并结合“希沃授课助手”以直播的形式将实验现象实时传输到大屏幕(电脑)上,学生通过大屏幕(电脑)观察,解决了实验试剂用量大,有毒、有害物质逸散排放,实验现象不易观察等问题。该设计实验装置组装简单,易操作,能用于固液、液液、气液等反应的实验。

1 实验

1.1 药品和材料

浓硝酸(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、废铜导线;铁架台(带固定夹)、天平、输液软管、不同规格的注射器(1mL 1个,20mL 3个,150mL 1个)、医用三通旋塞、智能手机、笔记本电脑(希沃授课一体机)、手机三角支架、VGA线

1.2 实验装置和操作

按图1所示连接医用三通旋塞。1号接口与装有1g打磨过的废铜导线容积为20mL的注射器相接,活塞与底部留0.5cm间隙(注射器编号与对应接口编号相同);2号接口与装有1mL浓硝酸容积为1mL的注射器相接;3号接口与容积为150mL的注射器相接,用于收集产生的气体;4号接口与装有水容积为20mL的注射器相接;5号口与输液软管相接,并将其插入4mol/L氢氧化钠溶液中,如图2所示。实验时空气和水的用量可按需旋转各旋塞补加。

使用VGA线将笔记本电脑与投影仪视频接口连接起来,并设置投影仪的信号源为电脑,选择合适的电脑屏幕分辨率以便输出的画面达到最佳效果,有条件也可以直接使用“希沃授课一体机”,直接进入下一步操作。通过手机和电脑下载安装最新版的“希沃授课助手”,将手机和笔记本电脑接入同一个无线局域网,或者电脑上运行“希沃授课助手”。点击“启动热点”使笔记本电脑发射出一个WiFi信号,手机打开WLAN接入电脑发射出的WiFi,两者连接建立数据通讯。将手机用手机三角支架固定在桌面上,运行手机上的“希沃授课助手”,点击“移动展台”菜单,选择“直播”模式,点击开始。调整清晰度、手机支架的高度以及与反应装置间的距离至手机(电脑)屏幕出现清晰的画面为止。

旋转旋塞A使1号和2号接口相通,将1mL浓硝酸注入装有铜丝的注射器,迅速旋转旋塞A和B使1号和3号接口相通,用3号注射器收集反应产生的气体。同时把2号注射器替换为装有一定量的空气的注射器,待反应进行约30s后旋转旋塞B和C,使3号和4号接口相通,向3号注射器注入约5mL水,轻轻摇动装置使注射器内的气体与水充分反应,观察现象。注射器内颜色变为无色时注入一定量空气氧化NO2与水反应产生的NO气体,重复注入空气2~3次至注入空气注射器内颜色不再变化为止,确保NO全部氧化为NO2,且与水充分反应。调整活塞将3号注射器内溶液注入1号注射器,进行验证稀硝酸与铜反应的性质实验,用1号注射器收集产生的无色气体。同时调整旋塞B和C将3号注射器内剩余的气体经输液软管排出。约2min后旋转旋塞A和B向3号注射器内注入一定量的空气,同时旋转旋塞将1号注射器内的气体注入3号注射器观察现象。旋转相应的活塞重复NO2与水反应及注入空气氧化NO的操作。做完实验从5号口吸入4mol/L NaOH溶液吸收残留的氮氧化物,未反应完的铜丝再次回收利用。

2 实验结果及分析

该实验涉及的相关反应为:

通过实验观察可得: 向装有打磨过的废铜导线的注射器注入濃硝酸,立即产生大量红棕色的气体(反应①),注射器活塞向外移动,随着反应的进行,注射器活塞向外移动的速度变慢,同时溶液变成了绿色。向收集气体的注射器注入少量水,轻轻摇动装置可以观察到: 收集气体的注射器活塞缓慢向内移动,注射器内红棕色渐渐变浅最后变成无色(反应③),说明NO2易与水反应;向注射器内注入空气后颜色又变为红棕色(反应④),反复注入空气过程中颜色一次比一次浅,直至最后注入空气无明显变化,说明NO容易被空气中的O2氧化为NO2。向1号注射器注入NO2与水反应的溶液,有无色的气体产生(反应②),此时注射器活塞向外移动的速度相比铜与浓硝酸反应要慢得多,溶液为浅蓝色;向装有NO的注射器注入一定量的空气后,无色气体变为红棕色。

改进后的实验装置简单,操作方便,更换试剂简单,实现铜与浓(稀)硝酸反应微量实验的一体化,在密闭体系内完成NO2和NO气体的制备及性质的检验,可以对实验进行有效控制。在实验过程中,整套装置始终处于密封状态,实验过程无有毒有害气体排出,实验现象非常明显,便于观察,成功率高,可在平行班级进行多次演示。通过“无线投屏”的方式,将实验画面放大,让学生观察到整个实验过程及气泡产生的速率,溶液颜色的变化等现象也清晰可见。

用这套装置还可以制取NO2并验证NO2和N2O4的平衡转化受温度、压强的影响。学生可以观察到NO2的制备过程,消除《化学反应原理》教材中双链球中盛放的是否是NO2的疑问,并且证明了NO2和N2O4之间的平衡转化确实受温度、压强的影响。

注意事项: 实验前要弄清楚医用三通旋塞的旋塞所在位置与接口的相通关系;用于收集气体的注射器容积要大,必要时可以用手轻轻拉着3号注射器活塞向外移,避免1号注射器活塞因注射器内压强过大造成有毒气体泄漏;实验时浓硝酸量不能太多,铜丝须稍微过量。

3 结语

用注射器、医用三通旋塞、输液管等易得材料,只需通过简单的调整组装就能用于固液、液液、气液等反应。如用稀盐酸与大理石反应制取CO2,用一个较大的注射器收集,将CO2分别注入装有喷洒过石蕊试剂未干燥小花、喷洒过石蕊试剂干燥的小花,以及滴有酚酞试剂的碱性溶液就可以完成CO2性质的部分实验,并且实验室教师可以借助“希沃授课助手”以直播的形式展示实验现象,也可以手持实验装置直接走到学生面前,让学生近距离观察现象;进行固液反应实验时只需在装有两种试剂的注射器间连接一个合适的“过滤器”就可通过注入和吸出液体试剂,控制反应的开始与停止;也能用于电石与水反应制取乙炔实验中,将乙炔气体通入酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液可完成乙炔性质的验证;在密闭体系内用浓盐酸和高锰酸钾反应制取少量氯气并验证氯气的性质;也可以在课前制取所需的气体收集在注射器内,方便课堂上直接使用。

智能手机拍摄结合“希沃授课助手”投屏到大屏幕(电脑)放大的方法实现了“小器材、少试剂、大现象”的演示效果,还可以用于具有危险性的微量化学实验的演示,如把手机与手机微距镜头简单的组合,通过“投屏”放大的方式可以演示金属钠从切开后在空气中表面的变化到与水反应过程的细节现象;也可以用于金属镁、锌、铁与盐酸反应现象的观察,这样不仅能观察到反应的剧烈程度(气泡产生的速率),还能了解更为丰富、细致、直观的信息。在化学实验演示教学中合理地使用智能手机进行教学能解决一些实验的安全问题,增强实验效果,不仅可以激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,还能启发学生作深入思考。在实践中增强他们的安全意识,贯彻落实绿色化学的理念,逐步形成节约原料、节省能源、保護环境等观念,树立“科学态度与社会责任”意识。

参考文献:

[1] 王祖浩主编. 普通高中课程标准实验教科书?化学1(第6版)[M]. 南京: 江苏教育出版社, 2015: 100~103.

[2] 颜冬微, 吴双桃, 刘艺等. 铜与浓、 稀硝酸反应的微量实验设计[J]. 化学教学, 2017, (2): 63~65.

[3] 王玉芬. 在注射器中进行铜和硝酸反应实验[J]. 化学教学, 2013, (7): 41~42.

作者:刘江 赵宁东 刘俊 徐怀春

反应现象清晰度的实验设计论文 篇3:

改进演示实验设计 提升课堂教学质量

摘要:文章主要从优化设计,提高演示实验的可观察性、改变模式,增强演示实验的可探究性、开发资源,注重演示实验的生活性三方面谈如何改进演示实验,提高教学质量。

关键词:实验教学;改进设计;提升质量

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.02.041

演示实验是由教师进行示范操作,并指导学生进行观察和思考的实验,是化学教学中广为应用,最为有效的一种教学手段。演示实验无论是对学生的引领、启迪和示范,还是对学生观察、分析和解决问题等各方面能力的提高,都是至关重要的。有效的演示实验不仅可以直观形象地说明问题,使教学更加生动,更具吸引力,而且可以帮助学生学习科学探究的方法,提高创新思维能力。

随着教学改革的不断深入,广大一线教师对课本上的一些演示实验进行了改进,使演示实验在内容、装置、形式和方法方面都有所发展和突破。本文结合笔者多年的教学实践,例谈对改进演示实验的几点看法,以期和同行商榷。

一、优化设计,提高演示实验的可观察性

演示实验的成功与否很大部分取决于现象是否明显。教师所做的演示实验对学生的感官的刺激只有达到一定的程度,让所有的学生都能看得到、听得见、嗅得着,这样对学生才能有较强的吸引力,才能引起学生浓厚的兴趣,这样学生才乐于进行实验观察和思考。因此,在改进演示实验时,需思考如何进一步提高演示实验的可观察性。

1.增强实验可见度

现象越明显,可见度越强,越有利于学生的直觉思维,能更有效地引发学生进一步的思考。因此,对一些实验现象不明显、可见度低、直观性差的演示实验进行改进时,应尽量使实验现象更加明显,增强实验的可见度。

例如:在氢气燃烧的演示实验中,按照教材(如图1所示) 进行实验,由于氢气燃烧产生的热量会使烧杯发烫,只能看到时间很短且量很少的水雾,也只有离教师很近的少数同学是仔细观察,才能看到这一现象,多数同学基本上难以看到。怎样让同学们都能看到实验现象?可把实验改成如图2所示的进行,由于冷却部位管道加长,水份凝结集中表现,因此,在出口处能见到水滴的机会远比图l大得多。

2.增强实验对比度

“有比较才有鉴别”,在众多的实验方法中,对比实验是最直观、最有效的方式之一。通过对比实验确定两组事物间的异同,使事物的性质状态或特征更鲜明突出,便于学生理解和巩固,有助于学生探索精神的培养。对教材演示实验进行改进和拓展,设计和运用对比实验,可有效地促进学生对各类化学知识的学习和能力的培养,提高课堂教学效率。

例如:在金属与酸反应的演示实验中,按教材要求,教师需要分别在放有少量Mg、Zn、Fe、 Cu的试管中,加入酸,再观察现象。由于实验是教师一个人操作,只能一个一个按先后顺序去做,会产生一定的时间间隔,导致对比效果不明显,甚至还容易产生错觉。若请学生帮忙,又很难和教师配合同步。怎样让学生清晰的看出不同金属与酸反应之间的差异?改先后对比实验为同时对比实验。在投影仪上放一培养皿,用“+”形塑料片把培养皿隔成四个区域,如右图所示,在每个区域分别放少量的Mg、Zn、Fe、 Cu,然后加酸。由于反应是同时进行, 不仅清晰度高,而且对比度强,演示效果理想。

3.补充实验空缺

教材中有些内容只有文字介绍,没有演示实验。为便于学生理解,可设计演示实验补充课本实验的空白。通过增加的实验,把抽象难懂的原理和性质变成可操作的实验和可供观察的现象,丰富学生的直接经验和感性认识,使学生获得生动的知识表象,从而比较全面、深刻地把握知识。

例如:在演示过滤浑浊河水实验中,滤纸能过滤除去不溶性杂质,而不能滤去可溶性杂质。这一知识点若只是口头加以强调,缺乏说服力,难以理解。为使学生直观形象地看到过滤不能除去可溶性杂质,可在浑浊河水中加入少许CuSO4晶体作为可溶性杂质,然后演示。学生则能清晰的看到滤液呈蓝色,说明过滤不能去掉可溶性杂质,此改进实验操作简单,现象明显,说服力强。

二、改变模式,增强演示实验的可探究性

现行中学化学教材中的演示实验,从设计形式上看大多是帮助学生形成概念、理解和巩固化学知识的验证性实验。这种实验的方法和步骤均有明确的规定,学生始终处于消极、被动的学习状态,积极性和创造性受到了限制,显然,这种实验教学在培养学生创造思维方面有明显的欠缺。在改进演示实验时,可改变教学模式,改“演”为“探”,让学生经历探究过程,体验探索的乐趣,提高探究能力。

1.开发实验探索性

把教材中的某些验证性实验改设计为探索性实验,有利于提高实验的智力价值,培养学生思维的深刻性。在教师的引导下,让学生自己探索新知识、去讨论分析、去挖掘处理,从而激发学生的思维,培养学生的创新意识,提高学生分析问题、解决问题的能力。

例如:在十一单元《生活中常见的盐》复习时教师常演示牙膏中碳酸钙的含量测定的实验。若只是通过该实验演示过滤,复习CaCO3的直接分离法,思维容量未免太小,且不能由点带面解决一类问题,怎样更好地挖掘该实验的价值?不妨以“问题”为先导,采用“问题串”的方法,再根据学生的反馈有针对性地做演示实验。

(1)如何测得牙膏中CaCO3的质量?

(2)CaCO3有何性质?

(3)根据性质还可以通过什么方法测得CaCO3的质量?

(4)CO2是气体,不能直接称量,那么如何测其质量呢?

(5)如何测其体积呢?

学生通过“问题串”搭建而成的“脚手架”,进行深入的探究和分析,后置的演示实验进一步帮助学生理解,最终归纳出“碳酸钙含量测定”的原理:

通过实验改进,扩展了实验的思维容量,提高了实验的价值,挖掘了思维的深刻性,由点带面解决了一类问题。

2.拓展实验开放性

演示实验设计对学生而言应具有一定的可自由发展的空间,也就是说,这个问题应该具有一定的开放性。具有开放性演示实验的学习使学生的发展更具个性特征,也使学生在课堂教学活动中更具有思维活动的价值和动力。因此,在演示实验的设计时,应考虑到问题解决的思路或方法不应只是唯一的,其解答或答案也可以是多样性的。

例如,在探究酸和碱之间能发生什么反应的实验时,课本上的实验设计平铺直叙,无法激发学生的学习热情。若改变试剂滴加顺序,在不滴加指示剂的情况下,把硫酸直接加入氢氧化钠中,从而质疑酸和碱之间能否发生化学反应?“没现象就能说明没反应吗?”“酸和碱之间能否发生化学反应,有办法证明吗?”“异常”的现象瞬时打开学生思维的空间。同学们很快想到了用酸碱指示剂的方法。“在试管中加入一定量的氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,再慢慢滴入稀盐酸,如果由红色变为无色,说明反应了。”“可以在刚才漏加指示剂的溶液中,再补滴酚酞,如果不变色,说明反应了。” “可以加金属铁,看是否有气泡。”……同学们想出的方法超出我的预计。演示实验进行改进后,学生的学习激情被调动了起来,学生的思路一下子打开了,从而培养了学生思维的广阔性。

三、开发资源,注重演示实验的生活性

化学教学源于生活实践,也要重新回归生活实践,演示实验设计只有紧密联系生活才能够激发学生调用生活中已形成的图式,实现知识的正迁移,同时也使学生对实验内容感到更亲切,更感兴趣且易于理解。

1.利用废旧物品

教师可充分发挥废旧物品,动手设计制作简单的专用仪器来做演示实验。利用无毒害而生活中到处都有的废弃矿泉水瓶、可乐瓶、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等。如把小矿泉水瓶对半剪开,上半部分可作漏斗,下半部分还可作烧杯,这不仅培养了学生勤俭节约的好习惯,而且对装置的原理理解更加深刻。

2.利用身边资源

有些实验,只要教师略加改进,就会变得颇有趣味,如:在演示石墨的导电性时,教师可用音乐卡代替小灯泡,接入导电性实验装置。当美妙的音乐响起来的时候,学生会感到异常欣喜、惊奇,产生了解“为什么会产生音乐”的强烈欲望。因此在改进演示实验时,应尽可能挖掘生活中的素材。

总之,演示实验不仅是提高教学质量的重要手段,而且是培养和发展学生能力,提高学生素质的有效途径。演示实验改进的目的应当是:现象越鲜明,越便于观察,越易抓住学生的注意力,印象越深刻;实验越有启发性、越易诱发思维,越有利于概念、规律、性质的引入;实验和生活结合越紧密,越能激发学生的共鸣,实现知识的正迁移。让我们精心改进演示实验设计,切实提高课堂教学质量。

作者:刘松

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