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高中化学微型实验课题研究

更新时间:2010-9-17:  来源:毕业论文
高中化学微型实验课题研究
摘  要  化学实验是化学课程重要组成部分,在教学中创造性地开发和利用一切有效的实验教学资源,丰富化学课堂教学信息,进行实验改进,自制微型化、环保型教具对学生进行创新教育和可持续发展教育。微型化学实验所用试剂很少,减少了污染,使实验绿色化,整个实验现象非常明显,操作简单,效果却可达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的,有很好的利用价值。
关键词  微型实验
化学实验是化学课程重要组成部分,化学实验不仅为培养未来的专家服务,还为培养具有较高科学素质的未来社会的公民服务。因此化学实验,无论在实验课题和内容的选择上、实验方案的设计上,还是在实验教学的要求和评价上,都要有利于培养学生的创新意识和诱发学生对科学实验的兴趣。随着素质教育的整体推进,以及培养学生的科学素质、创新精神
和实践能力在学科层面的有效实施和落实,有关化学实验及其教学的理论与实践研究有了较大的进展。
但在化学实验教学中,有很多特殊的、特定的实验,如有毒有害物质参与且不易排污的实验、化学现象瞬间即逝的实验、不易操作或难以成功的实验、需要反复观察的实验、反应慢导致单位课时中难以完成的实验等。在新的课程理念下,化学教师应树立全新的实验教学资源观,在教学中创造性地开发和利用一切有效的实验教学资源,丰富化学课堂教学信息,真正落实化学新课程的实施要求。进行实验改进,自制微型化、环保型教具,也可发挥废弃生活用品在化学实验中的替代作用,这样既丰富物质储备,又对学生进行创新教育和可持续发展教育。让学生走进实验室开展实验探究活动,实现对课堂教学的有效补充。
    微型化学实验是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。
在学习氯气的性质时,课本上学生实验中的氯气氧化性的检验耗气多且内容较少,也没有对实验采取特殊措施,整堂课下来,消耗药品很多,且教室里弥漫着泄露出的气体的呛鼻的味使人咳嗽连连,一直延续到下节课还缓不过劲来,所以很多老师在上这一节内容时,都采用“讲”实验的方法,来将问题转移。这样做虽然获得所谓的“正确”实验结果,保护了环境,避免了氯气对师生的伤害,但同时也使学生失去了亲身经历和体验获得实验结果的探索过程。在多次分析、验证并结合师生意见后,我总结设计了这样一套实验装置来完成氯气的性质教学,装置及操作如下:
学生按下列操作做一个实验:在一块下衬白纸的玻璃片上的不同位置分别滴加浓度为0.1mol/L的KBr溶液、KI(含淀粉)溶液、NaOH(含酚酞)溶液、FeSO4(含KSCN)溶液各1滴,
每种液体彼此分开,围成半径小于表面皿的圆形(如下图所示),在圆心处放置2粒芝麻大小的KClO3晶体,盖好表面皿。本文来自六.维;论,文]网
打开表面皿,向KClO3晶体上滴加一滴浓盐酸,再立即将表面皿盖。
玻璃片上e处首先发生反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,生成黄绿色气体,然后是生成的氯气与其它试剂发生反应:毕业论文http://www.lwfree.cn
在a处,发生反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2,使无色的溴化钾溶液变成黄色;
在b处,发生反应2KI+Cl2=2KCl+I2,然后是生成的I2再与淀粉作用,从而使淀粉溶液呈现蓝色;
在c处,发生反应2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+ H2O , 从而使含酚酞的NaOH溶液的红色褪去;
在d处,发生反应6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+ 2FeCl3,Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3, 从而使浅绿色的硫酸亚铁溶液变成红色。
此实验用具很少,仅在一块玻璃片上进行,所用试剂也很少,减少了污染,使实验绿色化,但整个实验现象非常明显,操作简单,学生对“什么是科学实验”有了较为深刻的理解,并增强了学生的节约意识,同时盖好表面皿增强了学生的环保意识,对学生起到了潜移默化的作用。也改善了实验室环境,可大幅度地减少实验室空气和水体排放污染,有益于师生的健康,更为重要的是使绝大多数学生都有动手做实验的机会,改变过去那种“一人做,大家看”的局面;使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和“探索式”的学习方式;使多年来提倡的“学生为主体,教师为主导”的教学方法得以实现。
在亲身经历实验的过程中学生受到了科学过程和科学方法的训练,形成科学的态度、情感和价值观。
“不重视过程的实验等于把生动活泼的化学现象变成了静止的某个预期的‘结论’,何况这个‘结论’学生从教师的表演实验和书本上早已知道,没有悬念,引不起学生的积极思维,没有发现时的快乐,感受不到科学的魅力。同时由于结论和书本所叙的或理论所推测所预期的完全一致,教师无须为解释或探讨学生在实验过程中所发现的新的或未曾预料到的化学现象进行思考,因而失去了许多了解或理解化学的机会。”
在教学中不仅老师可以对一些实验进行微型化的改进,也可以鼓励学生积极地参与进来,通过各种方式收集资料、采集信息,自主设计实验。如在《电解原理》这一理论知识的教学中,学生搜集到了这样一个趣味实验 :“黑笔写红字”的实验。
滤纸先用氯化钠、无色酚酞混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。
据此,学生会很轻松地判断出电解反应的发生。该实验实质是用石墨、铂片作电极电解氯化钠溶液,用铅笔在滤纸上写过字的地方出现了红色,是无色酚酞遇到OH—所致,OH—又来自于水的电离,电解时,阴极水电离产生的H+放电发生反应:2H++2e—=H2↑,使H+浓度减小,而使水的电离平衡:H2O  H++OH—向右移动,使OH—浓度增大,溶液碱性增强使酚酞呈现了红色。所以铅笔端作阴极,发生还原反应,铂片端作阳极,发生氧化反应,并可判断出直流电源的正、负极(A级为正、B级为负)。
通过实验,学生把思维的视角从课本拓展到了社会,丰富了学习内容,增强了社会实践能力,培养了社会责任感。经过实验假设、验证、分析,学生形成了正确的认识。
这样做极大地培养了学生学习化学的兴趣。由于微型实验既安全又节约,教师可以放心的让学生一人一组做实验。通过亲手做实验,可以帮助学生理解和形成化学概念,可以培养观察和能力,同时,有效地激发了学生学习化学的兴趣。学生盼着上化学实验课,做作业、复习或预习等,根本不用老师督促。
此实验在学生中展出后,又有学生拿出了类似的一个实验:取一张用饱和氯化钠浸湿的PH试纸,两根铅笔芯做电极,接通直流电源,一段时间后,
发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圆为浅红色。
同学们对该实验的设计又一致通过,且他们之间的评价还都较高,学习化学和设计实验的兴致也被极大的激发起来。也有利于培养学生既动脑又动手、理论联系实际和解决实际问题的能力,有利于培养学生关心自然、关心社会的情感和创新精神。
通过微型实验使随堂实验、实验室分组实验、家庭小实验和课外活动实验都得以开展。
对办学条件较差、缺少仪器和实验设备的农村中学,促进了对其化学实验代用仪器、药品的开发和推广。
当然,微型化学实验也有它的不足之处。例如,较忽视基本操作的规范性,较少考虑实验中有关的安全因素等。因此,在教学中应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择,使常规实验和微型实验向结合,两者取长补短,这样可以发挥更好的的教学效果。有效利用实验素材组织学生探究,丰富化学课堂教学信息,真正落实化学新课程的实施要求,使化学教学呈现出创新活力和勃勃生机!
主 要 参 考 文 献本文来自六.维;论,文]网
1 宋心琦.有关化学实验改革的想法与建议.化学教育,2001,(3):37
2 姚焕英.在实验教学中应大力推行微型实验.中学化学教学参考,2000,(6):28~29     
3  吴俊明.中学化学实验研究导论.南京:江苏教育出版社,1997.温茜1591
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