氨气的喷泉实验范文

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氨气的喷泉实验范文

2024-07-08 00:03:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

导语:如何才能写好一篇氨气的喷泉实验,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

篇1

关键词:氨气制备;喷泉实验;改进;创新

参照高中化学教材必修1的相关讲述,要完成氨气的制备实验需要酒精灯加热,操作不便;又由于氨气密度小,且极易溶于水,所以氨气不易收集;而喷泉实验中所需实验仪器较多且组装不易,又为实验增加一定难度。因此,教师要在有限课时内完成这一系列操作,同时又要到达到良好的实验效果以保证演示实验的质量,具有一定难度。

通过对以上实验的创新改进,利用一套实验装置可以完成氨气的制备、收集和喷泉实验的一系列操作,并能达到良好的实验效果。

一、改进的实验装置图

图1 改进后的实验装置图

二、改进实验操作

(一)将圆底烧瓶、橡胶塞、尖嘴管、导气管、三通活塞及胶头滴管如图连接,并检查装置气密性;

(二)向锥形瓶中依次加入适量固体NaOH和浓氨水,迅速将步骤1中连好的装置与锥形瓶连接,调节三通活塞,使锥形瓶与圆底烧瓶气流相通。锥形瓶中固体NaOH溶于水放热,使氨气在水中溶解度减小,而且溶于水的NaOH会电离出氢氧根离子,体系中氢氧根离子浓度增大会破坏氨水的电离平衡,从而使氨气逸出至圆底烧瓶中;

(三)待反应进行一段时间,圆底烧瓶收集足量氨气后,调节三通活塞,使锥形瓶与大气相通;

(四)轻轻挤压胶头滴管,使滴有酚酞的水进入烧瓶,瓶中氨气迅速溶于水,烧瓶内压强骤减,尖嘴管将锥形瓶中溶液倒吸入烧瓶,从而形成美丽的红色喷泉。

篇2

关键词:化学课堂;微型实验;创新实验;喷泉原理;课堂教学;应用

中图分类号:G642.423 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2016)31-0079-02

一、教材实验分析

喷泉实验是中学化学中的一个重要的学习氨气性质的实验,目的是验证氨气极易溶于水。该实验的趣味性强,效果直观明显,能够为学生的学习带来直接的体验。但是教材中的喷泉实验装置使用的氨气量比较大,采取双孔橡皮塞同时连接玻璃导管和胶头滴管,还需要借助铁架台搭建和固定,存在药品用量多、操作烦琐、仪器不易携带、气密性难保证等缺点。通过改进教材中的装置,用一个50 ml圆底烧瓶代替教材中的250 ml圆底烧瓶,用1ml注射器代替胶头滴管,在实验仪器和药品的用量上实现微型化实验创新,可实现学生分组实验。

二、教学对象分析

高一阶段的学生兴趣广泛,思维敏捷,观察和动手能力强。因此,在学习“氨气的性质”时,若结合简单易行而且现象明显的学生微型实验,更能激起学生的学习兴趣。学生通过微型实验认识氨气极易溶于水以及一水合氨的弱碱性等知识内容,通过创新实验实现多色喷泉,有助于促进学生创新思维发展,提高学生动手操作能力。

三、教学目标

A.知识与技能目标:能说出氨气在喷泉实验中表现出的性质,了解喷泉实验的原理及其在中学化学实验中的运用。B.过程与方法目标:通过对微型实验的现象进行分析归纳出氨气性质的过程,学习利用化学实验探究物质性质的方法;通过对实验装置的改进以及实验方案的设计,了解创新的途径,培养学生的创新实践能力。C.情感态度与价值观目标:通过小组合作讨论创新方案并完成实验的过程,培养学生良好的与人合作与交流的品质;通过观察多色喷泉的实验现象,感悟实验中物质的变化,体验化学实验的过程和乐趣。

四、教学重难点

教学重点:认识氨气极易溶于水,形成的一水合氨显碱性的性质。突出方法:探究性学习法、观察学习法。教学难点:分析喷泉原理以及原理的延伸运用。突破方法:合作讨论法。

五、主要教学用品

A.实验仪器:浓氨水、氢氧化钠固体、蒸馏水、碳酸钙、稀盐酸、酚酞指示剂、紫色石蕊试液、50ml小烧杯、50ml三颈烧瓶、玻璃棒、单孔塞、橡胶管、1ml注射器、止水夹等。B.多媒体展示类:公园喷泉短视频、实验步骤与装置图、可乐与苏打喷泉实验视频等。

六、教学过程

(1)创设情境。教师展示公园喷泉的短视频,让学生简要说出喷泉的原理。学生回答:水泵将水经过一定压力通过喷头喷射出来。设计意图:为学生了解氨气的喷泉原理做好铺垫。

(2)引出问题。教师提问:能否利用氨气和水制造喷泉?那么氨气和水在一起必须满足什么条件?学生猜想:氨气可能溶于水。设计意图:培养学生大胆猜想的意识。

(3)设计实验,确定方案。教师引导:如何设计实验验证你的猜想?准备:安排同桌两人为一组,每组分发一套相关实验器材和药品(烧瓶中已预先收集好氨气)。提示:教材中的装置可能存在哪些需要改进的地方?学生根据手中的器材,参考教材中的实验装置,在教师引导下,同桌讨论创新喷泉微型实验方案,绘制实验装置。设计意图:鼓励学生自己设计实验,培养学生的实验设计能力;鼓励学生相互讨论,培养合作与交流的能力。

(4)实施实验,观察现象。在教师引导下得出创新喷泉微型实验方案,投影实验步骤与装置图,进行实验。强调实验注意要点:装置气密性要好;实验开始时先推少量注射器中的水,再打开止水夹。观察要点:烧杯中滴有酚酞的水溶液的现象与烧瓶内现象。两名学生合作搭建装置,按照步骤规范操作,一人观察,一人记录,讨论原理。实验现象及原理:观察到烧杯中滴有酚酞的水溶液喷上去了,在烧瓶中形成红色喷泉。原因是氨气极易溶于水,氨气气体减少,导致瓶内压强小于外界压强,溶液被压进尖嘴玻璃管形成喷泉。由于形成的一水合氨可部分电离出铵根离子和氢氧根离子,所以溶液显碱性,喷泉呈现红色。设计意图:在操作前提醒注意事项,培养学生的安全意识;培养学生的动手操作能力和观察能力,并引导学生学习如何观察与描述实验现象。

(5)得出结论。教师提问:由实验现象能得出哪些与氨相关的结论?学生得出结论:氨气极易溶于水形成氨水,一水合氨可部分电离出铵根离子和氢氧根离子,氨水显碱性。设计意图:培养学生从实验现象推导、归纳结论的能力。

(6)评价交流。教师请实验成功的学生分享实验要点,未成功的学生分析失败的原因。学生总结经验:装置气密性要好;烧瓶中的氨气要充满且干燥,操作要规范等。设计意图:通过对实验的总结与反思,让学生认识到成功和失败都是成长的收获。

(7)实验拓展。教师提问:若将烧杯中滴有酚酞的水溶液(烧杯A )改成滴有紫色石蕊试剂的水溶液(烧杯B),现象是怎样的? 能否做成双色喷泉?学生回答:可观察到有蓝色喷泉,能做成双色喷泉。教师进行双色喷泉实验:取用另一预先收集好氨气的烧瓶,搭好同样的装置;实验开始时先推少量注射器中的水,再打开止水夹,待烧杯A中的水喷上去一半时,关闭止水夹,换成烧杯B,再打开止水夹,观察现象。学生观察实验现象:可观察到双色喷泉,溶液上层是蓝色,下层是红色,交界处是紫色。设计意图:通过喷泉实验的趣味拓展,更能激起学生的学习兴趣。

(8)自主探究。教师提问:哪些常见气体和液体可以组合做成喷泉实验?利用喷泉实验原理,能否选择一组利用微型实验仪器设计出它的喷泉实验?(考虑时间,可选做安全性较高的二氧化碳与氢氧化钠喷泉实验)学生同桌间相互讨论,举例说明。易溶于水的气体和水,如HCl、NH3、NO2,能与氢氧化钠溶液反应,如CO2、Cl2、H2S、SO2。设计意图:科学探究的最高境界是学生能够自主探究,开放性实验教学是培养创新型人才的必要途径。

(9)联系生活。教师展示可乐与苏打的趣味喷泉实验视频。学生思考:身边的哪些物质和材料可以用来做科学实验。设计意图:感受生活与化学的紧密联系,体会化学就在身边。

(10)归纳总结。教师引导学生从多角度对本节课进行总结,并提出存在的疑问。学生进行总结交流。设计意图:学生的思维比较单一,除了总结知识,需要引导从实验方法、改进创新等多方面进行总结归纳。

(11)作业设计。教师布置巩固性作业,点拨订正答案。学生当堂独立完成巩固性作业,根据教师的点拨同学相互批阅。设计意图:巩固基本知识,训练思维能力。

七、教学反思

采取微型实验进行教学,具有一定的现实意义。因为中学化学实验在化学教学中扮演着非常重要的角色,而实验的微型化更是受到化学实验教学改革极大的青睐。国内多数中学化学教学的现状是:由于课时量、实验仪器和药品数量受到限制,使得教材中的很多实验学生无法亲自动手完成,只能由教师来做演示实验,极大地影响了学生的动手能力和创造能力。同时课堂上完全采取教师讲、学生听的教学方式,无法提高教学质量。常规的实验还会需要更多的药品和仪器,同时造成环境污染。因此,在中学化学实验中逐步实施微型实验,既节约资源,又简易安全,对于提高学生的创造力是相当有帮助的。该创新喷泉微型实验的教学设计具有以下的特点。一是改进演示实验,激发实验创新。学生实验时,常常会出现装置搭设麻烦、耗时长、药品用量大的现象,影响实验操作的进展。而本试验对课本中的实验装置进行了合理的微型化,寻找可替代性强的微型仪器,利用改进的探究性实验培养学生科学思维与创新能力。二是改进合作方式,贯彻教学理念。将实验设计成同桌合作实验的形式,改变多人一组、人云亦云、学生亲自动手的机会不均衡的现象,不仅可以巩固知识、培养技能,还能发挥个人创新能力,更加切实地提高学生的科学探究能力。三是通过实验的趣味拓展和自主探究,还可以激励学生产生强烈的求知欲,主动地学习新知,也提高了探究精神和实际操作能力,引导学生不断地思考和探索,有助于他们创新思维和能力的培养,提高了学生的科学素养。

参考文献:

篇3

Abstract: Following Tao Xingzhi's ideas on education of "Combination of Teaching, Learning and Working" in chemical teaching, cultivate students' creative spirit and practical ability, make students build the outlook of dialectical materialism, form good structure of knowledge.

关键词: 化学教学;实验;教学做合一;知识结构;创造力

Key words: Chemistry teaching; experiment; Combination of Teaching, Learning and Working; structure of knowledge; creative power

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)05-0258-01

0引言

伟大教育家陶行知先生对教学提出独到的见解,即“教的方法根据学的方法,学的方法根据做的方法”。教与学都以“做”为中心,在“做”上教的是先生,在“做”上学的是学生。而传统教学的主要矛盾是,教师的主导角色与学生的主体角色产生错位、脱节,动机与效果达不到统一。教师主观的传授,学生则是被动的接受,机械的反应,从而形成学生缺乏多层面、有深度的思考,“教的方法”与“学的方法”没有统一在“做”上。鉴于此,笔者努力感悟,认真实践,在化学教学中以“教学做合一”为基准做了一些尝试,谨以化学教学中《氨》一节为例,谈几点自己的认识。

1培养学生树立辩证唯物主义观点

在《氨》这节课中,喷泉实验是重点内容之一。教师可分课前准备、实验和总结三阶段,采取互动式教学方法组织该实验。实验中,教师指导学生按程序操作并不断启发、剖析讲解,将辩证唯物主义思想贯穿于实验的全过程。实验前的准备阶段,教师重点启发学生要注意观察实验过程中烧瓶内部的变化,目的是让学生养成善于观察、勤于思考和发现问题的好学风,并为下阶段提出问题奠定基础。实验阶段,教师指导学生边操作实验、边观察并记录实验中发生的现象;同时提请学生思考:实验的现象是有喷泉形成,但喷入烧瓶的溶液为什么变成红色。在实验后的总结阶段,教师先让学生讲述实验中观察到的现象,训练学生的观察能力和表述现象的能力。而后,提问学生:烧杯中的溶液是无色酚酞,喷入烧瓶变成红色说明了什么。在得到学生的正确回答后,教师进一步引深提问:为什么氨的溶液呈碱性?这个问题对学生而言,有一定深度和难度。经学生充分思考和议论后,教师从物质的原子结构讲解:氨分子中氮原子最外层有5个电子,其中3个单电子与3个氢原子结合成键,还有一对孤对电子可结合分子中氢离子使水中有相对多余的氢氧根离子,从而使溶液显碱性。在学生明白了喷泉实验中氨溶液呈碱性的原理后,教师再结合实验课进一步引深讲解:实验是科学研究的重要手段,科学研究的任务就是通过现象去认识本质,人们只有通过对大量现象的研究,才能发现事物的本质,达到科学的认识;现象是事物的外在方面,是表面的、多变的、丰富多彩的;本质则是事物的内在方面,是深藏的、相对稳定的、比较深刻、单纯的;在喷泉实验中有喷泉形成,喷入烧瓶的溶液变成红色,这是观察到的现象,而氨溶液呈碱性的根源在于物质结构,因而现象是可以直接认识的,本质则只能间接地被认识。这样讲解容易使学生掌握结构决定性质这一辩证唯物主义的基本观点,通过对现象与本质对立统一辩证关系的学习和理解,培养学生的辩证思维能力。

2帮助学生形成良好的知识结构

在氨的实验室制法中,教师可分四个步骤指导学生完成实验,并通过实验促进本部分知识良好结构的形成。

第一,实验前教师先向学生明确制取气体的主要内容,即反应原理、制取装置、收集方法、检验方法和注意事项等几方面学习。第二,给出本次实验相关的知识框架,讲解实验装置及实验要求。第三,结合实验,启发、引导学生总结出规律性的知识。在教师的讲解和启发下,学生通过分析、归纳可得出这样的结论,即本次实验制取氨气的装置与制取氧气的装置相同,因此制取氨气可用制取氧气的装置。经教师进一步引导,学生不难总结出这样规律性的知识:凡是需用固体加热分解或固体与固体加热反应制取气体的均可用制取氧气的装置。第四,完成实验全过程,帮助学生形成良好的知识结构。氨气的收集和检验是本此实验的最后环节,教师可先讲授一般气体收集的种类、方法和条件,然后再重点讲解氨气的制取、收集和检验的方法。在检验环节中,教师首先讲明应根据被检验气体水溶液的酸碱性决定选择何种试纸;因为氨气的水溶液显碱性,所以可用湿润的红色石蕊试纸检验。这样,学生掌握了检验环节的要点,又学到了检验的方法,完成了本环节知识结构的构建。

3激发学生潜在的创造力

在氨与氯化氢反应的实验中,教材中给出了一种方法,但还有其他方法可以完成这个实验。因此,教师可在这一环节让学生自己设计实验方法,以激发学生的创造力。实验中,有的学生设计用两个玻璃棒各蘸浓氨水和浓盐酸,然后再将两个玻璃棒蘸有试剂的一端相互靠近但不接触,立刻会看到有明显的白烟生成;还有的同学用2支粉笔代替玻璃棒同样也能观察到上面的实验现象。通过这一实验,让学生亲自设计、亲自操作,充分发挥了学生的聪明才智和创造力,让他们体会到成功的喜悦和创造的乐趣,也培养了学生的实践能力和创造力。

4提高学生的实验操作技能

教学实践证明,学生根据实验内容、操作内容和要点,独立地进行实验,往往能提出一些改进某些实验的设计。如,关于氨气易溶于水的“喷泉”实验,教材中要求先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气,再用干燥的烧瓶收集,而后按教材中“喷泉”实验装置进行实验。但在化学实验室里,很难将烧瓶搞得十分干燥,而氨气易溶于水,所以在实验过程中实验效果往往不理想。有些同学分析了上述方法实验失败的原因,又重新研究了该实验的要求和所用药品的性质,提出了改进方法:即先在圆底烧瓶中加入2~3毫升浓氨水,然后摇晃烧瓶将浓氨水迅速倒掉,立即演示“喷泉”实验,实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。

5在化学教学中渗透爱国主义教育

氨是一种重要的化学工业品,在许多领域有广泛的应用。氨可用来制铵盐、硝酸和纯碱,制铵盐的实验比较简单,可让学生实践;而用氨制纯碱反应复杂,不需学生全面掌握,但教师可讲其主要过程,并以此为载体使学生了解一些化学史,激发学生对民族工业的热爱。

参考文献:

[1]陶行知.陶行知全集,1991.

篇4

新课程元素化合物知识在教科书编排中更多地考虑知识内容的切入、难易程度等是否符合学生的认知心理特点,淡化了学科知识体系的系统性。在高三元素化合物的复习中,如何体现知识的系统性,体现元素化合物作为其他部分知识的载体功能,如何结合方法技巧,应用能力等方面训练是提高复习效果的策略方法。

从化学课程内容以化学学习内容需要教师对化学课程与教科书内容理解化,然后转化为适合学生化学学习特点的化学教学内容。布鲁纳认为,如果把教材组织成结构的形式,有助于学生记忆具体细节的知识。因此,教师在实际的化学课堂教学中,还需要从学生的角度,将化学教学内容以一定的形式呈现给学生。在元素化合物的复习中,本人认真研读教科书和教辅资料,充分考虑各部分内容的特点,认为结合学生的知识基础和思维能力,因地制宜应用“点、线、面”等腰三角形不同的策略方法,既呈现复习方法的灵活性、又提高复习内容的有效性。

1点

点即中心。就是以一种物质为中心,发散学习。

例如,水作为反应物的化学反应可以总结如下:

氧化还原反应

2线

线即线索。就是以某些物质的共同特征为线索,归纳学习。例如,我们可以以物质的颜色和一些物质特殊转化关系为标准对物质和反应进行归纳总结。

以有颜色的物质为线索总结:

以一些特别的连续变化关系为线索总结:

ABCD

FeS2SSO2SO3H2SO4

H2SSSO2SO3H2SO4

CCOCO2H2CO3

NaNa2ONa2O2NaOH

NH3NONO2HNO3

FeFe2+Fe3+Fe(OH)3

AlAl3+Al(OH)3AlO2-

3 面

面即全面。布鲁纳认为,如果学生了解了基本概念和基本原理,有助于学生把学习内容迁移到其他情景中去。在元素化合物复习中,将元素化合物作为载体,渗透物质结构、性质、制法、实验、环境、社会生活、计算等内容,进行综合复习。充分发挥基本理论的指导作用,从不同角度分析、理解元素化合物知识。注重化学实验在元素化合物复习中的重要作用,通过典型的实验分析,加深对物质的感性认识,同时也提高以实验手段解决、探究化学问题的能力。

在组织氨气有关内容复习时,本人选择各个方面的例题以充实基本化学知识,有助于学生学活元素化合物知识,提高应用能力。下面将展示五个方面的例证。

(1)认识物质结构、体会结构决定性质

问题1:请写出氨的电子式、结构式、分子构型以及与氨具有相同电子数的微粒。

问题2:从某些方面看,氨与水相当;NH4+与H3O+(H+)相当;NH2-与OH-相当;NH2-(有时包括N3-)与O2-相当。已知下列反应都能发生,请完成化学方程式

(1)NH4Cl+KNH2_______________;

(2)NH4I+PbNh________________;

(3)K+NH3____________________;

(4)CaO+NH4Cl__________________。

(2)应用平均原理,解决生活实际问题

某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式:NH3+HClO H2O+NH2Cl(一氯氨),NH2Cl较HClO稳定,试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因。

(3)对比喷泉实验,透过现象看本质。

问题1:用图2装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是__________。该实验的原理是_________。如果只提供如图3的装置,请说明引发喷泉的方法。

问题2:如图4,实验前a、b、c活塞均关闭。若要在该装置中产生喷烟现象,其操作方法是______________。若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作方法是________________。

问题3:引发喷泉的根本原因是什么,喷泉实验成功的关键是什么?

(4)认真读题审题,打破思维定势。

合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氨的转化率。某工厂测得合成塔入口处N2、H2混合气体的密度为0.5536 g・L-1(标况),合成塔出口处的混合气体在相同条件下密度为0.693 g・L-1,求该合成氨厂N2的转化率。

分析:本题若思维定势,按N2、H2物质的量比1∶3计算,就得出错误的结果。若能理顺题目的意思设N2、H2的物质的量分别为x mol、y mol,按照化学平衡题目起始量变化量平衡量三段式解题模式,应用两个密度数据,问题就迎刃而解了。

(5)联系社会问题,强化环保意识

社会问题、环境问题是个大话题。若是专门长篇大论地强加给学生,学生会觉得死板、枯燥乏味。而将这类问题渗透在日常的教学过程中,效果或许更好。一个简单的题目也可以顺便涉及到环境问题。例如,在消除汽车尾气中有毒气体的一种方法叫做氨吸收法,写出该法除去NOx的化学方程式。

参考文献:

[1]郑长龙.论化学学习内容的内化[J].化学教学,2009,8:35~40.

篇5

关键词: 实验改进 化学理论 创新能力 发散思维 知识迁移

一、氨气喷泉实验的改进

必修教材中的喷泉实验是先收集满满一烧瓶干燥的氨气,并且要求所用烧瓶必须干燥,一旦烧瓶湿润,就要换一个干燥的烧瓶,否则实验就会不成功。改进方法:采用的装置与课本一致,但药品使用不同。操作方法,向气密性好的烧瓶中放入固体氢氧化钠,然后迅速加入少量的浓氨水,盖上塞子,固定好烧瓶,挤压胶头滴管中的水,立即出现喷泉现象。这样改进后,做喷泉实验可以不用考虑烧瓶是否干燥,因为湿润的烧瓶,同样可以做喷泉实验。而且可以不用事先收集一烧瓶的氨气,做喷泉实验的氨气可以即用即取,操作起来很方便。在对此实验改进过程中与学生一起展开探讨:传统的氨气的喷泉实验,通常用固+固加热的制气装置获得氨气,反应原理即Ca(OH)■+2NH■Cl■CaCl■+2NH■+2H■O,改进后的实验是利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气的,NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH■浓度的增大有利于NH■的生成。学生会思考:1.利用浓氨水+固体NaOH这一原理制得氨气该用什么样的制气装置?2.这样制取氨气利用什么化学反应原理?3.打开橡皮管上的止水夹,挤压胶头滴管,为什么会形成喷泉?然后,我们进一步引导:如果去掉胶头滴管打开止水夹,则可以用什么方法让喷泉形成?学生经过讨论和分析,得出:用热毛巾“捂热”烧瓶,氨气受热膨胀,通过导管与水接触,即产生喷泉,或用冰毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入瓶内,烧瓶内氨气溶于水。这样的改进探讨甚至在高三总复习阶段展开都十分具有意义,因为涉及了喷泉实验的原理――利用溶解性形成烧瓶内外压力差,几个常见的制气装置的应用,还有氨气的几种实验室制法,甚至化学反应原理如平衡移动的原理的复习。复习起来饱满而有张力,从实验装置、实验原理到化学反应原理一气呵成,不仅能提高学生知识迁移的能力,而且能帮助学生加深对化学理论的理解。

二、铜、锌―稀硫酸原电池实验改进

铜、锌―稀硫酸原电池实验中,理论上铜片上有气泡,锌片上没有气泡,但是实验中,由于锌片的纯度低,锌片上形成大量微小原电池,因此锌片上有大量气泡,而铜片上几乎看不见气泡,虽然通过电流计可以检测到电流,但是实验的直观性大打折扣,影响实验效果。

根据原电池原理,铜、锌在一定浓度的稀硫酸中形成的电势差是一个定值,但是实验中铜片上气泡少,说明通过溶液的电流低,也就说明溶液的导电性差。通过增加溶液的导电性提高溶液的电流,但如果增加硫酸的浓度,实验中随着硫酸的浓度增大,溶液的导电性增强,电流强度增大,铜片上气泡逐渐增多,但是锌片上此时气泡增加得更多,锌片上的气泡扩散到铜片上,影响铜片上气泡的观察。另外,如果减小铜片锌片电极间的距离,就可以观察到铜片上气泡增加,但是此时锌片与铜片距离较近,锌片上的气泡干扰铜片上气泡的观察。所以,我们做出以下改进:

往溶液中加入固体食盐或者固体的硫酸钾等。实验中,随着食盐浓度的增加,铜片上的气泡逐渐增多,此时测定电流发现电流逐渐增大。通过硫酸溶液中加入氯化钠,极大地提高了实验的直观性。实验结果表明,在铜、锌―稀硫酸原电池中实验中加入氯化钠固体或者固体的硫酸钾等,现象更明显直观。学生在反复探讨改进此实验的过程中,同时也解决许多疑问:1.为什么观察到锌片上有大量气泡,而铜片上几乎看不见气泡?2.为什么制取氢气时用稀硫酸与粗锌反应比与纯锌反应快?3.为什么锌片与铜片距离靠较近时,气泡会明显增多?为什么往溶液中加入固体食盐或者固体的硫酸钾,现象更加明显直观?通过探讨,学生会问,会思,会悟,更有一种拨云见日、豁然开朗的感觉。整个过程中不仅促进了学生注意力的集中,而且激发了学生对实验现象的本质进行探索式的分析,培养了学生科学严谨的态度,使学生的化学学科素养得到了一定的提高。

三、浓硫酸的“黑面包”实验

传统的浓硫酸的“黑面包”实验是这样进行的:在个大号的实验杯中加些蔗糖(已研磨细),不要加太多,适量就好。之后将一个玻璃棒竖着放在糖的中间的位置。再缓缓倒入浓硫酸(98%),倒的时候一定要小心,要沿着杯沿倒,让硫酸沿着杯壁缓缓流下。还有玻璃棒一直要竖着,这样黑面包做好了也容易取出。加的硫酸不要太多,加多了没用,加少了不行。看着蔗糖表面都快发黑了就差不多了。这样做的不足之处是:实验产物中的SO■很不利于师生的身体健康,也不符合化学教育中环境保护的初衷,并且本实验只让学生观察到浓硫酸使蔗糖炭化,并且膨松成“黑面包”,而未让学生明白气体的成分。我们引导学生展开探讨:1.推测产物成分并如何验证产物成分?2.如何处理有毒气体?3.如何改进实验装置实现验证产物成分及处理有毒气体?现将该实验改进如下。实验步骤:①将装置连接好,检查气密性。②在圆底烧瓶中放入已研细的蔗糖约10g滴人1至2mL水,然后将其余药品按下图装置装入瓶中。③将分液漏斗中的浓硫酸逐滴加入圆底烧瓶。实验现象:可观察到圆底烧瓶中的蔗糖由白一黄一棕黄一黑,最后炭化,并且膨松上胀成疏松多孔状黑色物质,像“黑面包”一样。同时可看到品红溶液逐渐变为无色,可证明有SO■生成。酸性高锰酸钾溶液颜色由深到浅,可证明已将剩余SO■除去。品红溶液无变化,可证明SO■已除尽。澄清石灰水变浑浊可证明有CO■生成。实验特点:1.现象明显,可见度大。圆底烧瓶中可明显观察到蔗糖炭化的一系列过程,还可观察到品红溶液的褪色和澄清石灰水变浑浊等现象。2.实验连续,综合性强。充分展示浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性,以及SO■的漂白性、还原性等。3.节约用品,操作方便。实验中将浓硫酸改用滴加方式既安全又能控制用量。4.防止污染,保护环境。本实验中的SO■被吸收处理,有利于环境保护,并能对学生进行环保教育。总之,展开这样的改进探讨有许多好处,可以挖出许多内容。在参与的过程中学生能详细掌握浓硫酸和二氧化硫的性质并学会运用,然后思考:1.酸性高锰酸钾溶液颜色由深到浅但并未完全褪去,为什么高锰酸钾要过量?2.为什么用澄清石灰水变证明有CO■之前必须除尽SO■?怎样证明SO■是否完全除尽?3.如何区别CO■和SO■气体?这样做,学生学会了严谨地对待化学实验,提高了逻辑思维能力和实验结果的分析能力。

“听过的很快会忘记,看过的有一些印象,做过的才能理解、掌握。”这句话说明,学生只有亲自操作,经历了探索知识的过程,对知识的理解才能深刻。这样的实验改进探讨为学生提供了主动参与、交流合作的机会,不仅学生的实验设计能力、操作能力、观察能力、结果分析能力有了较大的提高,而且大大提高了化学理论教学的成效。化学实验是化学教学的灵魂和支柱,也是提高人才科学素质,特别是创新思维能力的重要载体。充分利用实验,适时引导学生探讨实验改进,可以有效培养学生的创新意识,提高学生的创新思维素质。这也是新课程改革的目标之一。同时也能更好地服务于教师的课堂教学,更科学地用好教材实验,并将实验教学的功能与价值发挥到最大,也有利于激发教师的教研兴趣,形成学习与创新型的教师队伍,提高教师队伍的综合素养。

参考文献:

[1]李伟.几个化学反应原理实验的改进[J].化学教与学,2015(6):93-95.

[2]蔡一霞.新课程下提高化学实验教学有效性的策略[J].实验教学研究,2015(6):87-89.

篇6

【案例一】Fe(OH)2的制备实验

Fe(OH)2的制备实验是高中阶段必做的一个演示实验,此实验是由FeCl2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2,再由于空气中的氧气使其变质生成Fe(OH)3,沉淀颜色也由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。通过此实验,学生可以切身体会到Fe(OH)2易被氧化的性质;颜色的变化过程,也增加了学生学习化学的兴趣。但由于Fe(OH)2被氧化很迅速,白色停留时间过短,甚至还没看清楚Fe(OH)2的白色,颜色就已经变为灰绿色,实验需要有所改进。

实验改进的关键,是排除反应体系中的空气(或氧气)。

通常的改进方法:1)加热FeCl2溶液,降低溶液中氧气的溶解度;2)向排除氧气的溶液中加入苯液封住FeCl2溶液,防止氧气再次进入;3)将盛有NaOH溶液的滴管插入FeCl2溶液液面底下,再滴加NaOH溶液。这样就可以使制得Fe(OH)2较长时间不被氧化。

为了既使白色保持较长时间,同时又变色明显,也可采用图1所示装置,按以下步骤进行操作,可得较好的效果。

第一步,先打开弹簧夹K一会儿,让试管A中产生的氢气把试管A、B中的空气排除掉。

第二步,关闭弹簧夹K,试管A中继续产生的氢气把试管A中液体压入试管B中,即可观察到有白色絮状的沉淀产生(可以保持较长一段时间,足以说明得到白色絮状的沉淀物即为氢氧化亚铁)。

第三步,再打开弹簧夹K,一会儿后,可以发现试管B中白色絮状的沉淀物马上转变为灰绿色,甚至在离试管口近处看到红褐色的氢氧化铁。

改进后的实验可以帮助学生对于Fe(OH)2性质有深刻的理解,同时对于实验的改进需要考虑的问题也有了深刻的理解,这是光靠教师嘴巴讲解无法达到的效果。由此可见改进后的实验装备在化学教学中的重要性。

【案例二】喷泉实验的改进

氨气的喷泉实验是一个典型的能够说明氨气极易溶于水的实验。推而广之,任何能够溶解于水或者容易和某种溶液反应的气体均可设计成类似的实验。其实验原理就是容器内外产生压强差,从而把液体从低处压向高处而产生喷泉。因其实验效果好,因而被广大教师在化学教学中应用。如何引发压强差,产生喷泉呢?

方法一:胶头滴管引发法

这是教材中普遍采用的一个方法。如图2所示,实验时,通过挤压胶头滴管,将胶头滴管中的水挤入烧瓶中,烧瓶中的氨气有一部分溶解于水,从而使得烧瓶中的压强减小而小于大气压,当打开橡皮管上的弹簧夹时,就会因为烧瓶中的压强低于大气压而使得烧杯中的水迅速进入烧瓶,产生喷泉。

方法二:热胀法

如图3所示,这套装置与教材相比少了一个胶头滴管,因此其引发方法有了一点儿不同,但其原理依然。实验时,可以用热的毛巾捂住烧瓶,这样烧瓶内的压强增大,气体膨胀而把导管中原来的空气赶出,从而使得烧瓶中的氨气与烧杯中的水接触,氨气迅速溶解于水,引起烧瓶中的气压迅速减小,从而引发喷泉。

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1背景分析

1.1课程改革背景

《基础教育课程改革纲要(试行)》实施以来,新课程理念在高中教学各个环节逐步渗透,高三复习课也不例外。近年来课改实验区的考试说明和自主命题试卷的改革力度就非常值得重视,如《江苏省普通高中学业水平测试说明》命题指导思想[1]中明确2010年化学科将进一步体现高中化学课程的“基础性、应用性、时代性”的特征,进一步体现化学科的“宽基础、厚实践、重能力”的特色。因此,在高三化学复习过程中,我们要及时调整复习策略,强调夯实学生基础的同时要体现新课程的理念和考试说明的要求。

1.2 学科教学背景

元素,化合物知识是高三化学复习的重点,也是化学基本概念、基本理论呈现的重要载体,其特点是知识点多、记忆量大。在考试说明指引下,教师引导学生将这些知识点织成“网”的同时还需要体现它们在生活生产中的应用及它们对生态环境的影响。2009年6月12日,江苏省《关于进一步规范中小学办学行为深入实施素质教育的意见》实施以来,化学课时数缩短, “内容全面化,知识讲解化,方法模式化,能力集中化”[2]的传统做法不仅时间上不允许, 也很难适应新高考的要求, “复习内容考纲化,方法思维常变化, 主干知识问题化,能力培养经常化”[2]更加具有有效性和可操作性。

1.3学生认知背景

“氨和铵盐”是高一上学期学习的内容,学生的知识遗忘率较高,但通过物质结构、化学反应原理的学习,学生认识物质性质的能力远远高于新授课时期,如氧化还原反应、化学平衡等理论知识大大提高了学生的认知水平。原先“物质结构物理性质化学性质主要用途”的新课模式不再适用于高三复习;基于问题主线的复习课模式有利于增强学生的课堂主体地位,长期坚持下来,学生应用所学知识解决问题的能力也能得到提高。

2教学目标

2.1知识与技能

⑴ 通过问题的分析与讨论,了解氨的制备方法,掌握氨和铵盐的主要性质;

⑵ 认识氨和铵盐在生产生活中的应用和对生态环境的影响。

2.2过程与方法

⑴ 在设计实验方案制备少量氨气过程中,培养学生的问题意识,鼓励学生在问题解决过程中质疑、创新;

⑵ 在分析、解决实际问题过程中,引导学生获取、加工信息的能力。

2.3情感态度与价值观

⑴ 通过问题组的设计和分析,让学生体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙在于和谐;

⑵ 鼓励学生积极评价实验方案的优劣,树立辩证唯物主义的世界观,养成务实求真、勇于创新的科学态度。

3教学流程

4 教学过程

4.1从真实情境引入复习课,吸引学生注意力

[PPT投影] 图片:饥饿的非洲难民(图片组:略)。

材料:合成氨解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题;两次诺贝尔化学奖(1918年、1931年)都垂青与合成氨有关的研究。

[问题生成] 工业合成氨是可逆反应,需要合适的催化剂,如何通过简单实验制备少量氨气用来进行氨和铵盐的性质探究?

[设计意图] 通过真实情境和学生感兴趣的诺贝尔奖激发学生的学习热情,通过合成氨工业自然过渡到本节复习课的复习内容。

4.2 用问题串起复习课内容,让学生参与体验

[设问1](PPT投影)图1中的A、B、C分别是实验室制氨气的装置,评价它们的可行性。

[设计意图] 培养学生的问题意识,提倡学生质疑、思考、分析问题。复习氨气的实验室制法,引导学生回归课本,归纳其中涉及的物质性质、反应原理。

[学生] 观察、评价A~C三套装置的可行性。

[拓展延伸1] 如果不用酒精灯加热能得到氨气吗?试画出装置简图。

[设计意图] 加深对浓氨水性质的理解和应用;鼓励学生创新思维。

[学生] 思考、作图。

[教师] 展示学生作品,从仪器绘制规范、试剂选择及创意等方面给予评价。

[小结](PPT投影)装置D(图2):“固+液(不加热)”装置。

[归纳1]氨气的实验室制法、铵盐和浓氨水的性质(PPT投影:略)

[设问2]现需收集一烧瓶NH3供“喷泉实验”使用,能否直接收集图1装置C产生的气体?说明你的理由。(PPT投影:图1、图3)

[设计意图] 延续[设问1]的装置问题,引导学生从“喷泉实验”的要点思考NH3的净化、收集、检验等一系列问题,巩固整理NH3的部分性质。

[学生]思考、讨论、回答。

[问题生成]NH3极易且快速溶于水的原因有哪些?怎样处理装置C得到的气体才能使“喷泉实验”现象明显?

[设计意图] 以准备“喷泉实验”的实际情境让学生对NH3的性质灵活运用。两个问题涉及多个知识点和多处细节,鼓励学生相互补充,体会“合作学习”。 同时为后面乙、丙烧瓶中“喷泉”的引发作好铺垫。

[学生] 多人回答、相互补充。

[拓展延伸2] 图3乙烧瓶中充满干燥的NH3,如何引发水向上喷出?丙烧瓶中是空气,如何选择试剂A、B才引发水向上喷出?

[学生] 思考、讨论、回答。

[练习] 若“喷泉实验”结束后烧瓶中液体充满整个烧瓶(标准状况,下同),则所得溶液溶质的物质的量浓度是多少?

[变式训练](PPT投影)① 若烧瓶中由于混入空气,液体充至烧瓶2/3处,则所得溶液溶质的物质的量浓度是多少?② 若烧瓶中充满干燥的NO2呢?

[教师] 对学生解答作出评价,引导学生比较三组计算结果,有什么规律?

[归纳2] 氨的结构和物理性质,氨与水的反应,氨水的碱性(PPT投影:略)

[设问3] 试从元素化合价角度推测NH3的其他化学性质,该性质在工业生产中有何应用?

[设计意图] 联系硝酸工业中“氨的催化氧化”,突出氨的还原性在工业生产中的应用;引导学生应用所学氧化还原反应的相关知识来预测NH3可能具有的化学性质,对基本概念进行应用层面的反馈。

[学生]分析、推测、完成反应方程式。

[拓展延伸3]管道工人曾用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如果管道某处漏气,会产生白色烟雾,写出相关的化学方程式(提示:有N2生成)并说明NH3在此处体现的性质。

[设计意图]该问题取材于人教版《化学1》复习题[3], 是一个很好的应用所学知识解释实际问题的素材。通过方程式的书写,培养学生获取、加工信息的能力和分析问题注重细节的思维品质。

[学生答案预设]预设1:3Cl2+2NH3=N2+6HCl,NH3体现了还原性。

预设2:在上述反应生成HCl基础上,过量的NH3与HCl会生成NH4Cl(s)。

[教师] 评价学生的“板演”。若预设1成功,追问“白烟如何解释?”, 引导学生迁移NH3与酸的反应;若预设2成功,给予赞赏,并请其描述思维过程。

[归纳3] 氨的还原性(PPT投影:略)

4.3 对本节复习课的知识点“收网”,让学生收获成功

[教师总结](PPT投影)“氨和铵盐”知识点提纲及主要反应方程式(略)

[反馈练习](PPT投影)图4可以用来制备某气体G并研究它的性质。

⑴ 装置A中产生气体G是____________,产生原因_____________________。

⑵ 干燥管Ⅰ、Ⅱ中固体试剂的名称、使用目的______________。

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⑶ 写出装置B、C中的反应方程式,并说明气体G在反应中表现的性质。

[设计意图] 在知识点梳理的基础上,选择此题反馈本节课的复习效果,呼应前面的3个设问。该题涉及氨的制法、性质,考查学生对实验设计和分析的能力同时培养学生的环保意识。

[学生总结] 本节课复习课学到了什么?

5教学反思

5.1切实强化学生主体地位,提高复习效率

问题的提出让学生及时发现自己的薄弱环节,变“被动地接受老师的讲解”为“主动地去回忆、联想所学知识”,例如“设问1”通过3幅实验装置图让学生主动回忆氨的实验室制法,包括药品、装置的选择和反应的原理等。

问题的分析可以激发学生思维的火花,活跃课堂气氛,在讨论交流过程中思维层次提高,如“拓展延伸2”对于“喷泉”的引发原理的讨论,不仅能巩固氨的性质,对学生正、逆向思维的转换也是一个很好的锻炼,在分析过程中师生之间还可以产生许多“精彩对话”。

问题的解决可以让学生体会到复习的成就感,本节课最后的“反馈练习”3个问题就覆盖了复习的大部分知识点,学生成功解决该问题后在加深复习印象的同时还会体验到成功的喜悦。

问题主线的教学设计对学生的课堂主体地位和参与程度提供了有力的保障。复习课上学生有了如此的投入和参与,其效率自然会有质的提高。

5.2充分考虑学生实际情况,合理安排问题

有效的问题解决是建立在有关问题的知识经验的存储基础上的[4]。复习课本身就是对知识的回顾、梳理和应用的过程,所以,问题的选择首先要贴近复习内容,最好不要直接使用现成的综合试题,因为综合题涉及知识点多,有时为了解决一个与本节课知识点无关的问题白白搭上宝贵的时间,即使要用也可以适当改编后使用(如“反馈练习”)。同一个问题设问方式不同也会使复习效果相差甚远,例如,将设问1改成“你知道哪些实验室制备氨气的方法?”后,如果学生知识遗忘率高,不记得或只记得一个制备方法,复习效率就会大大降低,而直接给出的实验装置图会给学生一个回忆的机会,学生答题的主动性和成功率就会相对提高。

5.3复习模式不应一成不变,学生需求是关键

问题主线的复习模式固然能提高复习效率,但也不“放之四海而皆准”,学生的认知水平就是影响其效果的因素之一。对“授课主体”学生而言,对于平时知识点掌握程度较好,仅仅受时间影响而产生遗忘的同学,该模式有利于提高他们的主动性,通过问题的思考、分析及时回忆起所学知识,能在解决问题过程中提高自身能力,达到很好的复习效果;但对平时学习困难大,理解能力较弱的同学,就知识点本身理解还困难(如基本的方程式书写都存在较多问题等),要求他们应用又从何谈起,这样的情况还是按部就班地就知识点复习比较实在。除此以外,复习知识点的学科特征、教师的授课风格等都会对该模式的复习效果产生影响,所以,复习模式不是一成不变的,适合学生的复习模式才是真正有效的。

参考文献:

[1]江苏省教育考试院. 江苏省普通高中学业水平测试2010(选修科目)说明(物理 化学 生物) [M].南京:江苏教育出版社.2009:32.

[2]朱志江.新课程背景下高考化学复习的思维变革[J].化学教育.2009.11:32~33.

[3]宋心琦、王晶等编. 化学1(必修).北京:人民教育出版社,2007:108.

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关键词:高中新课程化学实验教学创新思维

一、问题的提出

新课程的目标体系和人才观形成初期,目前中学化学教学仍存在一些问题:实验经费不足,不同地区不同学校实验重视差别很大;中学化学教师实验教学的积极性不高,一部分停留在黑板上实验;学生动手实验机会少,实验技能水平偏低;中学生课外活动不能正常开展,中学生解决实际问题的能力和创新水平不高。加强化学实验教学有利于促进学生学习方式的改变,在实验中动手、动眼、动脑,学会主动学习、探究学习与合作学习,培养学生的创新精神与实践能力。

二、实施的理论依据

1. 认知心理学。认知心理学揭示人的认识过程的特点和部机制,如注意、感知觉、表象、记忆、思维等的认知过程,强调人类认知的主动性、积极性,以及人的认知结构在获得知识中的作用,重视研究高级的认知过程,语言以及学习、问题解决、决策等,用认知心理学的观点探讨和指导教育、教学过程是教育教学的一个新研究方向。新课程化学教材中的实验比较典型并具有可操作性,通过化学实验验证知识的科学性,培养学生质疑能力和实验技能;挖掘教材中探索性的实验,适当引导学生进行实验设计和创新,训练学生创造性思维。

2. 高中化学新课程的理念⑴.立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养。 ⑵.建立有共同基础而又能适应不同学生发展需要的、适应时代需要的、可选择的化学课程体系;⑶.强调化学课程的应用性和实践性,培养学生从化学视角看待物质世界,能应用化学知识和化学方法参与社会决策和解决问题的能力;⑷.倡导以科学探究为主的多样的学习方式,重视化学学习方法的启迪,提高学生终身学习的能力,在现代社会的生存和竞争能力。

三、化学实验教学创新思维训练的方法

1. 利用思维的再造性进行训练。苏教版必修1教材中铜与浓硫酸反应实验可充分回顾铜与稀硫酸是否反应,实验中不加热现象,加热后的想象可验证铜与浓硫酸反应的产物及巩固二氧化硫的漂白性。这类实验除了验证知识的作用还可模仿验证产物的方法。

2. 利用思维的辐合性进行训练。在气体水溶性实验中,都可以将气体溶于水后,气压的

变化放大为更明显的实验现象,利用这原理解决诸多此类实

验。如在二氧化硫水溶性及溶于水后pH测量实验,可改进

为:向矿泉水瓶中加入五分之一的水,立即旋紧瓶盖,振荡,

观察现象并分析。认知心理学很强调感知觉和表象的作用改进后实验可观性更强,现象更明显,更能引发学生注意观察在分析性质更为主动,参与更投入,课堂效率更高,理解更到位。从而实验的原理达到从分析到综合、抽象概括的思维操作过程。

3. 利用思维的发散进行训练。氨气的水溶性实验验证,学生分小组进行实验方案设计的讨论,在讨论中充分调动思维的积极性,调动学生从不同角度、不同方向进行思考,小组间进行交流、归纳总结,使不同方案做到由具体到抽象、现象到本质的认识过程,整理出主要以下几种方案:

方案一:用软制塑料瓶收集满氨气,倒入少量水,盖好瓶塞,振荡,观察塑料瓶是否变瘪。

方案二:用一根试管收集满氨气,倒置在水槽中,用镊子拿开塞子,看试管内水面是否上升。

方案三:一只带有双孔活塞(分别插入充满水的胶头滴管和下端系有小气球的玻璃导管)的广口瓶收集满氨气,挤压胶头滴管,观察小气球变化。

从而引出教材中氨气的喷泉实验:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管的胶塞。这个实验有效验证教材主干知识,但可在实验中当接好导管并打开止水夹还未挤压胶头滴管内的水时,引导学生观察现象:形成喷泉吗?为什么没有形成喷泉?思考原因并讨论,烧瓶内氨气还未与水接触,烧瓶内压强未变化。然后挤压胶头滴管后观察到的喷泉现象进行思考,为后面探究实验埋下铺垫。

4. 利用思维的原型启发进行训练。利用氨气的喷泉实验再造性思维和所设计的铺垫,让学生设计右图第二个装置如何形成喷泉。教师将难度分解成几个问题,引导学生观察两个装置的区别,并注意操作的细节性,先打开止水夹。打开止水夹后,能否形成喷泉?学生充分讨论为什么没形成喷泉?导管内一段空气柱,烧瓶内氨气没有与水接触,学生设计喷泉实验方案的关键让水与氨气接触,或是赶掉导管内的空气。学生在设计方案过程中,充分调动自己的注意力,受现实生活中原型启发的影响,提取以往记忆中的热胀冷缩原理,设计思维互逆的两个方法,全身心的投入,思维得到深刻的启示,从而达到情感共鸣。

阿基米德测量皇冠的体积极有创造性,他是从洗澡中得到启发,利用这样的原型启发在气体体积测量中也有妙用。例:用纯碱样品中常含有杂质NaCl,请设计实验测定Na2CO3的质量分数。

方法之一:取一定量的纯碱试样,与足量的稀硫酸反应,用如图所示,排饱和NaHCO3溶液的方法测定生成的CO2体积。引导学生思考下列问题:

(1)能否用水代替饱和NaHCO3溶液,为什么?

(2)使用该装置前需要检查气密性,具体操作为

(3)使用该装置,读数前需要注意的事项有(写出三项)

(4)若用恒压式的发生装置代替前图的发生装置,有何优点?

测量气体体积误差更大还更小?

方法之二:利用右图进行实验

(1)干燥管的作用是?

(2)该装置的存在缺陷有哪些?如何改进?

(3)若还用恒压式的发生装置代替前图的发生装置,有何优点?

测量气体体积误差更大还更小?

5. 利用思维的创造性进行训练。

在必修1教学中还可补充更多演示,如:用小烧杯盛少量浓硫酸称量,10分钟后观察天平指针变化。学生更形象感受浓硫酸的吸水性,为后面介绍浓硫酸的用途---作干燥剂,作为感性材料在表象记忆中很好加工。

介绍NO和NO2有关性质可补充验证和探究实验:

⑴观察充满NO和NO2试管的颜色;

⑵将充满NO和NO2试管倒立于盛有水的水槽中,并观察变化;

⑶往倒立于的水槽中充满NO试管通入O2观察气体颜色变化;

⑷用蓝色石蕊试纸检验所得溶液。

通过NO和NO2的物理及化学性质的验证和探究实验,为后面硝酸性质的教学积累感性材料。

铜与浓硝酸和稀硝酸溶液反应是一个极易产生有毒气体的实验,但其现象明显,又是中学重要知识点,是主干知识中的难点之一,所以硝酸性质的探究更尤为必要,该实验可利用注射器易观察易操作等优点进行改进。

铜与浓硝酸反应(NO2的制取及尾气处理)NO2的制取:在5ml的注射器中放入一小片铜,如下图左所示,吸入1ml浓硝酸,利用向下排液收集NO2气体,如下图中。观察气体的颜色,溶液的颜色。实验结束时,小心向下排出注射器中的液体(不让气体逸出),吸入适量NaOH溶液,小心震荡即可。

⑴为什么此装置能用来制取NO?

⑵溶液和气体是什么颜色?

⑶产物是什么?

⑷实验结束时,小心向下排出注射器中的液体

(不让气体逸出),先吸入过量空气,然后吸入

适量NaOH溶液,小心震荡即可。

当学生思维过程由具体到抽象及本质,再来解决铜与稀硝酸反应问题就更为从容,铜与稀硝酸反应(NO的制取及尾气处理)在5ml的注射器中放入一小片铜,如上图所示,注射器先吸入少量水排尽空气,再吸入1ml稀硝酸,利用向下排液收集NO气体,如上图中。观察气体的颜色,溶液的颜色。引导学生进行分析:

⑴为什么此装置能用来制取NO?

⑵溶液和气体是什么颜色?

⑶产物是什么?

⑷实验结束时,小心向下排出注射器中的液体(不让气体逸出),先吸入过量空气,然后吸入适量NaOH溶液,小心震荡即可。

另一有创造性改进:铜和稀硝酸反应实验中,由于一氧化氮极易与空气中的氧气化合而生成红棕色的二氧化氮气体,学生难以从实验现象上直观地得出稀硝酸与铜反应生成无色的NO气体的性质,通过改进的实验装置(如右图)就可以克服上述缺点。打开分液漏斗活塞,用稀硝酸装满U型管,将管内空气排除,然后关闭活塞进行反应,生成的一氧化氮气体将稀硝酸排入右端的漏斗中,避免了生成的NO气体与空气中氧气接触的可能,而且将NO气体的制备与性质熔为一体,既可以清楚地看到实验的主要产物:无色不溶于水的NO气体和蓝色的硝酸铜溶液。当打开分液漏斗的活塞时,又可演示NO与氧气反应生成红棕色NO2气体,避免了NO2气体对空气形成污染,且该装置能重复使用。

在浓硫酸的脱水性实验中,教材中实验已很好验证浓硫酸与蔗糖反应,体现了浓硫酸的脱水性,还为后面浓硫酸与炭反应作了充分准备,在这节知识讲授后可补充一个综合性探究实验:如何用实验方法证明木炭与浓硫酸反应的产物?

在新课程教学实践中,要准确把握“以实验为基础”这一学科特征,充分发挥化学实验的教学功能。例如,积极创造条件,让学生有更多的机会在实验探究活动中来学习化学;通过典型的化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律;利用化学实验证实,帮助学生了解化学概念、化学原理的形成和发展,认识化学实验在化学学科发展中的重要作用;通过化学实验感性信息,训练学生分析、综合、抽象、概括的思维发展过程,从而促进学生学习方式发生转变,使学生的创新精神和实践能力得到培养。

参考文献:

[1]陈宇等编著《心理咨询师》

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关键词: 化学实验 创新 探究性实验 开放性习题

实施创新教育的主渠道是学科教育,化学作为一门实验科学,在教学中应有意识地加强对学生创新能力的培养。笔者就在实验教学过程中如何培养学生的创新能力谈一些自己的体会。

一、 运用化学史激发学生的创新意识

科学史无处不体现着科学研究的方法,化学史同时也是一部揭示化学研究方法的历史。由于受到许多因素的影响,有关化学史实的教学往往被很多教师所忽视。然而,化学史就是一部不断创新的科学史,可以向学生传达一种化学学科的研究方法,是对培养学生创新意识和创新精神很好的素材。例如,在学习空气时,向学生介绍空气的发现史;学习氢气时,介绍16世纪中叶和17世纪的一些科学家发现了某些金属与酸(无强氧化性)反应产生一种可燃性气体――氢气的方法,在工业上虽无实用价值,但却是实验室制取少量氢气的极为简捷的方法;学习王水时,介绍丹麦著名物理学家波尔是怎样巧藏诺贝尔金质奖章的;在学习磷时,介绍法国人布兰特是怎样发现磷的;还有在介绍卤族元素的时候介绍氟元素的发现是化学史上最悲壮的史诗等等。通过对化学史实中某些实验过程及现象的描述,可使学生们兴趣盎然,极大地激发学生动脑思维、动手实验和渴望创新的积极性。

二、验证性实验改为探究性实验,培养学生的创新精神

目前,中学化学教材中的实验多为验证性实验。验证性实验是用实验来论证已学过的化学知识的正确性,在实验中学生处于被动接受知识的状态,这种实验模式缺乏对学生的思维能力、动手实践能力、创新精神及创新能力的培养。而将教材中的某些验证性实验改为探究性实验,创设问题情景,使学生处于一种主动探索知识的兴奋状态,这对激发学生的创新欲望、培养学生的创新精神等方面所起的作用是验证性实验所无法替代的。如在Al(OH) 的制取上,由于课本上用了两个演示实验说明了Al(OH) 的制取,许多人认为这样就可以顺理成章地得出Al(OH) 应由铝盐及弱碱氨水制得的结论。但我在教学实践中,让学生通过分组实验自己亲手验证后,有的组认为该结论是对的,而有的组则认为是错的,这样就有了争论。我让分别代表两种观点的学生进行演示:

演示1:在分别盛有Al (SO ) 溶液的两支试管中,分别滴入氨水和NaOH溶液,加至过量。这组学生学生得到的结论是:Al(OH) 应由铝盐和弱碱氨水制得。

演示2:在分别盛有少量氨水和NaOH溶液的两支试管中,分别滴加Al (SO ) 溶液,继续滴加,发现均有沉淀产生。

第2组学生做完实验后,学生的情绪一下子调动起来,因为铝盐也可以与强碱反应制取Al(OH) ,但与滴加顺序有关。所以Al(OH) 应由铝盐和氨水制取的结论并不绝对,通过实验探究,学生对化学的探索渴望大大增强,自信心倍增。

又如,在讲解Fe(OH) 的制备和性质时,我先让学生查阅书籍知道Fe(OH) 的颜色、状态及溶解性,然后演示新制的FeSO 和NaOH溶液的反应,让学生仔细观察,结果学生未能看到白色絮状沉淀,而看到灰绿色的沉淀。该现象立即引起了学生的思考,此时我便及时地引导学生进行探索原因:①为什么未能看到白色絮状沉淀?②为何要将滴管插入试管里溶液底部,慢慢地挤出NaOH溶液?③为什么要用新制的FeSO 溶液?④如何对装置进行改进?当学生通过认真思考、分析得出FeSO 和Fe(OH) 易被空气中的氧气所氧化时,立即换一瓶经煮沸以除去氧气的NaOH溶液重新进行实验,再让学生仔细观察,结果观察到的现象是:先得到白色沉淀,但过一会儿就转变为灰绿色,随后逐渐变为红褐色。这一现象又引起学生的疑问:怎样才能使生成的Fe(OH) 被氧化的速率减慢呢?结果经过学生一系列的思考、讨论、比较以后,最后选用在FeSO 液面上滴加几滴苯或油脂作保护层,再将滴管伸入试管底部,滴加煮沸过的NaOH溶液,就得到了Fe(OH) 白色沉淀并保持了较长的时间不变色。探究性实验的开展,激发了学生主动积极探索的精神,增强了学生的自信,激活了学生的创新能力。

三、利用开放性实验习题,培养学生的创新能力

开放性习题是指题目的设计是开放的,答案是灵活多样的,只要答案是合理的,都是正确的。开放性习题的出现是对传统封闭性习题的挑战,这类习题旨在鼓励学生运用已有的知识和经验,对问题发表自己的见解,不同能力的学生可以从不同的角度、不同的侧面、不同的范围、不同的层次去分析、选择解决问题的方法和途径,学生答题的过程就是一个创新过程。

例如,在分液漏斗中,用一种有机溶剂提取水溶液里某无色物质时,静置分层后,如果不知道哪一层是“水层”,试设计一种简便的判断方法。给出题目,让学生根据自己已掌握的知识,认真思考、仔细分析、比较后,学生们便给出了以下几个合理简便的方案:

[方案一]取一只小试管,打开分液漏斗的活塞,慢慢放出少量液体(即取样),往其中加入少量的水。如果试管内的液体不分层,则说明分液漏斗中下层是“水层”;反之,上层为“水层”。

[方案二]取样,向其中加入少量的四氯化碳或苯,若试管中液体分层,则说明分液漏斗中的下层为“水层”;反之,上层为“水层”。

[方案三]取样,用胶头滴管取少量待测液,滴2-3滴到无水CuSO4固体上,观察白色固体上是否有蓝色出现,若有变化,则说明分液漏斗中下层为“水层”;反之,上层为“水层”。

[方案四]取样,向其中加入一小块钠,剧烈反应,则说明分液漏斗中下层为“水层”;反之,上层为“水层”。

又如在2002年高考理科综合全国卷中第29题的第(4)问,即撤去氨的喷泉实验中的胶头滴管,问如何引发喷泉。这就要求我们明确胶头滴管在喷泉中的作用,即让氨气与水接触,从而引发喷泉实验。由此来设计方案,只有明确了被替换的仪器在实验中所起的作用,才能找到正确答案。我提出以下几个问题以激发学生的思维:

(1)喷泉现象应当满足什么条件?

(2)引发喷泉实验的原理是什么?

(3)怎样才能引发装置II的喷泉?

然后让学生仔细思考、认真分析,师生经过讨论、分析得出合理的方案:

[方案一]用降温的方法。即打开夹子,用浸过冰水的毛巾捂住烧瓶,使烧瓶内气压减小到一定程度,外界大气压产生的压强将烧瓶中的水通过导管压入烧瓶,使氨气与水接触,形成喷泉。

[方案二]用升温的方法。即打开夹子,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,使氨气与水接触,发生喷泉。

利用开放性实验习题,给学生提供多角度考虑问题的机会,让学生在解决问题的过程中体验乐趣,领悟知识,感受成功的喜悦,从而激发了学生的创新精神和培养了学生的创新能力。

四、注重实验装置的创新,培养学生的创新思维

在实验教学中,通过对一些装置型实验的创新,可以使学生的思维得到发展。对问题能积极进行各种猜测和联想,摸索出解决问题的各种途径。

例:在没有现成的CO 气体发生器的情况下,请你用图一中的部分仪器,装配成一个简易的能随用随停的CO 发生器,应选仪器是?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇(选编号)。

不少学生选b、c或g、c,但很快发现不符题意,即不能随用随停。随用随停成为本题的一个难点,题目考查仪器的用途别出心裁。

制CO 必须用到固体,现在可盛放固体的仪器有b、d、e、g,但b、d不可能实现随用随停,而g在无分液漏斗的情况下也不可能实现此功能。此时,干燥管就成为此题的重点研究对象。那么干燥管怎样起作用呢?在教学中,我让学生先画出启普发生器的草图,对照其特点,学生顺利地选出e,并明确其操作方法:用石棉堵住干燥管的小口,装入固体反应物,在大口端连接导管,即可成为可控式简易气体发生器,如图二所示。在本题中,干燥管并非用来干燥气体,而是做了反应的容器。除此之外,在尾气处理装置中也可以使用干燥球,此时利用其容积较大,可以防止易溶气体的倒吸。而在气体净化装置中也可以将其用做反应容器,如碱石灰吸收CO 等。其实稍微再做一点调整,我们还可以将干燥球转换为一个漏底烧瓶,如图三所示。

总之,在化学实验教学中,教师要给学生留出自由思考的空间,增加学生独立设计、独立操作实验的机会,利用实验对学生思维、能力进行多方位培养,使学生的创新思维能力得到有效的培养与开拓。

参考文献:

[1]王春.化学实验教学中学生创新思维能力的培养[J].中学化学教学参考,2006,(6):34-35.

篇10

关键词:新课程 高中 化学课 改革策略 现状

新课程指出,教师是学生学习过程中的合作者、引导者以及组织者,学生是教师教学的主体。因此为了提高学生的学习积极性,让学生全身心的投入到课程中,教师要寓教于乐,通过丰富多彩的活动对学生进行多方面、多角度、多层次的训练,提高学生写、说的能力,使学生熟练的使用化学用语。

一、高中化学课堂教学现状

我国目前多数高校化学课堂教学重视理论知识的传授,内容比较系统,教学模式单一,教学方法比较呆板,“灌入式”、“满堂灌”、“师传生受”等现象非常普遍,再加上化学本身就比较枯燥乏味,抽象性较强,教师过分注重学生对基本技能和基础知识的掌握,忽视学生的思考和感悟过程,没有培养学生的思维能力。总之,目前高中的化学课程缺少与其他学科、社会、社会经验的联系,没有体现化学的应用和背景以及化学与科技进步、时展之间的联系。随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,教育也进入了信息化时代,学校、教师都意识到了必须要对化学课的教学方法进行改革[1]。

二、高中化学课教学方法改革策略

1.加强实验教学的启发性

教师在教学过程中,要引导学生体验学习过程中的热情,提高学生学习的积极性,同时加强实验教学的启发性。化学实验可以充分调动学生的各种感官功能,加强实验教学的启发性,努力促使实验过程中的结果或者现象可以促进学生积极思考。体验式学习就是让学生亲自参与社会生活的学习,通过亲自实践,学习到更多书本上学不到的知识,增强学生的感知能力。如:教师在对氨气喷泉实验进行教学时,可以先让学生思考在生活中见过哪些喷泉,喷泉形成的原理是什么?然后演示氨气喷泉实验,观察对其进行仔细的观察之后,再让学生思考为什么氨气可以形成喷泉?这体现了氨气什么化学性质和物理性质?学生通过思考、讨论得出结论:形成喷泉必须要有很大的压强差,教师再设计几个问题,水和氯化氢气体是否可以形成喷泉等,做实验的同时启发学生,引导学生进行分析、推理,然后通过实验验证学生的结论,让学生深刻的了解喷泉形成的条件和原理。

2.加强实验教学的探索性

教师在教学过程中,要善于制造悬念,设置疑惑,通过问题和实验引导学生积极的探索真理,促进学生在学习过程中的手脑结合,不断提高学生的学习能力和创新能力。氯气的装置中只有尾气处理装置、收集装置和制气装置,但是没有干燥装置和洗气净化装置,询问学生:用二氧化锰和浓盐酸制取氯气会造成哪些杂质?然后让学生亲自组装一起,开始探索性的学习,鼓励学生大胆说出自己的观点,向老师和同学展示自己的设计方案,也可以向学生提出问题,让学生分组讨论。在探索式学习的过程中,教师要及时肯定和鼓励学生获得的点滴成功或者收获,对于学生在探索性学习过程中的失败,首先要肯定正确的部分,引导学生进入深入的思考,找出失败的原因,然后再次尝试探索,直到成功为止[2]。

3.强化学生的环保意识

学生在进行化学实验的过程中,经常会产生很多有害气体,一些误操作还可能导致安全事故,直接影响到教师和学生的生命健康,所以应针对高中学校需要进行化学实验的学生大力提倡绿色化学实验。绿色化学实验指的是对环境只有很小负面影响或没有影响的化学影响,也是响应国家可持续发展等政策,社会对化学科学发展的新要求,绿色化学实验的提倡、实施有助于实现人类社会的可持续发展,保护人类赖以生存的自然环境。

4.培养学生解决问题的能力

高中化学具有非常强的实践性,一些化学现象,要经过多次分析和实验,才能对其产生的原理进行合理的解释,多数化学规律都是在实验中不断总结出来的。对化学进行设计实验,然后进行分析对比讨论,让学生体会反应物量的多少对反应方向的影响程度,从而领略到量变过渡到质变的原理,充分调动学生的主观能动性。教师也可以通过化学实验了解学生的学习情况,引导学生解决学习过程中遇到的问题,得到学生反馈的教学信息,及时调整教学方案,不断提高化学课程的教学质量,优化课堂教学。如:在氯化铝溶液中滴入氢氧化钠溶液,然后摇晃,会产生什么化学反应?先产生白色沉淀,然后增加氢氧化钠溶液,白色沉淀逐步消失[3]。

三、结语

综上所述,新课程改革下的高中化学课程不仅要向学生传授基础的理论知识,还要鼓励学生多做化学实验,因为实验化学是化学学科赖以发展和形成的基础,是检验化学学科知识真理性的标准,是提高学生科学素质的途径和重要内容。所以学校要根据新课程标准,高度重视化学课堂教学过程的呈现与管理,教师在教学过程中,要根据学生的认知水平、知识结构等让学生亲身体验知识的发展过程,了解知识产生的背景条件,强调化学教学既要适应新课程改革的需要,还要积极创新、探索,促进学生全面发展,这样才可以培养学生科学严谨的学习方法和态度,充分调动学生的学习积极性,鼓励学生在学习化学的过程中,培养良好的创新精神,养成积极探索、独立思考的好习惯。新课程改革下,化学课程教学方式的改变,将化学知识的传授过程转变为学生积极参与的学习过程,教师和学生共同参与化学课堂,教师帮助学生找到解决问题的正确方法,不断提高高中化学课程的教学效率和教学质量。

参考文献:

[1]袁东升.新课程下的高中化学课堂教学[J].试题与研究:新课程论坛, 2012(19):6-7.



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