華麗芬
【摘 要】化學實驗是學生學習、體驗化學和探究化學過程的重要途徑,化學教師需要重視學科實驗的創(chuàng)新。
【關鍵詞】化學實驗;創(chuàng)新
化學是一門以實驗為基礎的學科,科學規(guī)律是通過對自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、探究和反復驗證形成的。而化學研究主要用的是實驗方法,所以學習化學離不開實驗。實驗是學習、體驗化學和探究化學過程的重要途徑。
但目前在現(xiàn)有高考政策的影響下,我們對化學實驗教學的重視程度日益下降。雖然不少化學教師是深知化學實驗的重要性,而且也曾經設想或嘗試采用較好的教學方法,但受教學課時的限制,最后不得不“紙上談兵”。
一、重視學科實驗的創(chuàng)新,是教師自身發(fā)展的需要
蘇霍姆林斯基曾經說過:“學生眼里的老師應當是一位聰明、博學、善于思考、熱愛知識的人”。通過對實驗改進和創(chuàng)新,無疑會使我們的課堂煥發(fā)出新的光芒,讓教師在付出的過程中體驗收獲,體驗創(chuàng)造的快樂。作為一個專業(yè)教育者,教師應該具有專業(yè)化學習的意識和能力,不斷地學習,不斷自我成長,提高自身的專業(yè)化水平,才能改進和創(chuàng)新出簡單可行,引起學生視覺震撼的實驗。
一堂好的課,常給學生留下終身難忘的印象,如果能在教學中挖掘教材的實驗,由實驗激發(fā)學生的思維,由實驗轉向深刻的理解,探索和進取,將抽象的知識通過實驗給予解釋,這就要求我們教師必須從實際出發(fā),實事求是,同時擺脫束縛,不拘泥于教材,敢于對實驗教學進行改革和創(chuàng)新,實驗教學勇于突破,通過讓學生對實驗探究的親身經歷達到對知識理解、掌握、運用的最終目的。
例1:金屬鈉在空氣中燃燒實驗的改進
【鏈接課本】鈉在空氣中燃燒的實驗,人教版和蘇教版分別采用了如下圖所示的裝置。
圖1 人教版教材圖 圖2 蘇教版教材圖
【實驗改進】
改進(1):
①取厚約0.2mm的銅片,剪成7.5mm×7.5mm的正方形,放在鐵架臺的鐵環(huán)上。在銅片中央放一張2.5mm×2.5mm的鋁箔,并使兩者接觸良好。
②取一粒綠豆大的鈉塊,用濾紙吸干煤油,放在鋁箔中央。
③點燃酒精燈加熱銅片,可觀察到鈉與O2反應的現(xiàn)象,黃色火焰,有淡黃色固體生成。
改進(2):
①取綠豆粒大的金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油,放入硬質玻璃管中。
②用酒精燈加熱至金屬鈉熔化成閃亮的小球,用洗耳球向硬質玻璃管中吹入空氣,能看到鈉劇烈燃燒,發(fā)出黃色的光,燃燒完全后,在硬質玻璃管中有大量的淡黃色固體生成。
改進后的優(yōu)點:實驗2在加熱過程中,煤油(沸點110~350℃)揮發(fā),帶走裝置中的部分空氣,裝置O2濃度較低,鈉很難完全燃燒,加熱到一段時間后,用洗耳球鼓入空氣,就不會出現(xiàn)殘留的煤油因不完全燃燒生成黑色的碳帶來的干擾。
二、重視學科實驗的創(chuàng)新,是課堂效益提高的需要
有一句廣為流傳的美國彥語是:告訴我,我會忘記;做給我看,我會記得;讓我親做,我才懂得。因此化學實驗是最好的化學教學語言,是任何其它的教學方法無法替代的,而實驗的改進和創(chuàng)新,則是提高課堂效率的又一種方式,一則改進的實驗起碼要有以下三點:①操作簡單、所需時間短。②現(xiàn)象明顯,無其他現(xiàn)象干擾。③有新鮮感、產生強烈的視覺刺激。
例2:三價鐵離子顯色反應的實驗創(chuàng)新
【鏈接課本】FeCl3溶液遇到硫氰化鉀(KSCN)溶液顯血紅色,遇苯酚顯紫色。
【實驗創(chuàng)新】
1.實驗器材:白紙、毛筆、小噴壺若干個、FeCl3溶液、
硫氰化鉀溶液、苯酚濃溶液。
2.實驗過程:
(1)用毛筆蘸取硫氰化鉀溶液涂抹在白紙上,晾干后,將白紙剪成花瓣狀,制作出一朵“花”。
(2)用裝有FeCl3溶液的小噴壺對著“花”噴灑。
(3)將硫氰化鉀溶液換成苯酚濃溶液,重復上述步驟。
三、重視學科實驗的創(chuàng)新,是學生創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的需要
創(chuàng)新不能教,創(chuàng)新思維和能力更教不出來,但通過教師有意識對學生進行非常規(guī)問題解決的訓練,可以使學生逐步具有敏銳的洞察力和豐富的想象力,以及創(chuàng)新思維能力。幾乎所有的實驗并不是唯一的實驗方案;也不是必須唯一選擇的實驗裝置;更不是實驗儀器、實驗方法及步驟一點也不能改變的思想。教師要積極引導學生,利用所學的知識以及熟悉和掌握的實驗去探討設計多種實驗方案,創(chuàng)新思維是實現(xiàn)創(chuàng)新的前提,在化學實驗中可以通過改變實驗目的,比較實驗方案的優(yōu)劣,對實驗儀器的選擇,限定使用非常規(guī)儀器,實驗步驟的改變,定性實驗變?yōu)槎繉嶒灥却胧?,使學生在解決一系列非常規(guī)問題中,逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。
例3:燃料電池實驗的創(chuàng)新
【鏈接課本】蘇教版化學教材沒有燃料電池的演示實驗。
【實驗創(chuàng)新】
1.實驗原理:食鹽水為電解質溶液,鋁箔為負極,空氣電極為正極,構成原電池,將化學能轉化為電能。
2.實驗器材:鋁箔紙杯4個,食鹽,小燈泡一個。
3.實驗過程。
(1)找4個鋁箔紙做的蛋糕底杯,往其中3個底杯倒一些活性炭,蓋住底杯即可,然后加一小匙食鹽水。
(2)把這3個蛋糕底杯摞起來,再將第4個空底杯放在最上面。用鋁箔紙搓成兩條導線,分別與最上面和最下面的蛋糕杯連接??梢杂檬雏}瓶等重物壓住,幫助固定。
(3)將其中一條鋁箔導線纏在小燈泡螺紋接口的腹部,另一條連接接口底部,并用力壓下食鹽瓶,小燈泡就亮了。
【真題再現(xiàn)】
(廣東高考)可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為點解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變
D.電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極
創(chuàng)新能力不僅需要培養(yǎng),更需要呵護,針對學生在實驗過程存在的某些問題不是直接解答,而是要求學生自己設計實驗,并動手完成實驗,從而使問題得到解決,這樣不僅可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維能力,還由于學生自己動手完成了自己設計的實驗,使學生能夠沉浸在快樂中,不斷地激發(fā)學生的創(chuàng)新動手能力。