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摘 要: 本文结合具体事例,指出化学实验的改进、创新要遵循科学性、实用性、简约性、安全性、环保性和创新性的原则。
关键词: 化学实验 实验改进 实验创新
一些教师对于实验改进、创新不知从何下手,我认为:对于农村和边、穷等经济欠发达地区的中学来说,由于学校实验条件简陋、实验经费紧张,教师应该更多地关注如何用一些替代品来完成本来无条件完成的实验,即尽量地想办法创造条件开足开全实验;对于实验条件较好地区的教师来说,可从多媒体技术与化学实验的整合、教材中现有的某些实验的改进、培养学生创新思维的探究性实验等方面出发,进一步开发和完善化学实验的教育功能。
在化学评优课上,某老师在讲《燃烧的条件》时,按教材中的设计进行白磷在水下(热水)燃烧的演示实验时,第一次没做成功,我想她之所以没做成功是因为在水下气流吹得白磷到处移动,氧气与白磷无法充分接触的缘故,她若把通气的导管改成把倒扣的小漏斗罩在白磷上,然后通氧气,实验就能很容易成功。我认为化学实验的改进、创新就应该从这些教学中遇到的实际问题入手。
在化学实验教学创新研讨会上,有很多作品很有创意,这些好的作品对一线教师进行实验改进、实验创新有很大的启示,下面把我认为有创意并且比较实用的作品分类整理如下。
1.为了节约药品的微型试验
如云南省富源县一中的汤学周老师多年来研制、使用的《中学微型化学实验仪器》,该套装置比较好地解决了富源县一中的实验教学问题。
2.利用废旧物品的实验
如云南省建水县建民中学的祁有金老师的《用矿泉水瓶解决西部贫困地区开展实验教学的探索与创新》,就是为了解决西部贫困地区的初中化学实验能够正常开展而想出的办法。据祁老师展示、介绍,用无毒、无害而生活中到处都有的塑料矿泉水瓶可代替化学实验中的很多仪器,如水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等,把大的矿泉水瓶从下半部剪开即是水槽;把小的矿泉水瓶剪开,下半部分即可做烧杯,上半部分可做漏斗;想在矿泉水瓶上安一个支管,利用塑料的热塑性,把一根玻璃管的一端在酒精灯上加热后往矿泉水瓶上一插即可,非常方便。祁老师介绍说:用此办法可解决初中化学教材中85%的实验。他在大会上用矿泉水瓶制品演示的《二氧化碳的制取及性质实验》非常成功,赢得了与会专家和参会教师的尊敬和好评。
3.现代多媒体技术与化学实验的整合
如上海市风华中学陆惠莲等老师的《DIS数字化信息系统在化学中的应用——测定冰醋酸加水稀释过程中导电率的变化》,以前在中学讲这一部分内容时只是从理论上分析、推导得出结论,而陈老师等通过实验直接得出结论,使原来枯燥的理论变得有趣生动,我认为这对中学化学理论知识的教学是一种尝试和突破。
4.对教材中现有实验的改进
如天津市扶轮中学的梁天真老师的《铝在氧气中的燃烧》。高中化学第二册原有实验中“把薄铝箔卷成筒状,内部裹一纸片,点燃纸片立即伸到盛有氧气的集气瓶中”,这样做有时纸片引燃不了薄铝箔。为了提高实验的成功率,梁老师改进如下:先将滤纸剪成条状后用水浸湿,然后在滤纸上沾满铝粉,再把粘好铝粉的滤纸在阳光下晾干,引燃粘好铝粉的滤纸,立即伸入到盛有氧气的集气瓶中,滤纸上的铝粉剧烈燃烧,火星飞溅,发出耀眼的白光。再如天津市静海一中的张希彬、李东平老师的《用滤纸做半透膜渗析实验》,他们首先对半透膜本身加以改进,将胶水均匀涂布在玻璃片上,晾干揭下即可。其次对实验装置与程序加以改进,在半透膜两面各放一张滤纸,在一张滤纸上滴加淀粉溶液,在另一张滤纸上滴加碘水,然后用玻璃片夹住,一分钟后将两张滤纸揭开,可以看到:滴加淀粉的滤纸变蓝色,另一张不变色,证明:半透膜准许小分子(碘分子)通过,而拒绝高分子(淀粉分子)通过。再如上海市闵行中学张顺鏕老师的《氢气在氯气中燃烧的实验改进》,由于原实验反应剧烈,苍白色火焰不便于观察,张老师用一个针管抽取一管氯气,在氢气燃烧的火焰内缓缓推出注射器中的氯气,这样可明显地长时间观察到火焰的苍白色。还有重庆市巴蜀中学钱胜老师的《木炭还原氧化铜实验的改进》,原来实验是用木炭粉,实验现象有时不太明显,钱老师把木炭粉改成了激光打印机用的墨粉(粉末极细,价格便宜),实验现象变得非常明显。另外,北京市密云县教研中心任连俊老师的《氯水见光分解实验改进》,就是为了克服教材上的氯水见光分解实验用时很长,一节课的时间根本无法看到明显现象的缺点,而自制了一个强光光源,把盛装氯水的平底烧瓶放到该光源上,反应变得非常迅速,几分钟即可完成此试验,并且实验现象明显,分解后的氧气检验科学合理。还有辽宁省调兵山市第三中学的张艳萍、王崇庆老师的《石蜡蒸汽点燃改进》,教材中采用的是直接点火的方式,由于白烟(石蜡蒸汽与固体的混合态)容易散失,因此,点火时要求火柴离烛芯很近才能成功,这样学生会认为是烛芯被点燃,说服力不强,针对这一问题,张、王老师设计了一个螺旋铜丝圈,当蜡烛熄灭后,马上在其上方罩上这个螺旋铜丝圈,白烟顺着该圈上升,这时在圈的上方点燃白烟,现象明显,说服力很强。
5.改进、创新最基本的实验仪器
如四川省达州市万源中学的王兴中、王伟老师的《复式试管夹》,就是为了克服现有的试管夹一个只能夹一个试管的不足而发明的,他们发明制作的复式试管夹既能夹一个试管,同时又能夹两个或三个粗细一样或粗细不等的试管,这就为中学化学某些对比实验的演示提供了很大的方便。
6.课本实验的延伸
如天津市杨村第二中学的任培文、杨士祥老师的《氢气验纯后试管中余焰的检验》。氢气验纯后试管内应有余焰,但是试管内的余焰却很难观察到,任、杨老师为了让学生确信试管中有余焰,设计了如下操作:验纯后立即把试管口朝上、微倾斜浸没在水槽中,水进入试管,氢气被排出,在试管口则可以看到剩余氢气继续燃烧的火焰,现象特别明显,该实验赢得了在场教师们的一致好评。
以上这些作品都是比较成功的,有意义的,对中学化学实验教学的改进和创新是具有积极推动作用的,对其他教师以后的实验改进、实验创新也是有一定启示的。
教师实验探究、实验改进、实验创新的精神潜移默化地影响着自己的学生,对学生的成长大有益处。不过,中学化学实验改进、实验创新不能只是教师的事,教师要把它变成学生的事,要通过积极引导,有计划地来培养学生的问题意识,激发学生的创新思维。
关键词: 化学实验 实验改进 实验创新
一些教师对于实验改进、创新不知从何下手,我认为:对于农村和边、穷等经济欠发达地区的中学来说,由于学校实验条件简陋、实验经费紧张,教师应该更多地关注如何用一些替代品来完成本来无条件完成的实验,即尽量地想办法创造条件开足开全实验;对于实验条件较好地区的教师来说,可从多媒体技术与化学实验的整合、教材中现有的某些实验的改进、培养学生创新思维的探究性实验等方面出发,进一步开发和完善化学实验的教育功能。
在化学评优课上,某老师在讲《燃烧的条件》时,按教材中的设计进行白磷在水下(热水)燃烧的演示实验时,第一次没做成功,我想她之所以没做成功是因为在水下气流吹得白磷到处移动,氧气与白磷无法充分接触的缘故,她若把通气的导管改成把倒扣的小漏斗罩在白磷上,然后通氧气,实验就能很容易成功。我认为化学实验的改进、创新就应该从这些教学中遇到的实际问题入手。
在化学实验教学创新研讨会上,有很多作品很有创意,这些好的作品对一线教师进行实验改进、实验创新有很大的启示,下面把我认为有创意并且比较实用的作品分类整理如下。
1.为了节约药品的微型试验
如云南省富源县一中的汤学周老师多年来研制、使用的《中学微型化学实验仪器》,该套装置比较好地解决了富源县一中的实验教学问题。
2.利用废旧物品的实验
如云南省建水县建民中学的祁有金老师的《用矿泉水瓶解决西部贫困地区开展实验教学的探索与创新》,就是为了解决西部贫困地区的初中化学实验能够正常开展而想出的办法。据祁老师展示、介绍,用无毒、无害而生活中到处都有的塑料矿泉水瓶可代替化学实验中的很多仪器,如水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等,把大的矿泉水瓶从下半部剪开即是水槽;把小的矿泉水瓶剪开,下半部分即可做烧杯,上半部分可做漏斗;想在矿泉水瓶上安一个支管,利用塑料的热塑性,把一根玻璃管的一端在酒精灯上加热后往矿泉水瓶上一插即可,非常方便。祁老师介绍说:用此办法可解决初中化学教材中85%的实验。他在大会上用矿泉水瓶制品演示的《二氧化碳的制取及性质实验》非常成功,赢得了与会专家和参会教师的尊敬和好评。
3.现代多媒体技术与化学实验的整合
如上海市风华中学陆惠莲等老师的《DIS数字化信息系统在化学中的应用——测定冰醋酸加水稀释过程中导电率的变化》,以前在中学讲这一部分内容时只是从理论上分析、推导得出结论,而陈老师等通过实验直接得出结论,使原来枯燥的理论变得有趣生动,我认为这对中学化学理论知识的教学是一种尝试和突破。
4.对教材中现有实验的改进
如天津市扶轮中学的梁天真老师的《铝在氧气中的燃烧》。高中化学第二册原有实验中“把薄铝箔卷成筒状,内部裹一纸片,点燃纸片立即伸到盛有氧气的集气瓶中”,这样做有时纸片引燃不了薄铝箔。为了提高实验的成功率,梁老师改进如下:先将滤纸剪成条状后用水浸湿,然后在滤纸上沾满铝粉,再把粘好铝粉的滤纸在阳光下晾干,引燃粘好铝粉的滤纸,立即伸入到盛有氧气的集气瓶中,滤纸上的铝粉剧烈燃烧,火星飞溅,发出耀眼的白光。再如天津市静海一中的张希彬、李东平老师的《用滤纸做半透膜渗析实验》,他们首先对半透膜本身加以改进,将胶水均匀涂布在玻璃片上,晾干揭下即可。其次对实验装置与程序加以改进,在半透膜两面各放一张滤纸,在一张滤纸上滴加淀粉溶液,在另一张滤纸上滴加碘水,然后用玻璃片夹住,一分钟后将两张滤纸揭开,可以看到:滴加淀粉的滤纸变蓝色,另一张不变色,证明:半透膜准许小分子(碘分子)通过,而拒绝高分子(淀粉分子)通过。再如上海市闵行中学张顺鏕老师的《氢气在氯气中燃烧的实验改进》,由于原实验反应剧烈,苍白色火焰不便于观察,张老师用一个针管抽取一管氯气,在氢气燃烧的火焰内缓缓推出注射器中的氯气,这样可明显地长时间观察到火焰的苍白色。还有重庆市巴蜀中学钱胜老师的《木炭还原氧化铜实验的改进》,原来实验是用木炭粉,实验现象有时不太明显,钱老师把木炭粉改成了激光打印机用的墨粉(粉末极细,价格便宜),实验现象变得非常明显。另外,北京市密云县教研中心任连俊老师的《氯水见光分解实验改进》,就是为了克服教材上的氯水见光分解实验用时很长,一节课的时间根本无法看到明显现象的缺点,而自制了一个强光光源,把盛装氯水的平底烧瓶放到该光源上,反应变得非常迅速,几分钟即可完成此试验,并且实验现象明显,分解后的氧气检验科学合理。还有辽宁省调兵山市第三中学的张艳萍、王崇庆老师的《石蜡蒸汽点燃改进》,教材中采用的是直接点火的方式,由于白烟(石蜡蒸汽与固体的混合态)容易散失,因此,点火时要求火柴离烛芯很近才能成功,这样学生会认为是烛芯被点燃,说服力不强,针对这一问题,张、王老师设计了一个螺旋铜丝圈,当蜡烛熄灭后,马上在其上方罩上这个螺旋铜丝圈,白烟顺着该圈上升,这时在圈的上方点燃白烟,现象明显,说服力很强。
5.改进、创新最基本的实验仪器
如四川省达州市万源中学的王兴中、王伟老师的《复式试管夹》,就是为了克服现有的试管夹一个只能夹一个试管的不足而发明的,他们发明制作的复式试管夹既能夹一个试管,同时又能夹两个或三个粗细一样或粗细不等的试管,这就为中学化学某些对比实验的演示提供了很大的方便。
6.课本实验的延伸
如天津市杨村第二中学的任培文、杨士祥老师的《氢气验纯后试管中余焰的检验》。氢气验纯后试管内应有余焰,但是试管内的余焰却很难观察到,任、杨老师为了让学生确信试管中有余焰,设计了如下操作:验纯后立即把试管口朝上、微倾斜浸没在水槽中,水进入试管,氢气被排出,在试管口则可以看到剩余氢气继续燃烧的火焰,现象特别明显,该实验赢得了在场教师们的一致好评。
以上这些作品都是比较成功的,有意义的,对中学化学实验教学的改进和创新是具有积极推动作用的,对其他教师以后的实验改进、实验创新也是有一定启示的。
教师实验探究、实验改进、实验创新的精神潜移默化地影响着自己的学生,对学生的成长大有益处。不过,中学化学实验改进、实验创新不能只是教师的事,教师要把它变成学生的事,要通过积极引导,有计划地来培养学生的问题意识,激发学生的创新思维。