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化学是一门以实验为基础的自然学科,通过课堂演示实验或学生实验,学生可获得生动的感性知识,从而更好地理解、巩固所学化学知识,形成化学概念,促进观察、分析和解决问题等各方面能力的提高,进而最大限度地激发学生学习化学的兴趣。如何完成一个出色的化学实验呢?答案是多种多样的。这里仅就中学化学实验的自我设计能力简述:
一、中学化学实验自我设计能力既是素质教育倡导的方向,又是新课标的基本要求
学生自我设计实验能使学生获得直观生动的感性知识,把难以理解的化学理论知识或现象更好地理解、巩固,更好地将所学化学知识形成化学概念,从而促进观察、分析和解决问题等各方面能力的提高。从中学化学教学实际来看,学生自我设计实验还具有调动学生学习化学积极性、发展智力和培养能力、培养学生优良个性品质等功能。在具体的教学实践中我认识到以下几点:
(1)化学基本理论来源于化学实验又指导化学实验。化学中任何理论(或假设)的提出、发展和完善,都是以一定的实验事实做基础,都遵循着以下规律:从实验到理论的建立(或假设的提出),再到最后使理论得到不断发展和完善。这是人类认识自然科学一般过程。要让学生知道发现的规律,但也不可墨守成规。
(2)熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质的实验事实以及单质、化合物的制备原理和方法。化学实验是验证某物质是否具有某种性质的唯一手段。中学阶段的大部分化学实验都属于定性实验,这些实验虽然简单,但可培养学生透过实验现象(或实验数据)看清反应实质,进而推断物质的微观组成、结构与实验结果的相互关系。物质的制备原理是以物质的性质为基础的,某一物质的制备方法不止一种,但教材上采用的方法则是实验室中最常见的最好方法,熟悉了这些实验,在设计实验时就能够灵活选择实验原理。
(3)掌握中学化学常规实验手段,熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项。常规实验手段是化学实验的基础,综合实验是常規实验的综合运用,即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验,因而教材中所有实验(包括教师的演示实验)都要尽可能地让学生在课内或课外一丝不苟地完成。通过动手,一方面达到对常规实验操作的熟练掌握,同时熟悉常见仪器的应用范围和使用注意事项。
(4)引导学生在学好化学基础知识的同时,能初步学会查阅、运用有关图表、数据和其它资料。扩大阅读的范围,增加化学知识面,紧跟化学发展的脚步。在化学实验中,盛放反应物质的玻璃仪器经过化学反应后,往往有残留物附着在仪器的内壁,一些经过高温加热或放置反应物质时间较长的玻璃仪器,还不易洗净。使用不干净的仪器,会影响实验效果,甚至让实验者观察到错误现象,归纳、推理出错误结论。因此,化学实验使用的玻璃仪器必须洗涤干净。下面结合实例,说明洗涤玻璃仪器的注意点,以便达到化难为易的洗涤效果!
二、选择合适的洗涤剂
在一般情况下,可选用市售的合成洗涤剂,对玻璃仪器进行清洗。当仪器内壁附有难溶物质,用合成洗涤剂无法清洗干净时,应根据附着物的性质,选用合适的洗涤剂。如附着物为碱性物质,可选用稀盐酸或稀硫酸,使附着物发生反应而溶解;如附着物为酸性物质,可选用氢氧化钠溶液,使附着物发生反应而溶解;若附着物为不易溶于酸或碱的物质,但易溶于某些有机溶剂,则选用这类有机溶剂作洗涤剂,使附着物溶解。
试举几例:久盛石灰水的容器内壁有白色附着物,选用稀盐酸作洗涤剂;做碘升华实验,盛放碘的容器底部附结了紫黑色的碘,用碘化钾溶液或酒精浸洗;久盛高锰酸钾溶液的容器壁上有黑褐色附着物,可选用浓盐酸作洗涤剂;仪器的内壁附有银镜,选用硝酸作洗涤剂;仪器的内壁沾有油垢,选用热的纯碱溶液进行清洗,在实验室,还有专门配制的洗涤液,可供重复使用多次。
三、掌握洗涤玻璃仪器的操作方法
对附有易去除物质的简单仪器,如试管。烧杯等,用试管刷蘸取合成洗涤剂刷洗。在转动或。上下移动试管刷时,须用力适当,避免损坏仪器及划伤皮肤。然后用自来水冲洗。当倒置仪器,器壁形成一层均匀的水膜,无成滴水珠,也不成股流下时,即已洗净,对附有难去除附着物的玻璃仪器,在使用合适的洗涤剂使附着物溶解后,去掉洗涤残液,再用试管刷刷洗,最后用自来水冲洗干净。
一些构造比较精细、复杂的玻璃仪器,无法用毛刷刷洗,如容量瓶、移液管等,可以用洗涤液浸洗。限于篇幅,现以酸式滴定管为例,介绍其洗涤操作如下:洗涤开始,先检查活塞上的橡皮盘是否扣牢,防止洗涤时滑落破损;注意有无漏水成堵塞现象,若有则予以调整。关闭活塞,向滴定管中注入洗涤液2~3毫升,慢慢倾斜滴定管至水平,缓慢转动滴定管,使内壁全部为洗涤液所浸到。竖起滴定管,再旋开活塞,放出洗涤液,这样使活塞的人段也能洗到。最后用自来水冲洗,同样从活塞下部的尖嘴放出,不可为节省时间将液体从上端管口倒出!
四、及时洗涤玻璃仪器
及时洗涤玻璃仪器有利于选择合适的洗涤剂,因为在当时容易判断残留物的性质。有些化学实验,及时倒去反应后的残液,仪器内壁不留有难去除的附着物,但搁置一段时间后,挥发性溶剂逸去,就有残留物附着到仪器内壁,使洗涤变得困难。一些物质,能与仪器的本身部分发生反应,若不及时洗涤将使仪器受损,甚至报废。
五、学生的思维能力是化学实验设计的核心
学生的一切学习活动都离不开思维。化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程,对学生思维能力的要求层次较高,而中学生的思维活动还处于从经验型向抽象型过渡的阶段,这就要求教师设法加速这一转化,使学生的思维活动尽快趋于成熟,尽早地具备辩证思维的能力,同时培养出较好的思维品质和严谨的科学态度。
六、学生的创造性是实验设计的灵魂
学生在设计实验时,首先是通过模仿、移植现有的实验方案,然后通过独立思考、探索摸索,逐步在设计中体现自己的个性,具有一定的创造性。教师在组织学生开展课外活动时,可引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料,以开阔学生的视野,启迪学生进行创造性思维。同时也应经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题,尽量给学生一些动手的机会,让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
总之,在我们天城中学的这几年化学教学中,每年的教学实践证明,培养中学生化学实验的自我设计能力,能有效调动学生的主动性、创新性和参与性。学生的主体作用一经发挥,便会使教与学达到和谐发展,培养出适应现代化建设的人才来!
一、中学化学实验自我设计能力既是素质教育倡导的方向,又是新课标的基本要求
学生自我设计实验能使学生获得直观生动的感性知识,把难以理解的化学理论知识或现象更好地理解、巩固,更好地将所学化学知识形成化学概念,从而促进观察、分析和解决问题等各方面能力的提高。从中学化学教学实际来看,学生自我设计实验还具有调动学生学习化学积极性、发展智力和培养能力、培养学生优良个性品质等功能。在具体的教学实践中我认识到以下几点:
(1)化学基本理论来源于化学实验又指导化学实验。化学中任何理论(或假设)的提出、发展和完善,都是以一定的实验事实做基础,都遵循着以下规律:从实验到理论的建立(或假设的提出),再到最后使理论得到不断发展和完善。这是人类认识自然科学一般过程。要让学生知道发现的规律,但也不可墨守成规。
(2)熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质的实验事实以及单质、化合物的制备原理和方法。化学实验是验证某物质是否具有某种性质的唯一手段。中学阶段的大部分化学实验都属于定性实验,这些实验虽然简单,但可培养学生透过实验现象(或实验数据)看清反应实质,进而推断物质的微观组成、结构与实验结果的相互关系。物质的制备原理是以物质的性质为基础的,某一物质的制备方法不止一种,但教材上采用的方法则是实验室中最常见的最好方法,熟悉了这些实验,在设计实验时就能够灵活选择实验原理。
(3)掌握中学化学常规实验手段,熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项。常规实验手段是化学实验的基础,综合实验是常規实验的综合运用,即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验,因而教材中所有实验(包括教师的演示实验)都要尽可能地让学生在课内或课外一丝不苟地完成。通过动手,一方面达到对常规实验操作的熟练掌握,同时熟悉常见仪器的应用范围和使用注意事项。
(4)引导学生在学好化学基础知识的同时,能初步学会查阅、运用有关图表、数据和其它资料。扩大阅读的范围,增加化学知识面,紧跟化学发展的脚步。在化学实验中,盛放反应物质的玻璃仪器经过化学反应后,往往有残留物附着在仪器的内壁,一些经过高温加热或放置反应物质时间较长的玻璃仪器,还不易洗净。使用不干净的仪器,会影响实验效果,甚至让实验者观察到错误现象,归纳、推理出错误结论。因此,化学实验使用的玻璃仪器必须洗涤干净。下面结合实例,说明洗涤玻璃仪器的注意点,以便达到化难为易的洗涤效果!
二、选择合适的洗涤剂
在一般情况下,可选用市售的合成洗涤剂,对玻璃仪器进行清洗。当仪器内壁附有难溶物质,用合成洗涤剂无法清洗干净时,应根据附着物的性质,选用合适的洗涤剂。如附着物为碱性物质,可选用稀盐酸或稀硫酸,使附着物发生反应而溶解;如附着物为酸性物质,可选用氢氧化钠溶液,使附着物发生反应而溶解;若附着物为不易溶于酸或碱的物质,但易溶于某些有机溶剂,则选用这类有机溶剂作洗涤剂,使附着物溶解。
试举几例:久盛石灰水的容器内壁有白色附着物,选用稀盐酸作洗涤剂;做碘升华实验,盛放碘的容器底部附结了紫黑色的碘,用碘化钾溶液或酒精浸洗;久盛高锰酸钾溶液的容器壁上有黑褐色附着物,可选用浓盐酸作洗涤剂;仪器的内壁附有银镜,选用硝酸作洗涤剂;仪器的内壁沾有油垢,选用热的纯碱溶液进行清洗,在实验室,还有专门配制的洗涤液,可供重复使用多次。
三、掌握洗涤玻璃仪器的操作方法
对附有易去除物质的简单仪器,如试管。烧杯等,用试管刷蘸取合成洗涤剂刷洗。在转动或。上下移动试管刷时,须用力适当,避免损坏仪器及划伤皮肤。然后用自来水冲洗。当倒置仪器,器壁形成一层均匀的水膜,无成滴水珠,也不成股流下时,即已洗净,对附有难去除附着物的玻璃仪器,在使用合适的洗涤剂使附着物溶解后,去掉洗涤残液,再用试管刷刷洗,最后用自来水冲洗干净。
一些构造比较精细、复杂的玻璃仪器,无法用毛刷刷洗,如容量瓶、移液管等,可以用洗涤液浸洗。限于篇幅,现以酸式滴定管为例,介绍其洗涤操作如下:洗涤开始,先检查活塞上的橡皮盘是否扣牢,防止洗涤时滑落破损;注意有无漏水成堵塞现象,若有则予以调整。关闭活塞,向滴定管中注入洗涤液2~3毫升,慢慢倾斜滴定管至水平,缓慢转动滴定管,使内壁全部为洗涤液所浸到。竖起滴定管,再旋开活塞,放出洗涤液,这样使活塞的人段也能洗到。最后用自来水冲洗,同样从活塞下部的尖嘴放出,不可为节省时间将液体从上端管口倒出!
四、及时洗涤玻璃仪器
及时洗涤玻璃仪器有利于选择合适的洗涤剂,因为在当时容易判断残留物的性质。有些化学实验,及时倒去反应后的残液,仪器内壁不留有难去除的附着物,但搁置一段时间后,挥发性溶剂逸去,就有残留物附着到仪器内壁,使洗涤变得困难。一些物质,能与仪器的本身部分发生反应,若不及时洗涤将使仪器受损,甚至报废。
五、学生的思维能力是化学实验设计的核心
学生的一切学习活动都离不开思维。化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程,对学生思维能力的要求层次较高,而中学生的思维活动还处于从经验型向抽象型过渡的阶段,这就要求教师设法加速这一转化,使学生的思维活动尽快趋于成熟,尽早地具备辩证思维的能力,同时培养出较好的思维品质和严谨的科学态度。
六、学生的创造性是实验设计的灵魂
学生在设计实验时,首先是通过模仿、移植现有的实验方案,然后通过独立思考、探索摸索,逐步在设计中体现自己的个性,具有一定的创造性。教师在组织学生开展课外活动时,可引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料,以开阔学生的视野,启迪学生进行创造性思维。同时也应经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题,尽量给学生一些动手的机会,让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
总之,在我们天城中学的这几年化学教学中,每年的教学实践证明,培养中学生化学实验的自我设计能力,能有效调动学生的主动性、创新性和参与性。学生的主体作用一经发挥,便会使教与学达到和谐发展,培养出适应现代化建设的人才来!