宋永军
(江苏省扬州宝应西安丰中心初中,江苏 扬州)
化学课程与其他课程的最大区别就是化学课程要以实验为基础,化学实验有利于提高学生的学习热情,增强学生的动手操作能力,同时加深学生对化学知识的理解与记忆,促进学生的全面发展。化学实验还可以拉近学生与现实之间的距离,从实验方法、实验现象深刻理解物质的化学性质和应用原理。因此,如何高效完成实验,将实验教学的价值扩展到最大化,成为本次研究的重点。
任何一个化学实验,首先都要明确它的目的是什么,有了目的,才有方向。初中化学实验依据实验目的可分为:(1)探究性实验:如蜡烛在空气中的燃烧、吸入呼出气体等。蜡烛及其燃烧的探究实验目的为:对蜡烛在点燃前、点燃时和熄灭后的三个阶段进行细致的观察,学会完整地观察物质的变化过程及其现象。(2)验证性实验:如物质在氧气中的燃烧、二氧化碳的性质等。氧气的性质实验目的是通过实验探究氧气的物理性质和化学性质,加深对氧气性质的认识;通过实验探究,培养学生的动手动脑能力,初步规范化学实验基本操作与学生的实验探究习惯。(3)制取类实验:如氧气制取、二氧化碳制取、指导剂的制取等。例如:实验室用氯酸钾制取氧气的实验目的为:练习实验室制取氧气的方法,练习用排水取气法收集气体;初步了解通过化学实验制取新物质的方法;认识分解反应和催化剂的概念。(4)感知性实验:如酸碱度的测定等。目的是初步学习测定溶液酸碱度的方法,初步认识酸碱度与酸碱性的关系。(5)兴趣性实验:如魔棒点灯、烧不坏的手帕等。魔棒点灯实验目的为:了解趣味化学实验在中学化学教学中的重要作用;增强学习化学知识的兴趣和动力;积极发现化学与日常生活的紧密联系;初步学会文献资料的查阅。
实验步骤的设计轻则关乎到实验的成败,重则关乎到生命财产的安全,一个微不足道的细节遗漏或颠倒,可能会导致全盘皆输,因此设计正确的实验步骤至关重要。
例如,用高锰酸钾制取氧气的步骤:(1)查——检查装置的气密性。(2)装——装药品。(3)定——把试管固定到铁架台上。(4)点——点燃酒精灯加热(先预热,注意:一律先让试管均匀受热,否则会因冷热不均炸裂试管)。(5)收——收集气体(可以使用排水法、向上排空气法)。(6)离——把导管从水槽中取出(如果使用向上排空气法,此步骤基本不需要,但是最好先取出导管再盖上玻片)。(7)熄——熄灭酒精灯。可谐音记忆为:茶—庄—定—点—收—利—息,能有效帮助学生的记忆。若撤离导气管与熄灭酒精灯颠倒,则可能引起试管炸裂,导致实验失败。
做完一个化学实验,并不代表你已万事大吉,要想在实验中得到磨炼与提升,还得对实验进行反思,总结在实验中的得与失,提出自己的见解。通常可从操作的简便性、药品的经济性、实验的安全性、环境的清洁性等方面去考虑。
例如,探究空气中氧气含量的实验。改进之后的优点:学生很容易理解,实验前精确地测定出原来空气的体积。实验后,精确地测定出量筒内水减少的量,就是集气瓶内气体减少的量。自始至终,都维持着瓶内、外气压平衡,有利于氧气的充分反应,也很直观地观察到水不断地通过导管,从量筒内自然地流入集气瓶,在没有学习大气压的情况下,可理解为集气瓶内的气体不断减少,外面的水不断补充,无需过多地解释气压的变化。集气瓶在实验前被润湿,并留有存水,有利于五氧化二磷的吸收,并冷却装置,装置容易冷却,倒立集气瓶,即可用水冷却,让体系温度降低,很快地恢复到反应前的初始温度。实验过程中,排出了导管内的空气,最大可能地减小了实验误差。实验现象明显,读数精确,有说服力。
当然,磷燃烧时产生的大量白烟会刺激人体呼吸道,还可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3),对环境造成的污染较严重,因此还可做如下改进:点燃红磷时,可用凸透镜聚焦法或是改成如图装置等。
初中化学是学生接触化学学科的起步阶段,化学实验是教学活动中不可缺少的重要组成部分。从化学实验教学层面看,教师需要更新教学思路,给学生接触化学实验的机会,鼓励学生动手学化学;从具体实验安排看,多媒体还可以起到极大的辅助作用;从具体的实验教学设计看,教师需要做好教学设计,从实验本身扩展到生活、生产中,让学生对化学知识形成立体性认知。