如何做好高中化学演示实验改进与创新

◎ 刘雪兆

新课改理念下的高中化学教学要求学生通过学习获得知识,提高技能。教师通过演示实验会将空洞抽象的化学理论知识形象化,通过具体而生动的实验展示出来,让学生直观地看到实验现象,分析其中的化学原理。学生主动观察演示实验,积极探究会产生学习兴趣,更好地理解其中的化学知识,在体验中内化知识,提高理解能力。教师要不断地创新演示实验,用新颖的形式来激发学生的学习动力,促进学生更好地应用化学知识。

一、微型化发展,减小影响

演示实验通常都是教师在教室里通过演示的方式让全体学生进行观察和体验,这样节省了时间,让学生了解了实验仪器、实验步骤和实验结果。但是由于学生的位置不同,会产生不同的观察效果和学习效果,影响了学生对知识的掌握。为了使化学演示实验能够更好地进行和开展,教师在化学演示实验改进与创新方面关注实验的微型化发展,鼓励学生以小组的方式演示实验,通过近距离观看的形式更好地了解化学知识。同时微型化实验也会减少各种化学试剂的使用量,减少产生的有毒物质,将影响降到最低。例如在进行“氯气的制备实验”时,教师就可以对实验进行改进,采用微型化实验的方式来进行演示,将传统的实验仪器和液体进行创新改变:在小烧杯里装入盛有约20ml 浓NaOH 溶液;用青霉素药剂瓶装约1gKMnO4固体;另外一个青霉素药剂瓶盛满饱和NaCI溶液50ml;准备盛有约12mol/L 浓盐酸的10ml 注射器;并且准备好注射器针头用作导气管。这些实验仪器很容易得到,并且溶液的用量少,实验过程中容易操作。学生可以近距离观看,实验现象明显,操作简单,会促进学生更好地理解实验原理。

二、生活化发展,联系实际

化学知识与生活紧密相关,教师在设计化学演示实验改进与创新时要关注化学知识与生活之间的联系,使学生能够感受到化学知识在生活中的应用,促进学生在实验环境中产生学习兴趣,主动探究其中的本质。例如教师可以将“原电池原理实验”进行改进:利用生活中的硬币来代替铜,利用部分易拉罐来代替铝片,利用废旧生日蛋糕音乐蜡烛的发生装置,准备几个带有小夹子的导线,以便夹住铜片和铝片,从生活中选择实验素材和实验仪器,之后按照实验图进行接通,学生就会听到接通后音乐蜡烛会播放出动听的生日快乐歌。教师利用生活中选择的实验素材,会促进学生感受到生活中的化学,产生浓厚的化学学习兴趣,利用化学知识来解释和理解生活中的各种现象,提高学生化学学习的主动性。

三、绿色化发展,改善环境

化学实验中的很多药品和试剂都是有毒的,对人体以及环境有一定的影响。教师在进行演示实验的改进与创新时要关注绿色化发展的理念,减少化学试剂对环境的危害和影响,做到防止污染。教师要明确哪些化学试剂是有害的,会产生怎样的危害,在演示实验过程中尽量避免使用或者是采用有效的措施避免危害的出现。通过教师创新性地使用实验试剂,会增强学生的环保意识,培养学生的社会责任感。例如在进行“浓硫酸的脱水性和强氧化性实验”时,教师就可以改进实验,利用锥形瓶进行实验,把研细好的蔗糖10g 放入到锥形瓶中,之后在锥形瓶中滴入若干滴水,溶解成为蔗糖水,之后倒入浓硫酸,用量大约为10ml,其溶质的质量分数为98%。完成这个操作后要快速搅拌,马上用导气管封闭好锥形瓶,并且使导气管与盛有Na0H 溶液的烧杯接触。这样的演示实验操作将实验产生的SO2没有直接排放到空气中,而是通过导气管排除,与Na0H 溶液发生了化学反应,避免了浓硫酸与碳发生化学反应产生的气体影响环境,达到了绿色环保的效果。

四、数字化发展,与时俱进

教师在创新演示实验过程中要与时代接轨,关注新观念、新思维、新科技的应用。教师要通过信息技术的帮助为学生创新出具有时代感的数字化实验,促进学生在情境中更好地观察实验现象,探究实验原理。例如在进行“氨气喷泉实验”时,教师就可以借助多媒体的帮助进行视频实验的演示,促进学生更直观地观看实验步骤和实验过程,了解实验结果,探究实验原理。视频演示实验过程中,教师可以提出问题:“如何能够把气体的搜集和喷泉实验的装置连成一个整体?”学生会主动探究,想到各种方法。之后教师可以通过播放视频的方式来为学生展示实验的具体操作,促进学生直观地看到实验步骤和实验方法。学生通过对视频的观看会看到更加系统的实验装置,实验操作以及实验过程的讲解,促进学生形成对知识的客观性认识。学生在数字化设备的帮助下会更系统、更全面地了解化学实验过程和步骤,看到实验现象,明确实验原理,促进学生主动探究。学生通过思考和分析会成为学习主体,在现代化的环境中理解知识,提高学习效率,主动内化知识,明确化学世界的神奇。

五、探究化发展,培养思维

传统的化学演示实验教师更加关注的是让学生了解实验过程,明确实验操作,并没有带领学生深入地探究其中的化学知识。教师在组织学生进行演示实验时越来越关注学生对其中化学原理和实验原理的探究,激发学生学习化学知识的兴趣,促进学生在情境中主动探究,掌握知识,提高技能,提高思维能力。例如在《氢氧化亚铁的演示实验》中,教师可以鼓励学生探究实验目的、实验操作以及实验原理等。通过学生的分析和探究,学生会认识到实验目的就是在实验操作、试剂处理和仪器选用上采取除氧、防氧、隔氧的措施,观察氢氧化亚铁白色沉淀的生成过程。在动手中学生首先会了解组装仪器的方法,并将新制凝胶注入透明胶管冷却,之后将注射器中蒸馏水挤出,深入烧杯中吸取FeSO4液体,扎进透明胶管中,并且将注射器中的蒸馏水挤出,深入烧杯中吸取NaOH 溶液,扎进透明胶管中,之后将两种溶液缓慢挤进胶管中,观察实验现象。通过学生的深入分析,学生会在思考中认识到实验原理就是FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4学生通过主动探究不仅会了解化学实验现象,也会了解其中的本质和规律,促进学生化学能力的提高。

总之,教师对化学演示实验的创新探索会活跃课堂氛围,激发学生的主动性,促进学生积极地参与到化学探究中。学生会在教师的引导下成为学习主体,围绕着演示实验进行深入分析和思考,理解其中的实验方法,明确实验要点,把握知识本质,在探究中实现学生对化学的微观世界和宏观知识的理解,明确化学反应的神奇,促进学生对知识的掌握和理解。