可操作性初中化學實驗改進研究
時間:2022-02-24 03:51:13
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摘要:為提高初中教材實驗的可操作性,本文通過對人教版初中化學教材中“蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗”“分子在不斷運動”“碳酸鈉與鹽酸反應”三個實驗入手,探究初中化學實驗的研究、改進,以提高實驗的教學效果。
關(guān)鍵詞:化學實驗;分子運動;可操作性;改進創(chuàng)新
開展化學實驗教學是增強學生觀察能力、動手能力和科學探究能力的重要手段[1]。但有些實驗若按照教材中的設(shè)計進行,往往不好操作,不能達到預期的教學效果,本文通過對這些實驗從可操作性方面進行改進,增強了實驗的教學效果。
一、蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗實驗的改進
(一)研究背景。人教版初中化學上冊教材第一單元課題2中檢驗蠟燭燃燒產(chǎn)物的實驗裝置如圖1所示。用該方法做實驗有以下不足:(1)燒杯內(nèi)壁基本看不到有水霧出現(xiàn),因為9月初,氣溫還非常高,被冷凝的水霧立即被蒸發(fā)掉;(2)澄清石灰水變渾濁現(xiàn)象不明顯,甚至不變渾濁,因為附著在燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水的量太少。(二)研究思路。本實驗也有同人進行改進,各有優(yōu)點。筆者對原教材實驗進行研究后發(fā)現(xiàn),增加澄清石灰水與二氧化碳的反應量和減少水蒸氣的蒸發(fā)是保證該實驗成功的關(guān)鍵,筆者從這兩個方面對實驗進行了改進,以提高該實驗的成功率。本實驗用125mL的集氣瓶代替燒杯,改進的實驗裝置如圖2所示,該裝置可將蠟燭燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣收集在集氣瓶中,使用該裝置操作實驗更簡單,提高了實驗的可操作性,實驗現(xiàn)象更加明顯。(三)實驗步驟及現(xiàn)象。(1)點燃蠟燭。在火焰上方罩一個干冷的集氣瓶,當集氣瓶內(nèi)壁出現(xiàn)水霧時,將集氣瓶移開,并立刻用玻璃片蓋住集氣瓶口,可觀察到集氣瓶內(nèi)壁出現(xiàn)明顯的水霧。(2)將集氣瓶正放,倒入適量的澄清石灰水,蓋上玻璃片,振蕩,可觀察到石灰水變渾濁。(四)研究創(chuàng)新點。該裝置用集氣瓶代替燒杯收集蠟燭燃燒生成的產(chǎn)物,因為有玻璃片蓋住集氣瓶口,能有效地防止水蒸氣和二氧化碳氣體的快速逸散[2],收集一次即可以檢驗燃燒生成二氧化碳和水蒸氣,而且實驗現(xiàn)象明顯,提高了實驗的可操作性,有效地保證了實驗的成功率。
二、分子在不斷運動實驗的改進
(一)研究背景。人教版九年級化學第三單元第1課中分子不斷運動的實驗設(shè)計如圖3所示。筆者在課堂上多次演示該實驗后,發(fā)現(xiàn)該實驗有以下不足:(1)教材實驗的濃氨水是敞口放置的,雖然用大燒杯罩住,但還是會有氨氣逸散到教室中,這不符合環(huán)保理念;(2)教材中的實驗不能移動,后面的學生觀察不清楚,不利于學生操作;(3)教材中的實驗要放置2~5分鐘后才會出現(xiàn)變紅的現(xiàn)象,實驗等待過程時間較長;(4)教材中的實驗需要氨水量3~5mL,只用一次,浪費藥品。(二)研究思路。本實驗已有同人進行改進,各有特色,筆者通過實驗改進,設(shè)計了一個簡單、環(huán)保、有趣、現(xiàn)象明顯且實驗成功率高的分子不斷運動的實驗裝置,如圖4所示,用該實驗裝置,教師可以在課堂上演示實驗,學生也能用該裝置來做分組實驗,這不僅節(jié)約了藥品,而且實驗現(xiàn)象明顯,提高了實驗的可操作性。(三)實驗步驟及現(xiàn)象。(1)取一個125mL的集氣瓶,向集氣瓶中滴2~3滴濃氨水,蓋上玻璃片。(2)在濾紙上滴2~3滴酚酞溶液,注意不要太多,潤濕就好。(3)將用酚酞潤濕的濾紙放到集氣瓶口,1秒鐘內(nèi)白色的濾紙馬上變成紅色。(4)將變紅的濾紙移開集氣瓶口,在空氣中甩動幾下,紅色的濾紙又變成白色。(5)將變白的濾紙再次放到集氣瓶口,白色的濾紙馬上又變成紅色,在空氣中再甩動幾下,紅色的濾紙又變成白色。(四)研究創(chuàng)新點。該實驗最大的創(chuàng)新點是實驗中使用的濃氨水的量非常少,只要2~3滴濃氨水實驗現(xiàn)象就非常明顯,節(jié)約藥品,綠色環(huán)保。該實驗時間短,1秒鐘內(nèi)就可以觀察到明顯的現(xiàn)象,而教材的實驗要2~5分鐘才能觀察到現(xiàn)象。該實驗可反復操作,實驗成功率為100%,且趣味性強,實驗現(xiàn)象明顯,便于學生分組實驗,教學性和趣味性共存。
三、碳酸鈉與鹽酸反應實驗的改進
(一)研究背景。人教版九年級化學教材上冊第十一單元課題1中碳酸鈉與鹽酸反應的實驗設(shè)計如圖5所示。按照教材中的設(shè)計裝置進行實驗,由于反應速率太快,實驗操作中總感覺手忙腳亂,往往是加入鹽酸,塞緊試管口,導管剛通入澄清石灰水,反應就基本停止了,石灰水不變渾濁或渾濁不明顯[3]。(二)研究思路。本實驗已有同人進行改進,各有優(yōu)點,筆者從反應速率和防止二氧化碳逸散兩個方面對實驗進行改進,改進的裝置操作簡單,如圖6所示,改進之后的實驗增強了可操作性,實驗現(xiàn)象更加明顯,提高了實驗教學效果。(三)實驗步驟與現(xiàn)象。(1)在試管中加入0.5g碳酸鈉,用膠頭滴管吸取一滴管的稀鹽酸。(2)將橡皮塞塞緊試管口,將導管通入盛有澄清石灰水的試管中。(3)將膠頭滴管中的稀鹽酸逐滴滴入試管中。(4)無色氣泡從澄清石灰水中冒出,一段時間后,澄清石灰水逐漸變渾濁。(四)研究創(chuàng)新點。該改進實驗可以平穩(wěn)地產(chǎn)生二氧化碳氣體,實驗現(xiàn)象明顯,實驗的可操作性強,可以提高實驗的教學效果。
綜上所述,改進初中化學教材實驗的可操作性,可以提高實驗的成功率,使實驗現(xiàn)象更加明顯,提高化學教材實驗的教學效果,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,鍛煉學生科學探究精神,本人將繼續(xù)對以上實驗裝置進行更進一步的完善,使改進后的裝置能更好地為教學服務(wù)。
[參考文獻]
[1]潘國榮,白顯圣.蠟燭燃燒產(chǎn)物檢驗實驗的改進[J].化學教育,2018(01):60-61.
[2]鄭書懷.“分子運動現(xiàn)象”實驗的改進[J].實驗教學與儀器,2017(01):57.
[3]江雷.碳酸鈉溶液與稀鹽酸反應實驗探究[J].中學化學,2015(08):29-30.
作者:姚亮發(fā) 鄭柳萍 楊振忠 單位:1.福建省長泰縣第二中學 2.福建師范大學化學與材料學院