化学实验文献综述 (2)说课材料

化学实验文献综述

(2)

化学实验文献综述

摘要：在中学化学实验教学中，有的演示实验现象不是很明显，效果不太好，经常需要改进，通过合理改进后，一方面提高了实验演示效果，激发学生对所学知识的好奇心，进而探索其中的化学奥秘；另一方面，通过对演示实验的改进，能培养学生的观察能力，发现和解决问题的能力。下面谈谈在教学过程中对一些实验改进的方法，以及一些趣味性的探究实验和验证实验。

关键词：化学实验，实验教学，改进实验，

一、鲜明直观，富有趣味

增强实验的直观性和现象鲜明性，能更有效地引起学生感知，使他们形成深刻地印象。例如可以利用一些电子元器件等材料来改进实验，可起到事半功

倍的效果。对于学生而言，弱电解质电离平衡的移动比较抽象，他们只是“听

说”而没有真正“见过”。特别是勒夏特列原理，学生理解起来更有一定的困难。传统的实验方法只能通过测定不连续的点（如不同条件下溶液的pH或导电性）间接说明平衡发生了移动；而手持技术则可以“实时监控”平衡移动的全过程，灵敏度也更高，通过测定连续的点将平衡移动的整个过程通过曲线呈现

出来，使结果定量化，更有说服力，更具可靠性。另外，手持技术具有简单方

便、现象明显的特点，只要经过简单的培训即可开展实验。我们以醋酸的电离平衡为例，通过手持技术研究温度、浓度、同离子效应和盐效应对醋酸电离平衡的影响，运用图像帮助学生理解平衡移动的过程。将pH传感器、温度传感器、数据采集器和电脑四者相连，（温度传感器仅在做“温度对醋酸电离平衡影响”的实验时使用），将装有醋酸溶液的烧杯放置在磁力搅拌器上。在条件允许的情况下，学生完全可以自己动手实验，探究平衡移动的过程，这既符合新课标自主探究的理念，也能调动学生的积极性。

用传统的讲授方法解释化学平衡移动这部分内容对于教师而言也是一个挑战，因为学生的理解能力是不同的，教师要使全体学生理解这种抽象的过程需要花费大量的时间，而且效果可能也是差强人意的。而手持技术则可以大大减轻教师的工作量，用清晰直观的图像辅助教师的语言解释将会收到事半功倍的效果。如果我们能将手持技术运用于中学课堂，教师即可借助具体可感的实验仪器与清晰的曲线让学生理解平衡的移动，这种学习效果是单纯的讲授形式所远不能及的。

二、改进实验手段

在一氧化碳与氧化铁的反应的演示实验，按教材的设计进行演示的教师较少，甚至有的教师从教多年，从未做过该实验，一直是“说”该实验，分析该实验不成功的主要原因有三点：（1）一氧化碳是无色无味且有剧毒的气体，若实验中有漏气或尾气处理不当，必然会污染大气，甚至危及师生健康。（2）一氧化碳有可燃性，在空气中其浓度达到12.5 %~74 % 时，有爆炸的危险。（3）该实验所得黑色粉末能被磁铁吸引，但加入盐 =酸或硫酸铜溶液却无明显现象，说明得到的并非铁粉。针对问题（3），已有老师做了改进，比如“只要控制好加热时间和通一氧化碳时间这2个条件，用酒精灯加热就能将氧化铁还原为铁”，但实验所用器材大多是自制的，并且对操作要求极高，不便于推广。本文设计了一套能避免以上缺陷的实验改进装置。

（1）检查装置的气密性。（2）在硬质试管里依次加入 3 g 无水醋酸钠、2 g 碱石灰，不必混合；在硬质粗直玻璃管中加入 0.5 g 氧化铁粉末并平铺开。（3）按图2 所示连接好实验装置。（4）加热试管制取甲烷 , 石灰水中可见均匀连续的气泡，在尾气处验纯后点燃气体，可见蓝色的火焰。（5）用酒精喷灯加热氧化铁，石灰水变浑浊、固体粉末由红棕色逐渐变成黑色。（6）停止加热硬质粗直玻璃管，并迅速夹紧直玻璃管两端的止水夹，同时断开进气管，停止加热制

取甲烷。（7）硬质粗直玻璃管冷却后，用磁铁吸引，并把所得黑色粉末分成 2 份，向其中一份加入稀盐酸，发现有许多小气泡冒出，向另一份加入硫酸铜溶液，发现黑色粉末逐渐变成红色固体。该实验的优点（1）甲烷的爆炸极限为5 %~15 %，相对一氧化碳的要小的多，安全性好。（2）制取甲烷是加热固体制取气体，是初中学生熟悉的制气方式且无危险药品。而一氧化碳通常是用浓硫酸和甲酸以适当比例混合加热的方法来制备的，学生会感到陌生且浓硫酸有强腐蚀性。（3）改进后使用无毒的甲烷气体更环保。（4）在直玻璃管两端的橡皮管上各加一个止水夹，当观察到红棕色的粉末变成黑色后，可及时夹紧止水夹，隔绝空气，无需一直通气到直玻璃管冷却，因此既节能又省时。

三、精心设计，富于启发性

焰色反应是某些金属化合物在灼烧时使火焰呈现出特殊的颜色的反应。教材中采用铂丝或者铁丝蘸取饱和盐溶液，在酒精灯或者煤气灯外焰灼烧的方法。但是，由于试样与火焰的接触面积较小，以及酒精灯外焰的黄色干扰太重，所以现象不明显。不少研究者将其进行了改进，有人采用固体酒精提供加热源，向盐溶液中加入甲醇的方法；有人采用铁丝网蘸取盐溶液，晾干后，加热铁丝网，然后喷洒酒精的方法。改进后，创造了蓝色背景，消除了黄色火焰的干扰。但是上述方法有的由于甲醇的毒性，所需样品的量比较大，有的操作比较复杂，故存在一定的缺点。而从增大试样与火焰的接触面积，避免黄色火焰的干扰和简化操作等方面考虑，设计了一种简易的焰色反应实验，以便于教师演示和学生实验。

取一片大小约为 2 cm×3 cm 的铝箔 ( 箔厚约 0.1 mm），用镊子夹住铝箔蘸取饱和 Li2CO3溶液，在酒精灯的内焰上灼烧，观察火焰的颜色。另取同样大

小的铝箔，用同样的方法蘸取其他盐溶液，灼烧。可以看到红色（Li +）、黄色（Na +）、紫色（K +）、砖红色（Ca 2+）、洋红色（Sr 2+）、黄绿色（Ba 2+）、绿色（Cu 2+）火焰。火焰高达 2-4 cm，焰色反应时间可持续10 s以上，现象明显。

该实验的优点：（1）用铝箔代替铂丝或铁丝，增大了试样与火焰的接触面积，（2）内焰加热，消除了黄色火焰的严重干扰，由于蘸取的试样较少，在铝箔的表面形成一薄层溶液。由于内焰的颜色比较弱，所以用内焰加热可以避免外焰黄色的严重干扰。（3）所用铝箔廉价易得，在实验室比较常见。实验中只需要少量的盐溶液即可，并且灼烧时不产生浓烟。相比“喷雾法”、“固体酒精法”，该方法既可以节省药品。（4）由于消除了黄色火焰的干扰，增大了试样与火焰的接触面积，所以，在观察钾元素的焰色反应时，不需要透过蓝色的钴玻璃，能明显观察到紫色的火焰。另外，不需要将蘸盐溶液的铝箔晾干，可以直接进行灼烧实验。操作简单，现象明显，便于教师演示和学生实验。

四、更新实验教学观念

在化学教学过程中 , 需要更新实验教学观念新课程的培养目标是培养学生的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识，使学生具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法。这就要求我们改变过去实验教学依附于理论教学，只注重理论知识的验证及基本实验方法与技能训练的培养模式。依照新课标理念，我们在教学过程中特别要注意纠正一些学生不爱动手、喜欢背实验的学习习惯，培养学生学习的独立性和自主性，使实验教学成为他们质疑、信息收集和处理、探究的实践活动。教师必须转变教学观念，将学生的发展放在首位，引导学生积极的参与科学探究。