首页 -> 2008年第10期

浅谈化学实验教学的改进

作者:孙春生




  化学是一门以实验为基础的学科,化学中的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。因此,如何通过实验教学调动学生学习化学的积极性,使他们学好化学的基础知识,为将来从事农业劳动、工业生产和社会实践等活动储备能力,这是摆在广大教育工作者面前的一个重大课题。在教学实践中,笔者发现,改进实验教学是激发学生学习自觉性、培养学生动脑动手能力的关键,教师可以通过实验教学的不断改进来培养学生的创新能力。
  
  (一)实验内容的整合
  
  在化学实验教学中,可根据教材的编排顺序,努力探索其规律,创设一些恰当的问题,鼓励学生大胆思索,以积极的心态参与实验,把握实验技巧提高实验能力。笔者在讲《碱的性质》时,演示碱与酸的反应,用新制的氢氧化铜与硫酸反应,学生观察到新制的氢氧化铜溶解,同时看到有气泡产生。学生非常好奇,为什么会产生气泡呢?于是我对学生解释:新制的氢氧化铜是由氢氧化钠与硫酸铜反应得到的,氢氧化钠溶液配制后放置的时间较长,与空气中的二氧化碳反应的原因。由于氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应成碳酸钠,碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳。在实验教学过程中,教师要鼓励学生善问多问,注重学生的发现,培养学生认真思考的科学态度。
  对于在实验室制取二氧化碳的实验,教材上讲的是以大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取。为什么不用稀硫酸代替稀盐酸,不用碳酸钠代替石灰石或大理石呢?为让学生理解并掌握这部分知识,可以补充下面的实验:①用大理石和稀硫酸反应,观察实验现象:刚开始时有气泡冒出,但反应一段时间后,不再产生气泡。原因是生成的硫酸钙微溶于水,附在了大理石的表面,阻止了大理石与稀硫酸的接触,反应逐渐减慢直至不能继续进行,看不到气泡的产生。②用碳酸钠和稀盐酸反应,观察实验现象:反应速度太快,产生的气体来不及收集反应就结束了。通过以上实验,让学生得出以下结论:选择的药品不恰当,难以保证实验的成功,反应速度过快,不便于实验操作;反应不能继续进行,得不到实验产品,从而得出“实验室制取二氧化碳的最佳方法是稀盐酸与石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)反应”。这样做既避免了学生学习上走弯路,又巩固了所学知识。
  
  (二)实验过程的严谨
  
  在实验教学中,教师应培养和端正学生的科学态度,让学生养成通过现象看事实的良好习惯,坚信实验事实,尊重观察到的实验现象,对实验操作步骤、操作方法、实验条件的控制等每一个细节必须认真对待,决不允许半点马虎。对实验中出现的特殊现象,要引导学生运用学过的理论知识,进行合理的思考与探讨,找出问题产生的真正原因。在教学中必须做到理论与实践的统一,理论与实际的联系。例如,在讲氢气的性质时,氢气在空气中燃烧呈蓝色的火焰,而实验时(用玻璃管)发出的是淡黄色的火焰。为什么会出现这样的情况呢?这是由于玻璃中的钠元素在高温下发出的焰色干扰了氢焰的颜色,(教师紧接着把玻璃管换成通铜管)再观察氢气燃烧的颜色结果是淡蓝色。这样既证明了氢气燃烧是淡蓝色火焰,又证明玻璃中含有钠元素。再如,讲完一氧化碳性质后,对学生提出这样一个问题,如何除去二氧化碳中少许的一氧化碳?不少学生提出用点燃的方法。教师及时的指出,多数是二氧化碳,少数是一氧化碳能燃烧吗?(答案是不能)只有将混合气体通过灼热的氧化铜,达到除去一氧化碳的目的。通过讲座,学生对这个问题有了一个深刻的理解认识。
  
  (三)优化实验程序
  
  在化学实验教学过程中,不仅要求学会正确的使用基本仪器,还要掌握一定的操作技能。让学生学会独立设计实验方案,提高学生实验设计能力。笔者在讲完二氧化碳相关内容后,要求学生完成这样一套题目:要想得到高纯度的铜,用氢气、碳、一氧化碳来还原氧化铜,哪种方法最佳?这道题比较综合,可引导学生从实验装置、控制反应条件、反应物和生成物的状态等方面进行考虎,鼓励学生有不同的看法,倡导学生提出问题,对于学生设计的各种方案要认真评价,然后与学生一起分析用哪种物质还原氧化铜最好。①用一氧化碳还原氧化铜:一氧化碳有毒,多余的一氧化碳需要燃烧掉;②用碳还原氧化铜:多余的碳与生成的铜分离时,操作复杂麻烦。③用氢气还原氧化铜:既无有毒气体,又不需分离生成物铜。通过以上分析,使学生深刻了解到用氢气还原氧化铜最理想。
  
  (四)改进演示实验
  
  笔者在讲“二氧化碳性质”的时候,对演示实验做了如下改进:取一条干燥的紫色石蕊试纸,然后用玻璃棒蘸上稀醋酸,与试纸接触,让学生观察现象(石蕊试纸变红色);再取一条干燥紫色石蕊试纸,用玻璃棒蘸上水,同试纸接触,让学生观察(紫色石蕊试纸不变色);取第三条干燥的紫色石蕊试纸,直接放进盛二氧化碳的集气瓶中,让学生观察(紫色石蕊试纸不变色),取第四条石蕊试纸,先用玻璃棒蘸上水,与试纸接触,将试纸湿润,再放入盛二氧化碳的集气瓶中,让学生观察(紫色石蕊试纸变红色)。经过以上演示实验呈现的明显现象,先让学生分析其原因,再由老师分析得出结论:二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色的石蕊变红色。为进一步让学生熟知所学知识,笔者紧接着演示了将稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸分别滴在紫色石蕊试纸上,让学生观察现象,学生通过醋酸、碳酸、盐酸、硫酸、硝酸都能使紫色石蕊变红的现象,从中得出“酸能使紫色石蕊变红色”的结论。这样做既扩大了学生所学知识面,又巩固了学生对酸的这一特性的掌握。
  如白磷在热水下面通过氧气燃烧的实验,在提供给学生的操作过程设计中,可以做以下两个方面的改进:①氧气的储存同样可以采用装入充气玩具(气球)的方法,出气口用玻璃管与橡皮管连接,用弹簧夹子夹住橡皮管,需要时挤出便可。②由于白磷燃烧时表面水会沸腾,部分白磷会浮上水面燃烧,不安全。可以将一锥形漏斗与乳胶管连接,放入水中,将白磷罩住,通入空气时,漏斗内的水被排除,白磷可以安全燃烧。如此改进,可使实验便于操作,发生的现象明显,学生容易观察到,同时增强了实验的趣味性和实验过程中的安全可靠性。
  化学实验教学需要科学地改进。教师要大胆创新,不断改进实验教学,帮助学生提高观察能力、扩展思维空间、培养创新技能。