降低實驗成本 改善農(nóng)村中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)
2010-12-31 00:00:00農(nóng)惠霞奉輝光
廣西教育·B版 2010年8期
化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的一個重要組成部分。但是目前農(nóng)村中學(xué)的實驗條件還比較差，導(dǎo)致一些實驗課停開。有部分農(nóng)村偏遠學(xué)校，即使是達標(biāo)校，也無法達到每人一(實驗)桌的要求，更多的是兩人一桌。非達標(biāo)校也只能四人一桌，甚至是六人一桌。化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生動手率在25％～30％，一些經(jīng)濟落后地區(qū)學(xué)生動手率甚至接近于零。長期以來，化學(xué)實驗操作知識，不是由學(xué)生通過實踐去體驗、去思考，商是由老師來“表演”，或由課本和老師給學(xué)生描述。此外，無論是高考，還是中考，都只注重筆試，輕實驗操作考核。這就在客觀上導(dǎo)致“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗”的做法，和出現(xiàn)“高分低能”的現(xiàn)象。這種狀況不僅使學(xué)生失去了對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，更使化學(xué)教學(xué)失去了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，提高學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的功效。
充分利用農(nóng)村中學(xué)現(xiàn)有資源開發(fā)化學(xué)實驗，研究化學(xué)實驗綠色化、微型化、簡單化，進而降低實驗成本。是改善農(nóng)村中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的重要途徑。
一、實驗綠色化，降低實驗裝置成本
氯氣的實驗室制法按照教材要求，所用儀器、藥品的價格大約只要50元，可是有些偏遠山區(qū)農(nóng)村中學(xué)連這些基本的儀器都沒有。同時，在實驗過程中容易產(chǎn)生cl2泄漏而造成污染環(huán)境和影響實驗人員健康。我們可對實驗裝置進行改進。如圖1所示。
實驗方法：按圖組裝好儀器，分別檢查K1和K2兩部分的氣密性，檢查整個裝置的氣密性。然后先在廢白熾燈泡內(nèi)裝二氧化錳，再用針筒注入濃HCl，在截斷的無色酒瓶中加入NaOH溶液。
實驗開始時打開K1，關(guān)閉K2，然后制取cl2。a礦泉水瓶收集滿cl2后，打開K2關(guān)閉K1，cl2便進入礦泉水瓶b。此時通往a的導(dǎo)管沒有cl2通過，可以更換a礦泉水瓶，用此方法可以收集多瓶cl2。
方案優(yōu)點：(1)能安全地循環(huán)操作，收集多瓶Cl2：Cl2的溢出量很少，從而減少了對人體的危害和對環(huán)境的污染。(2)成本很低，不到5元。用墨水瓶代替酒精燈，廢燈泡代替圓底燒瓶，廢針筒代替分液漏斗，礦泉水瓶代替集氣瓶，廢酒瓶斷開后的下半部分代替燒杯，這些在農(nóng)村都容易做到，而且實驗安全、可操作性好。
二、實驗微型化，降低試劑成本
在高二《化學(xué)》必修教材中，cu與稀HNO3反應(yīng)生成NO的實驗，在試管中無法觀察到無色氣體NO生成，而直接觀察到紅棕色氣體NO2。同時，較多的多余的NO2用NaOH溶液吸收，這樣浪費藥品，不利觀察現(xiàn)象。實驗方法改進如圖2所示。
實驗方法：先用帶針頭的注射器抽干氣球內(nèi)的空氣備用。將細銅絲放入20mL注射器中，吸入15mL熱的稀HNO3將注射器中產(chǎn)生的氣體注入氣球，這樣可觀察到有無色氣體(NO)生成。當(dāng)氣球充滿后，拔出針頭，將酸液擠出，反應(yīng)隨即停止。再用注射器吸取10mL空氣注入氣球，觀察球內(nèi)氣體由無色變成紅棕色。實驗完成后，用注射器抽取紅棕色NO2氣體，推人堿液吸收。
方案優(yōu)點：(1)由于整個實驗體系隔絕空氣，封閉性較好，能很容易地觀察到無色氣體(NO)的生成，并能隨時擠壓出酸液終止反應(yīng)，以微量藥品取得最佳效果。(2)將產(chǎn)生的少量NO2氣體，用堿液吸收，有利于保護環(huán)境，給學(xué)生傳達綠色化學(xué)的思想。
三、實驗簡單化。降低實驗操作成本
在高一《化學(xué)》教材中，Na2O2與CO2反應(yīng)的實驗是只講不做。這樣就沒有說服力。大部分化學(xué)教師都做相應(yīng)的補充實驗，但是很多教師都是先制備cO2然后再讓其與Na2O2反應(yīng)，這樣操作很麻煩，而且浪費藥品。實驗改進如圖3、4所示。
實驗方法：先將Na2O2包在棉花團里，用鑷子按住棉花團，同時通過玻璃管向棉花團吹氣(含有CO2)。反應(yīng)生成O2并放出熱量達到著火點，使棉花團燃燒。
方案優(yōu)點：不用事先制備CO2，節(jié)約藥品；實驗操作簡單，方便。
通過實踐，我們可以挖掘出許多降低實驗成本的有效方法。這對于改善農(nóng)村化學(xué)實驗教學(xué)，提高農(nóng)村化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，貫徹素質(zhì)教育的方針有著深遠的意義。
