趙喜歡++++符美強++++吳振生++++周娟
摘 要: 從近幾年的新課程改革看,化學實驗一直朝著三個方向發(fā)展,即微型化、生活化和綠色化,而且把化學教育融入生活一直是教育工作者努力的方向,開發(fā)和設計生活化學實驗顯得尤為重要。根據(jù)化學實驗的科學性、創(chuàng)新性和安全性等原則,本文對兩個中學化學實驗進行生活化改進,其實驗用品、裝置簡單、操作安全、實驗效果較顯著,較充分地體現(xiàn)了實驗器材和實驗內容的生活化。
關鍵詞: 化學實驗 生活化 改進策略
引言
中學化學實驗的發(fā)展趨勢主要有以下三個方面:(1)微型化:指的是試劑微量化和裝置微型化。(2)生活化:鼓勵學生自主設計解釋生活現(xiàn)象的實驗或者是利用生活材料對課本中的實驗進行改進,體現(xiàn)“化學來源于生活,回歸于生活”的理念;化學實驗的生活化主要包括實驗內容的生活化和實驗器材的生活化。(3)綠色化:它要求設計實驗時考慮環(huán)境因素,把實驗全過程對環(huán)境的破壞程度降到最低,并且要求能夠產(chǎn)生在技術和經(jīng)濟上都可行的化學品[1]。
生活化學實驗能夠激發(fā)學生動手操作的欲望,設計生活化學實驗,既能夠幫助他們了解化學實驗的全過程,又能夠克服他們對于化學藥品的恐懼心理,增強學好化學的信心[2]。因此,在設計生活化學實驗時,必須尋找能夠激發(fā)學生興趣,啟發(fā)他們思維的實驗。一旦這些實驗內容是學生急于了解的、新穎生動的、生活中可見可觸可思可做的,甚至是奇妙無比的,那么化學的奧妙和神秘便能真正地走入學生的內心,激發(fā)其創(chuàng)造欲望,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。以下兩則實驗的設計在遵循化學實驗科學性、簡約性、安全性等原則下,實驗內容與實驗器材都體現(xiàn)了生活化,且操作簡單、實驗效果較顯著,能較好地激發(fā)學生對化學實驗的濃厚興趣。
一、多變的花朵——認識生活中常見物質的酸堿性
1.實驗原理
紫色石蕊試液遇酸顯紅色,遇堿顯藍色。
2.實驗器材
白紙;三只廢棄的牙刷(牙刷的顏色分別是紅色、藍色和綠色);
紫色石蕊試液;透明皂水溶液;白醋。
3.實驗步驟
(1)用紅色牙刷蘸取紫色石蕊試液在白紙上刷出一朵花和花朵的枝葉,之后放到通風處晾干。觀察所畫圖畫的顏色。
(2)白紙晾干后用藍色牙刷蘸取白醋把花朵部分浸透,用綠色牙刷蘸取透明皂水溶液把枝葉浸透,之后放到通風處晾干。觀察所畫花朵和枝葉的顏色變化。
4.實驗現(xiàn)象
第一步操作完成后,圖畫全部顯紫色。第二步操作完成后,花朵顯示紅色,枝葉顯示藍色。
5.實驗結論
生活中,白醋顯酸性,透明皂的水溶液顯堿性。
二、二氧化錳催化分解過氧化氫實驗的改進
對過氧化氫分解制取氧氣的實驗改進頗多,主要針對實驗過程中不能即時控制反應的發(fā)生和停止(只有所加入的H■O■完全分解后反應才能停止);還有研究針對反應結束后,作為催化劑的MnO■不便于即時回收再利用,對固體和液體藥品浪費嚴重的問題進行改進,將MnO■與水泥按一定比例制成固體顆粒,還采用飲料瓶等生活化的簡易器材[3],但是此改進對于濃度較大的雙氧水制取氧氣較適用,若雙氧水濃度為5%左右時,則效果并不理想,由于反應過程中過氧化氫溶液的濃度越來越小,致使無法收集滿一瓶氧氣用于其性質驗證,以下改進可彌補以上不足。
1.實驗器材和試劑
器材:球形漏斗、去底飲料瓶、鐵架臺(帶鐵夾)、帶導管的橡皮塞(雙孔)、鑷子、集氣瓶、水槽、酒精燈、火柴。
試劑:5%的過氧化氫溶液、混有MnO■的小水泥塊(長方體)。
2.實驗裝置及其組裝說明
實驗裝置如附圖所示:
3.實驗步驟
(1)儀器組裝,檢查裝置氣密性。
在去底飲料瓶中加適量水,球形漏斗應高于飲料瓶,并將連接球形漏斗上部的導管一端伸入盛水的水槽中,慢慢提升飲料瓶高度,導管口若產(chǎn)生氣泡,則裝置不漏氣[3]。
(2)裝入藥品。
先在球形漏斗中放入幾塊晾干的小長方體塊(MnO■與水泥質量比為1∶1),再向去底飲料瓶中加入5%過氧化氫水溶液適量,固定儀器(球形漏斗高于飲料瓶高度)。
(3)開始反應,收集氧氣。
集氣瓶中裝滿水倒扣在水槽中。提升飲料瓶的高度,使過氧化氫溶液與小長方體塊接觸,反應發(fā)生,當導管口出現(xiàn)連續(xù)、均勻氣泡時開始收集;若氣泡減少,打開球形漏斗下端的止水夾將廢液放到燒杯中,再迅速提升飲料瓶的高度,使過氧化氫水溶液再次與小長方體塊接觸,這樣反復便能很快收集滿一瓶氧氣,收集滿氣體后,使固液分離,停止反應。
(4)用帶火星的木條驗證收集的氣體是氧氣,并可用于氧氣的其他性質驗證。
4.改進后的優(yōu)點
(1)實驗中可隨時打開長頸漏斗下端的止水夾將廢液放掉,保證過氧化氫的濃度不會太稀,為較快制取一瓶氧氣節(jié)省時間。
(2)實驗中運用廢舊的飲料瓶作為實驗器材,體現(xiàn)了實驗的生活化。
(3)與飲料瓶相連接的伸入長頸漏斗中的導管伸出液面一小段,防止打開止水夾放廢液時一部分廢液流入連接飲料瓶的導管中。
(4)運用較小濃度的過氧化氫溶液也能較快制取氧氣,節(jié)約藥品。
結語
生活化學實驗,能夠激發(fā)學生自主學習熱情,體驗科學探究的樂趣,培養(yǎng)實踐能力、合作精神和環(huán)保意識,還教育學生珍惜資源、愛護環(huán)境,借此增強其社會責任感。但是,在開發(fā)和設計生活化學實驗的過程中仍存在很多困難。因此,在中學教學中提倡推廣生活化學實驗,但要和常規(guī)實驗相互結合,取長補短,逐步探索貫徹全新教學理念的結合點,使得實驗能夠更好地服務于化學教學。在社會生活中,化學變化無處不在,把化學教育借助生活化學實驗這個載體,讓學生在生活學習中感悟化學的魅力,逐步嘗試用化學知識解決一些身邊的實際問題,進而提高化學素養(yǎng)[4]。
參考文獻:
[1]王瑛.高中化學新課程化學實驗設計研究[D].浙江:浙江師范大學,2008:5-7.
[2]李旻,閻蒙鋼.利用家庭實驗角提高農(nóng)村初中學生化學實驗能力的探索[J].化學教學,2006,5(4):4-6.
[3]http://blog.163.com/zhenzhong_810125/blog/static/12370039620117393356307/
[4]靳建華,夏志清,劉玉榮.讓化學教學走向生活化的實踐與思考[J].內江科技,2007,9(6):127-129.
基金項目:周口師范學院化學化工學院2015年度大學生科技創(chuàng)新基金項目(HYDC201501)資助,周口師范學院2015年度大學生科研創(chuàng)新基金項目(zknuD15014)資助。河南省科技廳項目(132102210193)資助,河南省教育廳項目(12A150029)資助。