華麗芬
【摘 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)、體驗(yàn)化學(xué)和探究化學(xué)過(guò)程的重要途徑,化學(xué)教師需要重視學(xué)科實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,科學(xué)規(guī)律是通過(guò)對(duì)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、探究和反復(fù)驗(yàn)證形成的。而化學(xué)研究主要用的是實(shí)驗(yàn)方法,所以學(xué)習(xí)化學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)、體驗(yàn)化學(xué)和探究化學(xué)過(guò)程的重要途徑。
但目前在現(xiàn)有高考政策的影響下,我們對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度日益下降。雖然不少化學(xué)教師是深知化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性,而且也曾經(jīng)設(shè)想或嘗試采用較好的教學(xué)方法,但受教學(xué)課時(shí)的限制,最后不得不“紙上談兵”。
一、重視學(xué)科實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新,是教師自身發(fā)展的需要
蘇霍姆林斯基曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“學(xué)生眼里的老師應(yīng)當(dāng)是一位聰明、博學(xué)、善于思考、熱愛(ài)知識(shí)的人”。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新,無(wú)疑會(huì)使我們的課堂煥發(fā)出新的光芒,讓教師在付出的過(guò)程中體驗(yàn)收獲,體驗(yàn)創(chuàng)造的快樂(lè)。作為一個(gè)專業(yè)教育者,教師應(yīng)該具有專業(yè)化學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力,不斷地學(xué)習(xí),不斷自我成長(zhǎng),提高自身的專業(yè)化水平,才能改進(jìn)和創(chuàng)新出簡(jiǎn)單可行,引起學(xué)生視覺(jué)震撼的實(shí)驗(yàn)。
一堂好的課,常給學(xué)生留下終身難忘的印象,如果能在教學(xué)中挖掘教材的實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的思維,由實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向深刻的理解,探索和進(jìn)取,將抽象的知識(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)給予解釋,這就要求我們教師必須從實(shí)際出發(fā),實(shí)事求是,同時(shí)擺脫束縛,不拘泥于教材,敢于對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新,實(shí)驗(yàn)教學(xué)勇于突破,通過(guò)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的親身經(jīng)歷達(dá)到對(duì)知識(shí)理解、掌握、運(yùn)用的最終目的。
例1:金屬鈉在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
【鏈接課本】鈉在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),人教版和蘇教版分別采用了如下圖所示的裝置。
圖1 人教版教材圖 圖2 蘇教版教材圖
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】
改進(jìn)(1):
①取厚約0.2mm的銅片,剪成7.5mm×7.5mm的正方形,放在鐵架臺(tái)的鐵環(huán)上。在銅片中央放一張2.5mm×2.5mm的鋁箔,并使兩者接觸良好。
②取一粒綠豆大的鈉塊,用濾紙吸干煤油,放在鋁箔中央。
③點(diǎn)燃酒精燈加熱銅片,可觀察到鈉與O2反應(yīng)的現(xiàn)象,黃色火焰,有淡黃色固體生成。
改進(jìn)(2):
①取綠豆粒大的金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油,放入硬質(zhì)玻璃管中。
②用酒精燈加熱至金屬鈉熔化成閃亮的小球,用洗耳球向硬質(zhì)玻璃管中吹入空氣,能看到鈉劇烈燃燒,發(fā)出黃色的光,燃燒完全后,在硬質(zhì)玻璃管中有大量的淡黃色固體生成。
改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn):實(shí)驗(yàn)2在加熱過(guò)程中,煤油(沸點(diǎn)110~350℃)揮發(fā),帶走裝置中的部分空氣,裝置O2濃度較低,鈉很難完全燃燒,加熱到一段時(shí)間后,用洗耳球鼓入空氣,就不會(huì)出現(xiàn)殘留的煤油因不完全燃燒生成黑色的碳帶來(lái)的干擾。
二、重視學(xué)科實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新,是課堂效益提高的需要
有一句廣為流傳的美國(guó)彥語(yǔ)是:告訴我,我會(huì)忘記;做給我看,我會(huì)記得;讓我親做,我才懂得。因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)是最好的化學(xué)教學(xué)語(yǔ)言,是任何其它的教學(xué)方法無(wú)法替代的,而實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新,則是提高課堂效率的又一種方式,一則改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)起碼要有以下三點(diǎn):①操作簡(jiǎn)單、所需時(shí)間短。②現(xiàn)象明顯,無(wú)其他現(xiàn)象干擾。③有新鮮感、產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺(jué)刺激。
例2:三價(jià)鐵離子顯色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
【鏈接課本】FeCl3溶液遇到硫氰化鉀(KSCN)溶液顯血紅色,遇苯酚顯紫色。
【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新】
1.實(shí)驗(yàn)器材:白紙、毛筆、小噴壺若干個(gè)、FeCl3溶液、
硫氰化鉀溶液、苯酚濃溶液。
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
(1)用毛筆蘸取硫氰化鉀溶液涂抹在白紙上,晾干后,將白紙剪成花瓣?duì)睿谱鞒鲆欢洹盎ā薄?/p>
(2)用裝有FeCl3溶液的小噴壺對(duì)著“花”噴灑。
(3)將硫氰化鉀溶液換成苯酚濃溶液,重復(fù)上述步驟。
三、重視學(xué)科實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新,是學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的需要
創(chuàng)新不能教,創(chuàng)新思維和能力更教不出來(lái),但通過(guò)教師有意識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行非常規(guī)問(wèn)題解決的訓(xùn)練,可以使學(xué)生逐步具有敏銳的洞察力和豐富的想象力,以及創(chuàng)新思維能力。幾乎所有的實(shí)驗(yàn)并不是唯一的實(shí)驗(yàn)方案;也不是必須唯一選擇的實(shí)驗(yàn)裝置;更不是實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法及步驟一點(diǎn)也不能改變的思想。教師要積極引導(dǎo)學(xué)生,利用所學(xué)的知識(shí)以及熟悉和掌握的實(shí)驗(yàn)去探討設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案,創(chuàng)新思維是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的前提,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,比較實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇,限定使用非常規(guī)儀器,實(shí)驗(yàn)步驟的改變,定性實(shí)驗(yàn)變?yōu)槎繉?shí)驗(yàn)等措施,使學(xué)生在解決一系列非常規(guī)問(wèn)題中,逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
例3:燃料電池實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新
【鏈接課本】蘇教版化學(xué)教材沒(méi)有燃料電池的演示實(shí)驗(yàn)。
【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新】
1.實(shí)驗(yàn)原理:食鹽水為電解質(zhì)溶液,鋁箔為負(fù)極,空氣電極為正極,構(gòu)成原電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
2.實(shí)驗(yàn)器材:鋁箔紙杯4個(gè),食鹽,小燈泡一個(gè)。
3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
(1)找4個(gè)鋁箔紙做的蛋糕底杯,往其中3個(gè)底杯倒一些活性炭,蓋住底杯即可,然后加一小匙食鹽水。
(2)把這3個(gè)蛋糕底杯摞起來(lái),再將第4個(gè)空底杯放在最上面。用鋁箔紙搓成兩條導(dǎo)線,分別與最上面和最下面的蛋糕杯連接??梢杂檬雏}瓶等重物壓住,幫助固定。
(3)將其中一條鋁箔導(dǎo)線纏在小燈泡螺紋接口的腹部,另一條連接接口底部,并用力壓下食鹽瓶,小燈泡就亮了。
【真題再現(xiàn)】
(廣東高考)可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為點(diǎn)解液,鋁合金為負(fù)極,空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是( )
A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí),正極反應(yīng)都為:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.以NaOH溶液為電解液時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液為電解液時(shí),電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變
D.電池工作時(shí),電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極
創(chuàng)新能力不僅需要培養(yǎng),更需要呵護(hù),針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在的某些問(wèn)題不是直接解答,而是要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn),從而使問(wèn)題得到解決,這樣不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力,還由于學(xué)生自己動(dòng)手完成了自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠沉浸在快樂(lè)中,不斷地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)手能力。