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1、創(chuàng)新微型化學實驗促進化學新課程實施的幾個案例王輝(上海南匯中學201300)高中化學新課程的理念是以學生發(fā)展為本”,以提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨 ”,倡導 以學科探究為主的多樣化的學習方式”;重視學生的 親身經(jīng)歷和經(jīng)驗”,強調(diào)創(chuàng)設(shè)生動活潑的學習情境這些新課程理念在化學教學中的有效落實,都離不開化學實驗的開展,從實踐 來看,目前制約化學實驗教學改革最大問題是學生化學實驗參與度”很低,缺乏化學實驗體會。因此,設(shè)計一些有利于學生參與的微型實驗可以有效地促進化學實驗教學改革和化學新 課程的實施。下面是筆者利用一次性注射器和青霉素瓶等作為化學實驗儀器的代用品開展微 型實驗的一些案例。Fe(OH)2制備微型
2、實驗設(shè)計1設(shè)計意圖Fe(OH)2制備裝置各種各樣, 其中不乏創(chuàng)意新穎的優(yōu)秀作品,2003年全國理綜試題中的Fe(OH)2制備裝置就是一個典型范例。隨著化學課堂教學改革的不斷深入,化學實驗教學改 革相應滯后,如何進行化學實驗教學改革?本人認為首先應當從如下兩個方面入手:(1)提高學生實驗的參與度,(2)實驗儀器的微型化和簡約化。應當說現(xiàn)在的化學實驗教學主要是 以教師的課堂演示實驗為主,學生參與實驗的程度很低,要提高學生實驗的參與度,必須有 相應微型實驗儀器和簡約實驗。受2003年全國理綜試題 Fe(OH”制備啟發(fā),思索能否將Fe(OH) 2制備作為學生的分組實驗?通過實踐本人設(shè)計了適用學生分組實
3、驗用的Fe(OH) 2制備微型實驗。2實驗裝置F闋溶液NnOH溶液3實驗說明(1)帶球泡的 W型管制備:選擇內(nèi)徑 8mm、外徑10mm的95料玻璃管,將一端熔封,另 一端緊套一個乳膠滴頭, 將玻璃管上確定的部位放在酒精噴燈上均勻灼燒,邊燒邊轉(zhuǎn)動,當玻璃開始熔軟時,借管內(nèi)氣體受熱膨脹產(chǎn)生的壓力將玻璃管吹成圓球狀,然后再彎成V型管。兩個V型管用乳膠管連接成為 W型管。在W型管兩端裝上乳膠管并裝上止水夾a和b,分別從 W型兩端加入FeSO4溶液和NaOH溶液。把W型管一端的乳膠管接到氫氣的發(fā)生裝置上,讓H2緩慢地通過 W型管,充分排除W型管和FeSO4及 NaOH溶液中的02,如果H2的氣流過快球泡
4、可以起到蓄液的 作用,而不會使 FeSO4溶液沖過頂端與 NaOH溶液混合。通H2一段時間后再先后關(guān)閉 a、b止水夾,然后將 W型管按逆時針方向旋轉(zhuǎn),使 NaOH溶液緩緩流入到 FeSO4溶液中,生成Fe(OH) 2白色沉淀而較長時間不變色。(5)學生分組實驗時,每組只要具備一支帶球泡的W型管和相關(guān)的實驗藥品,學生就可以獨立完成該實驗,H2的制備可由實驗教師放置兩至三套啟普發(fā)生器即可滿足分組實驗要求。二氯化氫及氯氣噴泉的微型實驗設(shè)計氯化氫噴泉的微型實驗1設(shè)計意圖氯化氫的噴泉實驗是高中化學的重要演示實驗,在課堂上演示該實驗一般是在實驗室事先制備好一燒瓶氯化氫氣體,再帶到課堂上演示,由于從制備到上
5、課時間間隔較長,演示時效果不是太好,往往噴入燒瓶的溶液太少。特別是收集HCl的燒瓶不很干燥時,放置時間再長,效果更差。本人通過實踐設(shè)計出將 HCl氣體的制備和 HCl的噴泉實驗結(jié)合在一起的 二合一微型實驗裝置,操作簡單,成功率 100%,非常適合于學生分組實驗。2實驗裝置耗水溶液3實驗說明(1)裝置中所用的儀器是醫(yī)用一次性注射器,在去掉活塞的注射器針筒中注入0.25mL (約5滴)的濃硫酸,用另一注射器吸入少量(約0.5mL)的濃鹽酸,將注射器內(nèi)的濃鹽酸注入到針筒內(nèi),濃鹽酸遇濃硫酸迅速產(chǎn)生HCl氣體,將上部注射器活塞上推。(2)用注射器吸入一定量石蕊水溶液,將注射器針頭刺入含有大量HCl的針筒
6、內(nèi),盡可能將針頭全部插入注射器,再輕推注射器活塞,將少量石蕊水溶液注入注射器針筒內(nèi),針筒內(nèi)很快就形成紅色噴泉。(3)該實驗操作簡單,現(xiàn)象明顯,針筒不需干燥,適合學生的分組實驗使用。氯氣噴泉的微型實驗1設(shè)計意圖在鹵素教學中對于 C12在有機溶劑中的溶解性教材中沒有說明,通過該實驗驗證C12的實驗室制法、C12在有機只是描述了常溫常壓下C12在水中的溶解度,更沒有安排相關(guān)的實驗, 通過C12能與無水乙醇和 NaOH溶液形成噴泉微型實驗,使學生親身體驗并認識到 C12易溶于有機溶劑,同時加深對C12與堿溶液反應的化 學性質(zhì)的理解。2實驗裝置3實驗說明(1)裝置中所用的儀器是醫(yī)用一次性注射器,在去掉活
7、塞的注射器針筒中加入約0.1gKClO3粉末塞上橡膠塞,在另一注射器中吸入少量(約 0.5mL)的濃鹽酸,將注射器內(nèi)的濃鹽酸注入到加入 KClO3粉末的針筒內(nèi),KC1O 3遇濃鹽酸迅速產(chǎn)生 Cl2氣體,將上部注射器活塞上推,片刻后拔出針頭和注射器。(2)用注射器吸入一定量無水乙醇,將注射器針頭刺入含有大量C12的針筒內(nèi),盡可能將針頭全部插入注射器,再輕推注射器活塞,將少量無水乙醇注入針筒內(nèi),針筒內(nèi)很快就形成 噴泉。(3)該實驗操作簡單,現(xiàn)象明顯,適合學生的分組實驗使用。氯化氫及氯氣噴泉的兩個微型實驗被編入筆者開設(shè)的高中微型化學實驗化學拓展課程中,深受學生的歡迎。同時這兩個實驗在今年舉辦的全國第
8、九屆教學實驗創(chuàng)新研討會上也獲得了一等獎。三常溫下1 mol H2體積測定微型實驗設(shè)計1設(shè)計意圖本實驗是高中化學僅有的幾個定量實驗中一個非常重要的實驗,在上海二期課改新教材(上科版)高二第一冊的最后一章中專門有幾個定量實驗,其中該實驗便列入其中。按照新教材中的實驗裝置誤差較大, 通過實踐筆者設(shè)計出將氫氣發(fā)生和測量集于一體的二合一微型實驗裝置,可以用于學生分組實驗,效果良好,有效提高學生實驗的參與度。2實驗裝置3實驗說明1、用電子天平準確稱量 20-24 mg左右的無氧化膜鎂帶,將其放入青霉素瓶內(nèi),在注射器 內(nèi)吸入1mL 4mol/L H 2SO4,再與針頭連接旋緊,調(diào)節(jié)右側(cè)輸液皮條使兩側(cè)液面水平。2、將稀H2SO4推入青霉素瓶中,用手幫助拉出注射器活塞(注意保持右側(cè)平衡管內(nèi)液面在同 一水平面),反應結(jié)束、冷卻、調(diào)壓強,精確記錄注射器活塞刻度 VmL,氫氣的體積為 V (H2)=(V 1) mL03、計算室溫下 1mol氫氣的體積并分析該實驗誤差是正誤差還是負誤差,找出產(chǎn)生誤差的原因。由此可見,開展微型化學實驗設(shè)計可以給學生提供動手機會,有效增強學生實驗的參與度,促進學生學習化學方式的改變,借助微型化學實驗這個平臺使學生在親歷和體驗中學、在解決問題中學、在交流與分享中學;提高學生化學學
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