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化学的实验方法范文1
关键词:实验教学;存在问题;改进措施
化学实验作为化学教学的一个重要手段,是化学这一学科的基础,在化学的前进发展中发挥着不可替代的作用。在新时期,教师要采取各种方法努力克服困难,尽力做好演示实验,并正确引导学生做好学习实验,科学布置有价值的研究课题,为实现化学教学的学生培养目标而服务。
一.初中化学实验教学的作用
⒈可以培养学生的学习兴趣
初中学生正处在一个对新鲜事物充满好奇且容易接受的年龄阶段,他们学习的目的主要是出于自己的兴趣爱好和满足好奇心的需要。化学实验中发生的各种现象可以充分展示化学的魅力,勾起学生的好奇心,激发他们的学习兴趣。
⒉可以帮助对化学概念和化学原理的理解
初中学生的知识面还比较狭窄,在学习过程中会对有些东西不知所云、毫无头绪,不利于学生分析及解决问题。通过化学实验可以帮助学生把抽象的知识转化为直观的认识,加强对化学概念和化学原理的理解。
⒊可以使学生养成科学的学习习惯
化学实验具有规范性,需要首先掌握其规范才可以进行基本的操作,在规范的操作过程中学生会逐渐养成科学规范的学习习惯。良好的学习习惯不仅仅是对化学,对其他任何一门学科来讲都是非常重要且必要的。
二.初中化学实验教学中存在的问题
⒈教师和实验室不足,使得实验不能按照课程的设计展开,特别是在广大农村地区情况更加严重。
⒉由于教学任务重、时间紧,并且考试的次数多,教师的教学工作显得相当被动,使得实验教学时间安排不够。
⒊实验教学的气氛不浓,在教学过程中多数教师侧重培养学生的解题能力,对化学实验的重视不足,学生的实验探究能力薄弱,导致在实际的化学实验操作过程中出现一系列的问题。
⒋不注重培养学生的观察能力,使得学生在分析研究实验现象、概括总结实验结论时比较片面,更甚至出现错误。
⒌不注重培养学生的表达能力,使学生在实验时不能清晰明确地表达出实验现象和实验过程,不能强化对化学概念和原理的理解。
⒍教材和辅导材料的题目中,探索性的实验题目比较少,往往是给出标准的答案,制约了学生的发散思维和创新能力。
三.初中化学实验教学方法的改进措施
⒈更新实验教学的观念
新课程培养目标是要培养学生的实践能力、科学人文素养和环境意识、创新精神等,使学生拥有满足终身学习的基本技能和基本方法。这就需要教师改变传统实验教学中实验依附于理论的教学模式,培养学生的自主性和独立性,把促进学生的发展列为首要任务,积极引导学生参与科学探究。
⒉把验证性实验变为探索性实验
现在的教材中大多是一些验证性实验,在未来的教学中要尽力改变这种传统教学模式,多进行探索性实验,让学生主动探索、操作,并得出结论。例如让学生思考氢气常用锌与稀硫酸或稀盐酸来制取,为什么不使用铁、铜、铝、镁等金属材料和浓硫酸、浓盐酸来做原料呢?然后让学生进行实验探究。
⒊把封闭式实验变为开放性实验
人类对化学的认识具有阶段性,对一些问题没有完善的答案。所以要求教师在教学的过程中不要把问题讲的太绝对,要采用开放性实验,给学生一定的想象空间,激发学生的探索精神,从而得到相对比较满意的答案。让学生依靠自己的力量真正了解到化学的真谛,促使学生对化学世界不断进行研究和摸索。
⒋改进实验的装置和方法
传统教学模式,不仅使学生缺乏创新意识,还使得教师懒于创造。在未来的教学过程中,教师要不断改进创新实验装置和实验方法,激发学生探求知识的兴趣,在潜移默化中培养学生的创新精神饿发散性思维。
⒌开展课外实验活动
化学课外活动作为化学课堂教学的补充和延伸,对于培养学生的积极探索和用于超越精神具有重要意义。因此,教师在化学教学活动中要克服困难,努力创造条件组织学生积极开展课外化学实验活动和家庭小实验,使学生在自己的动手实践下发现身边存在的化学现象,带动他们的积极性和学习的热情,。
总结:科学容不得半点马虎,需要尊重客观规律。化学作为科学的一个重要组成部分,对科学的健康发展起着至观重要的作用。而实验是探索化学奥秘的关键,在教学活动中占据着不可或缺的地位,因此,在化学实验教学中教师要摒弃一些不合理的传统教学方法,不断进行创新,摸索出一套新的、可行的教学模式,使学生和自身共同受益。
参考文献:
⑴冯乔刚.《初中化学课堂实验研究的教学方法》[J].新课程(教师).2010⑺
⑵吴淑蕊.《浅谈初中化学课堂的探究性实验教学》[J].快乐阅读.2011⒅
化学的实验方法范文2
关键词:化学实验;教学情景;方法
化学实验教学的目标即培养学生的科学素养,使其实验技能、观察分析与解决问题的能力及创新能力等各方面不断提高。若要很好地实现这一目标,创设合适恰当的教学情景对其有着重要意义。“景”是指外界的景物,“情”指由外界的景物所激起的感情。情景是指能够激起人们情感的外界环境。化学实验教学情景就是指在化学实验教学中能够激发学生的学习情绪与求知欲望,激起他们的实验探究热情的各种景物。实验教学情景的创设能够促进学生发挥主动性,使其自觉地参与课堂教学活动,有效地实现化学实验教学目标。在化学实验教学中,创设适宜的教学情景,让化学实验的教学更加生动活泼,更充分地体现教师的主导性与学生的主体性。
一、化学实验教学情景创设的理论指导
《义务教育化学课程标准》要求,教师要注意从学生已有经验出发,让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性;教师可在教学中利用各种素材来创设学习情景,充分调动学生学习的自觉性,帮助学生理解学习内容,体验化学与技术、社会的紧密联系;创设学习情景可以增强学习的针对性,有利于发挥情感在教学中的作用,激发学生的兴趣,使教与学的效果达到最佳。
1.建构主义为化学实验教学情景的创设提供了理论指导
建构主义认为不应单纯地把知识看成是外部世界的真实复制,而应看成是个人的建构,强调学习者在建构自己的知识过程中的能动作用。
建构主义学习观强调教学应设计真实、具有挑战性的学习环境,诱发并驱动学习者的探索、思考与问题解决的活动。知识是具有情景性的,是在情景中通过活动而产生的,只有在真实世界情景中的学习才能更有效地被再应用。当一个指定的实验情景已经完全的适应,即外界情景已熟悉,它就不再产生应有的兴趣。或当外界情景与一个人的知识结构不产生关联,同样是不会产生兴趣的。而当外界情景与现有认知结构之间有着中等程度不符合时,此时产生的兴趣最大。化学实验教学情景,正是这种感性输入和现有认知结构之间具有某种程度的不符合的情景。
2.脑科学研究成果为化学实验教学情景的创设带来了新的启发
大脑如何处理、解释和存储信息成为科学界关注的焦点,而其研究成果被逐渐运用于教育理念中。合理结合脑科学原理,能正确有效地进行教育实践活动并促进教育的发展。
脑中实际上有一遇到从未有的刺激就兴奋的细胞,对于非常熟悉的刺激或者从未遇见的新刺激极其敏感。由此可以看出,教育的根本或许是好奇心,是对新奇事物产生的敏感反应。脑科学研究表明,情感在人类学习中起着不可低估的作用,情感与认识并不是对立的两个过程,都是脑神经整体功能的体现。而教学情景的创设,正是具备生动、直观而又富于启迪性的特征,能充分激起学生的兴趣,为学生学习相关的知识提供良好的条件。
脑科学研究还表明,人的大脑功能左右两半球既有分工又有合作。大脑左半球掌管逻辑、理性和分析的思维,包括言语。右半球负责直觉、创造力,包括情感。传统的知识学习和联系主要是大脑左半球的活动,而在实际情景中的学习,往往是先进行感受,或者边体验边促进内部语言活动。感受、体验时,大脑右半球兴奋,接受、表达时,大脑左半球兴奋。这样大脑两半球交替兴奋或同时兴奋协同工作,极大地挖掘了大脑的潜能,证明了真实情景中的学习比传统学习效果更好。因此,结合教材与生产生活实际设计真实、生动的教学情景,为学生的主动探究、自主学习提供了良好的外部环景,是实现教学目标的重要途径。
二、创设化学实验教学情景的方法
化学实验教学的目的是提高学生的科学素质,促进学生全面、主动地发展。因此,化学实验教学情景的创设,是为实现化学实验教学目标服务的,并围绕这一目标来展开。
1.根据教学内容创设情景
化学实验教学要求学生达到的目标是知识与技能的获得、实验过程与方法的体验,以及在实验过程中对情感、态度、价值观的培养。三重目标缺一不可,在教学内容的安排中均有所体现,因此,化学实验教学情景创设也应围绕实验教学目标和内容来进行。对于实验现象和事实的内容,可以采取有关自然景观或日常生活的情景,如酸雨、烟雾对人和动物的影响,温室效应带来的后果,氢气爆炸条件控制等;对于化学实验药品、仪器和操作的知识,可以采用有关化学物质及其变化的情景,如铁生锈的条件设计;分离或鉴别物质的装置、仪器选择,酸碱指示剂的滴定限度等。对于情感态度的培养内容,可以采用有关社会问题的情景,如土壤性质检测、空气颗粒污染物的分析以及鱼塘水的指数测定,或有关科技成就的情景,如新型防污染汽车尾气罩等。
2.问题情景的创设
精心设计具有启发性和一定梯度的问题,使学生“跳一跳,摘到桃”,从而使思维处于兴奋状态,有利于培养并逐步提高学生的思维能力。如,在“强电解质和弱电解质”的教学中,在做了“几种溶液的导电性”演示实验后,若向学生提问:强电解质与弱电解质有何区别?对于这个问题,学生难以准确回答,可以改为:
(1)电解质的导电与哪些因素有关?
(2)在相同条件下,强、弱电解质的导电能力有何不同?
(3)强、弱电解质在电离程度上有何不同?
(4)强、弱电解质在溶液中以怎样的形式存在?
(5)强、弱电解质的电离方程式有何不同?
(6)强、弱电解质在结构上有何区别?
通过上面由表及里、由浅入深、由一般到普遍的几个问题的提出,活跃了课堂氛围,激发了学生的思维,也容易使学生体验到探索的乐趣和成就感,使学生逐渐克服了化学难学的心理障碍。
3.具体实验情景的创设
将贴近生产、生活实际的化学课程理念落实到具体的化学实验教学中,就要创设真实的教学情景,使学生在真实的情景中学习化学知识,解决实际情景中的化学问题,提高分析问题、解决问题的能力。
例如,在做完“氨的喷泉实验”后,教师提出问题并组织讨论:氨的主要物理性质有哪些?形成喷泉的原因是什么?经过讨论很快就得出结论:圆底烧瓶内外产生了压强差。然后,教师再组织学生讨论:圆底烧瓶内外怎样产生了压强差呢?有的学生会说:氨气被水迅速吸收,再问:在圆底烧瓶中收集满氯化氢、二氧化碳气体能否形成喷泉?学生经过讨论,有的学生说:氯化氢能形成喷泉,二氧化碳形成喷泉不明显或说不能。接着教师追问:二氧化碳气体要形成明显喷泉,需要在水中加什么物质?学生会很快回答:在水中加氢氧化钠等。归纳总结:现在,你能否总结出形成喷泉的条件呢?在此基础上,教师要求学生设计一套能够形成喷泉的装置并指出所用试剂。此时,学生会积极踊跃,大胆联想,努力创新,设计出多种原理正确且新颖的方案。
通过真实的实验情景,结合逐渐深化的问题进行实验探究活动,可以使学生更好地理解所学知识,并从中体验化学与生活的密切联系,培养学习兴趣,提高能力。
三、实验探究情景的创设
化学新课程将“科学探究”作为改革突破口,并大力倡导开展实验探究活动,以培养学生的实验探究能力。要落实好这一化学实验教学目标,首要的环节就是创设实验探究情景。
建构主义强调“学习者个体自主建构知识”,他们在自身兴趣的驱动下完成“同化”与“顺应”的过程。因此,情景的创设需要充分考虑趣味性,考虑学生对其关注的程度。只有学生充满好奇,迫切地需要用实验来寻求答案,而非被动接受操作过程时,他们才能真正获得知识,提高技能,并能产生创新思维的火花。
化学实验最能引起学生的兴趣,具体表现为:情感兴趣、操作兴趣、探索和创新兴趣,四种兴趣的水平是逐级升高的。教学中,在关注学生情感兴趣和操作兴趣的同时,更重要的是通过化学实验激活思维,培养学生的探索兴趣和创新兴趣,使学生在兴趣中学习,在兴趣中提高。
例如,在“硫酸”的教学中,获知铁在常温下能在浓硫酸中形成致密的氧化物保护膜。此处,提出问题:怎样设计实验,证明铁的表面形成了氧化膜?然后启发、引导、分析:铁能与硫酸铜发生置换反应;如果铁表面形成致密的氧化膜,则放入硫酸铜溶液中不会置换出铜,学生设计并做对比实验:甲、乙两块铁片,用稀盐酸洗干净后(为什么要洗?),用滤纸拭干,甲直接放入硫酸铜溶液中,乙先放入浓硫酸中,稍候取出置于硫酸铜溶液中,则可看出不同的现象。然后将铁片乙用小刀划几条痕迹再插入硫酸铜溶液中,两分钟后取出再观察,现象会更明显,从而达到探究验证的目的。也可启发学生从原电池的角度去考虑,得出另外的实验方案:Fe―Cu―FeCl3原电池,钝化的Fe―Cu―FeCl3的原电池比较两者电流指针的偏转方向。
通过实验情景创设,学生思维活跃,对于问题敢于探究、推理、联想和讨论,使学生养成动手实验,善于动脑、勤于思考的良好习惯。
四、运用多种形式和手段,创设生动活泼的化学实验教学情景
化学实验教学情景的创设形式有:化学实验、化学问题、化学故事、科学史实、新闻报道、图片、模型、影像资料等。所以,情景的创设手段也有投影仪、录像机、多媒体等多种现代技术手段。这些手段的运用,可以使化学实验教学情景集色彩、图像、声音、动感等于一体,从而提高学生对化学实验的兴趣,以达到实验教学之目的。
化学实验教学情景的创设在教学中有助于反映新旧知识的联系,有利于学生对知识进行重组与改造,促进学生进行思维联想。另外,创设良好的教学情景有助于学生产生积极的情感,激发求知欲望,使学生主动获取知识,培养能力。总之,依据学习者以及教学内容进行不同的化学实验教学情景创设,将会更有效地达成化学实验教学的新目标。
参考文献:
[1]裴新宁.化学实验的情景教学观[J].中学教学参考,2001(5).
化学的实验方法范文3
【关键词】高中化学 实验教学 培养问题意识
在高中化学实验教学中展开学生积极主动提问的教学方式,可以提高学生学习的效率,并且能培养学生的思考能力和创新精神。高中的课程是比较多的,这个阶段的学生学习任务重,学习压力大,如果以枯燥的教学方式进行教学活动,就提不起学生的学习兴趣,在无形中就又给学生增加了压力。
一、培养学生的兴趣,用兴趣进行引导
在高中的化学教学中,对学生的问题意识进行培养是提高学生对于化学学习兴趣的重要途径,也是提高学生科学素养的重要途径之一。无论什么时候培养起学生的兴趣都是提高学生成绩最快的途径,因为兴趣是最好的老师。那怎样才能激发学生的兴趣呢,这个问题就需要我们共同去探讨了,学生只有在学习的过程中善于发现问题,积极研究问题,这样才能激发自己的学习兴趣,才能在以后的学习中获益。良好学习习惯的培养不仅仅是利于学生化学成绩上的提高,也能对学生以后的学习产生好的影响。在化学的学习中,化学实验应该是化学学习的基础,加强化学实验的情境性是可以加深学生对于所学知识的理解的。化学实验活动可以提高学生的沟通交流能力,以及团结意识,有利于提高学生的科学素养,激发学生对于化学学习的兴趣。创设形象活泼的实验情境可以帮助学生理解和掌握化学知识以及技能的,并且可以激发学生的创新思维,培养起学生对于科学的崇尚感,对于自然的热爱感。就像在氢氧化铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应实验中,可以带领学生去车间进行参观一下,针对所学知识让学生自己先思考企业一道工序中为什么要这样或那样进行工作,让学生把不懂的问题找出来。学生之间就会形成讨论,就会提出很多各式各样的问题。老师再找出要教授的问题,然后就可以做相应的演示的实验并且让学生也动手,让学生把自己假设成工作人员,参与到实验当中去。这样做的目的一是可以让我们的学生在记下观察实验现象的同时,感受氢氧化钠的两性,这样他们在以后自己遇到相关的检测实验的时候就会能够自己掌握检测实验的过程,不仅仅知道了怎样去进行实验工作,也会理解为什么要这样做,明白了这样做在实际生活中的意义。创立生活的情境以此来激发学生对于化学学习的欲望,其实化学是一个和我们的生活息息相关的科目,它对于科技的进步,人们生活质量的提高都是有着重要的作用的。现在的世界环境恶化程度越来越严重,对于环境的保护方面受到了很多人的关注,我们可以在教学中用环境恶化的问题作为背景,调动学们的积极性。先让学生自己找环境问题,找出自己所关心的,但是不明白的问题,学生就会积极主动的去寻找生活中的化学知识问题。
二、创设问题情境,激发高中学生在化学试验中的探究思维
要想在化学试验中培养起学生的问题意识,那前提应该就是得有问题,并且这些问题最好是由学生自己提出的,但是实际的教学中受到各种因素的影响可能学生提不出那么多问题,这就需要老师的引导,以日常的生活为背景提出化学问题,并且问题与之前学生自己的认识相冲突,就可以一下子激起学生的兴趣。其实在化学知识的学习上,知识之间的联系性是非常大的,尤其是高中知识,因为高中的课程虽然是一年上一册的传统教学方式,但是到最后高考的时候是对学生综合能力的考察,所以加强学生知识之间的联系性是非常有必要的。所以在教学中就可以用旧知识导出新问题,例如在学习《盐类的水解》这一节时,就可以问:我们都知道酸的溶液是酸性的,相对应的碱的溶液是呈碱性,那么同学们你们说盐溶液的呈什么性呢?再接着,举出相应的例子作为引导,学生可能有的会说:“显中性”,别的学生说“有的是酸性,也有的是碱性,比如Na2CO3溶液”。学生的答案就一个接着一个就来了,随之学生的问题也就出来了。学生之间你一言,我一语,形成了非常活跃的高中化学实验课堂,与此同时学生会变得非常的兴奋,因为与较为死板的教学相比,学生更喜欢活跃的课堂。化学实验本身就有探究性的,这种实验活动可以充分的调动学生的积极性,比如在浓硫酸和蔗糖脱水试验中,让学生对可能会产生的产物进行猜测,并且说出自己猜想的依据。然后再设计实验方案进行验证,在实验的操作中让一部分学生自己动手,另一部分学生在一旁观察操作者的操作方法是否正确。最后得出结论,并且分析整堂课中出现的问题,老师再予以解决。这样做既可以培养学生分析、解决问题的能力和创新能力,又可以使学生乐在探究中。
总结
在高中化学实验教学中,我们应该充分的激发学生的自主学习意识,这样才能提高学习效率,如果只是教师在课堂上讲,或是在试验中老师演示完毕之后,学生再简单的进行模仿,对于学生来讲是非常的枯燥的,也就不能使学生对所学知识做到深刻的理解。应该注重培养学生的问题意识,首先让学生疑惑,产生问题,他们自己就会思考问题,想办法解决问题,这样就激起了学生的积极性,对于化学的学习兴趣也提高了。
【参考文献】
[1]田迪英. 改革分析化学实验教学的尝试[J]. 化学教育,2010(05).
化学的实验方法范文4
并对此进行了粗浅探讨。
关键词:高中化学;实验教学;过程与方法;重要性;探讨
一、化学实验教学注重过程与方法的意义
传统的实验教学模式,普遍是采取教师讲实验,学生记实验的“空对空”的办法来应对。这种教法的缺陷是不注重化学实验教学过程与方法指导,使学生丧失主动参与、合作与交流的机会,不能培养学生收集和处理信息的能力,获取新知识能力、分析问题和解决问题的能力以及交流与合作的能力,违背了新课程理念。新课程改革要求改变课程过于注重知识传授的倾向性,强调形成积极的学习态度,学生在主动学习中获得基础知识和基本技能,体验学会学习和形成正确价值观的过程。改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于研究、勤于动手。不仅如此,新一轮课程改革还突出了过程与方法的重要性。化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验在化学教学中不仅仅是一种给学生传授知识的直观手段,更以其生动的魅力和丰富的内容吸引学生主动参与,注重实验的过程与方法的探究,学生在学习化学实验这一过程中实现主体体验,达到培养学生的创新能力和实践能力的目的。
二、高中化学实验教学中如何注重过程与方法教学
1、精心设计化学演示实验
化学课的演示实验都是具有相当的基础性、目的性、典型性、指导性的意义。它是中学生学习化学的先导,学生喜欢化学这门学科往往是受丰富多彩的演示实验的诱导。由于对化学实验的好奇心和兴趣,学生心理上产生了一种去探索化学世界的强烈欲望和创新意识。所以,在演示实验中要充分发挥教师的主导作用,要在熟悉教材和实验内容的基础上组织好演示实验,一定要求学生明确实验目的、所需药品、操作步骤,并认真观察和记录现象,并经缜密思考,得出结论。教师必须用熟练的实验操作技能,严肃认真的科学态度去感化、影响学生。尤其要告诫学生不遵守实验规程会带来什么样的后果,必要时可结合实验的正反实例对学生进行教育和示范,使之形成一丝不苟的精神和严肃认真的实验态度。同时,在演示实验中,充分调动学生认识问题的主动性和积极性,抓住学生对实验的深厚兴趣,不失时机的进行各个环节的启发,创设实验情境,诱发学生的好奇心,用不同的视角去观察、去思考、去发现、去总结。如探究Na与H2 0反应的演示实验,首先教师从原子绒构分析金属钠具有强还原性,能够与水发生剧烈反应放出大量的热、引导学生分析反应中可能出现的现象(钠的密度比水小、熔点小于100℃、反应放出大量的热),反应物钠和水的量取多少比较恰当(反应不能太剧烈,钠不宜取得太多),产生的气体应该怎样收集、检验(指导其基本思路:要收集生成的气体,应想办法减慢反应速度,要固定钠单质,不向各方向游动),反应在什么仪器中进行比较好(如果反应容器太小,反应放出的大量的热易引起仪器炸裂),如果实验室没有教材中要求的仪器可否用其他仪器或生活用品代替。要求学生设计实验方案,让学生上讲台按自己设计的实验方案,亲自动手演示,台下的学生仔细观察,抽多名学生总结归纳观察到的实验现象,分析每一条实验现象与钠单质的物理、化学性质间的联系,并讨论实验方案。这样的实验教学,学生必定对所学内容印象深刻,历久不忘,素质自然得以提高。
2、激励学生参与化学实验设计
化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程,对学生思维能力的要求层次较高,因而我们要充分的激励学生敢于冲破旧的条条框框,应积极引导学生多方位、多角度、多途径去思考问题,从引导学生对思维发散过程中所获取的各种信息进行分析、评价,集中主攻方向,从中找到最佳的设计方案,再通过实验去验证,并形成科学的概念或规律,如果碰到问题及时分析、及时更正,充分发挥实验的认识功能,启迪学生的思维,让学生掌握科学的实验设计方法。例如:实验室用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气,并用氯气与氢氧化钙反应制少量的漂白粉。要求学生设计一套符合科学性、安全性、可行性、简约性原则的实验装置。提示学生本实验过程与方法的设计应分4个部分思考:(1)氯气发生装置应该考虑反应物的状态、反应条件、氯气的性质,选择好实验制气装置类型(固一液加热装置)。(2)制备漂白粉装置应设计降温装置,防止副反应的发生。(3)尾气处理应考虑氯气是有毒的酸性气体,选择合适的吸收剂。(4)反应原理:根据氧化还原反应原理分析,氧化剂可用什么代替,盐酸可以用什么代替。通过学生自己思考设计实验过程与方法,不但巩固强化了学生的基础知识,而且还要求学生自己去阅读和查找一些实验用的相关资料,自己动手找一些代用药品和仪器,并自己设计组装。这些过程使学生既动了脑,又动了手,开阔了学生的视野,同时又培养了学生的创新能力。
化学的实验方法范文5
关键词 方向;兴趣;简约化实验;多媒体辅助教学
中图分类号 G633.8 文献标识码 B 文章编号 1005―9646(2009)01―0115―02
我从教二十多年,积累了一些经验,结合远教资源,对课堂实验教学、实验前瞻性探究,结合《化学反应的实质与质量关系的探究》课件的制作,产生了不少对化学实验发展方向研究的想法。
1 中学化学实验的简约化方向研究
什么叫简约化实验?先看一个例子。如在进行氢气还原氧化铜实验时,有许多与本实验原理无关的操作要求都必须进行,如要有一个氢气发生装置来临时制取所需要的氢气,实验时要对氢气验纯,实验中所使用的酒精灯还要“迟到早退”等。这里能否制一个一次性封闭的安瓿瓶,事先装入黑色的氧化铜和充入氢气,实验时直接拿来用。这就是一个实验简约化的例子。大家不妨分析分析它到底有多少优点:①围绕实验主题,有利于学生掌握实验原理;②实验现象清晰,学生观察结果方便;③可以减轻学生的思想负担及学习负担;④减少药品损耗,对一些有污染物排放的实验可以减少污染;⑤实验器具、实验药品可以回收利用,重新加工。看来,中学化学实验简约化的确有许多好处。那么,中学化学实验的简约化方向何在?如何把握中学化学实验的简约化方向的度,在进行中学化学实验简约化研究中注意一些什么问题呢?
1.1学化学实验简约化的方向研究。中学化学实验的作用不外乎有三个:一是获得或验证一些物质的属性,获得或验证一些规律的内涵,为化学学习和科学实验的一般方法提供直接的经验,从而培养学生实事求是的作风和唯物主义的观点。二是培养学生从事科学实验的一般方法和基本技能。三是培养学生科学的探索精神。
这里谈谈我们的几个观点,供大家研究时参考:
(1)我们现在进行的中学化学实验管理模式,仍是用手工作坊式的管理格式,用他来管理具有现代水平的化学实验室,这本身就不正常。现在我们的实验室按规定都要配有相当数量的化学实验员,在实验前要进行大量的实验准备,实验后还要进行繁重的劳动对实验室清理,大家可以算一笔帐,全国有多少所中学,多少个实验室,配有多少个实验管理员,初高中课本中有多少个规定的要进行的学生实验。很简单一笔帐就可以让大家大吃一惊,化学教师,我们的同学确实有必要从实验准备与实验后处理繁重的劳动中解放出来。作为社会分工,让一些人专门从事实验研究,简约化实验成品开发,让学生很方便地使用是一种必要。
(2)科学实验与中学化学教学实验不是一个概念。我们对中学生进行知识传授的过程,需要进行一些实验来巩固教学成果,提高学生学习兴趣,因此,教学实验并不是科学实验。简约化实验并不是进行也不适合进行科学研究,它的作用只是展示物质的性质,增强学生的学习兴趣,这与教学实验不谋而台。
(3)学习就要有兴趣,任何一个科学家都是从兴趣开始走上科学研究道路的,从兴趣到情趣,最后到志趣,学生每次都要冒着危险,提心掉胆地进行着一些操作繁琐、成功率低下的化学实验,兴趣何有?兴趣是科学探索的萌芽,摧毁了萌芽,哪来春天的青翠?
(4)中学化学实验开出率为什么那么低?重要的原因有两个:一是现在的某些中学化学实验既难又繁,二是按所谓“规范”操作的常规实验,其药品及器具缺乏。稍有怠惰的教师面对繁难就会放弃实验,条件差的学校又因药品及器具的缺乏而开不出一些要求特别高的实验。简约化实验却很好地解决了这些问题,既满足了有些教师热衷的实验改进,又可以保证实验的开出率。
1.2学化学实验简约化的关键研究。实验简约化的关键在哪里?这是很值得研究的一个问题。简约化实验的实施是个系统工程,它涉及观念、管理和社会生产力水平诸方面。简约化实验研究的关键在:①实验物质基础的改变,必然会引起实验念的改变。人们必须改变哪些观念;②中学化学实验不可能都推行简约化,哪些实验可以进行简约化?③实验简约化必然涉及工业大生产问题,如何进行工厂化生产,如何开发功能确切、安全可靠、价格低廉、可以回收、没有公害的产品?④简约化实验在进行物质性质验证方面其意义是显然已见的,如何充分发挥在探索性实验方面的作用。
2 中学化学实验的改进与创新研究
所谓中学化学实验的改进研究,是指为了提高现行中学化学课本中所规定的学生实验、演示实验、家庭小实验可操作性,可观察性,使其在化学教育教学中的服务功能更强,作用更大,效果更好,对其中的有些实验进行改进。改进形式有多种,主要有:①对实验器具选择及使用进行改进,使得实验操作更方便,方法更简单;②对实验所用药品及用量进行改进,使得实验效果更明显,实验的安全性更好,实验可视性更明晰;③对实验的操作程序及步骤进行改进,使实验过程更加简捷,实验步骤更加合理;④对实验进行综合改进,包括对实验原理、实验器具、实验药品、实验过程等进行全面的改进;中学化学课本中的三类实验都是经过千锤百炼、教育教学专家反复论证后选择入编化学课本的,很具有权威性,因此,要进行中学化学实验改进的难度是很大的,非要付出很多的时间与精力不可,但只要在化学教育教学中全身心的投入进去,多思多想,一定能取得巨大的成功。
为了帮助大家进行实验改进的研究时避免走弯路,早出成果,快出成果,这里提几点建议:
2.1验改进必须不能脱离中学化学教学实际,无论是实验原理、实验器具、实验药品及实验程序的改进,还是补充新的验证性实验或概念形成性实验、探索性实验,都不能离开中学生知识接受力、中学化学课本这个实际,都要围绕原实验的作用与意图,围绕增强服务于化学教学这个宗旨,否则,实验改进很容易步入误区,甚至会对教学产生副作用。
2.2验改进要遵循以下原则:①增强实验的安全性,这是一项容易有所突破的实验研究,中学化学实验中不乏少数有安全隐患,这些实验对服务于教学必不可少,但对学生来说有恐惧感,容易损害学生学习化学的兴趣,这一类实验必须加以改进;②增强实验的可视性,有些实验的效果不明显,特别是某些演示实验,由于观察角度、教室或实验室光线、距离讲台的不同,实验效果有显著不同,同样这些实验也必不可少,这就存在一个增强实验的可视性问题,如将演示实验改成边讲边实验,或将通过现代教学技术放大实验效果或模拟动画等;③减少药品用量或污染,从节约实验用品或减少实验产生的废物污染,在不影响实验效果的前提下进行改进,如进行有明显颜色变化的实验时,可以在投影仪上将实验过程与结果放大;④提高实验的趣味性,目前,学生对中学化学课本中的实验兴趣是学生的好奇引起的,并不是因为其趣味性,提高实验的趣味性是当前实验改进的一大主流,我们现在的初中化学课本及高一化学试验修订本课本都引入了趣味性实验,效果很好,但趣味性应该更强的初中化学实验却趣味性还不够,大量的实验需要改进,大家可以在这方面做一些文章。
2.3验改进的成果不仅要运用于教学,为教学服务,早见效益,还要及早发表,实现自身的研究价值。
结合以上化学实验发展方向研究,实验改进要遵循以下原则,以及实验简约化的方向研究。我觉得:化学演示实验课件的制作与使用应成为教学发展的一个方向。
化学的实验方法范文6
关键词:化学实验室 空气湿度 防潮
“湿度”是表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下,一定体积的空气里含有的水汽越少,湿度越小,则空气越干燥;水汽越多,湿度越大,则空气越潮湿。空气湿度常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度等来表示[1],其中相对湿度应用最广。空气湿度的高低,平时并不引人注意,但因空气湿度过大所造成的损害却随处可见。据有关资料统计记载,每年因潮湿真菌和氧化腐蚀造成的损失约为世界各国总产值的3%~4%。
化学实验室是高校教学科研的重要基地,易燃、易爆、腐蚀性、剧毒性等危险化学试剂较多,贵重、精密仪器也较多,实验室的最佳空气湿度,推荐值为40% RH~60% RH。由于地域的区别以及实验室建造条件的不同,有些实验室长期处在比较潮湿的环境中,空气湿度会影响仪器的寿命及稳定性,以及化学试剂的形态和性能等,并导致实验台和耗材的霉变,甚至会造成安全事故的发生。例如2012年3月17日,华南某大学生物催化实验室发生爆炸并引发火灾,初步判断事故原因是天气潮湿影响了实验室仪器的正常运转。因此,控制化学实验室湿度是十分重要和必要的。
1 高湿度对实验室物品的影响
1.1 高湿度对仪器的影响
当空气中湿度较高时,水蒸气会在绝缘体或是导体表面形成水膜,表面的离子析出溶入水膜,发生离子迁徙现象,当离子迁徙时,绝缘体绝缘性降低,电容器容量减少,晶体氧化,导体间造成短路故障,烧毁元件,使仪器无法正常使用,严重的时候易造成设备起火或触电事故[2]。
空气中的水分、氧气导致金属产生氧化还原反应,反应的结果是金属因氧化产生变化,酥松、起层、粉化,使金属失去应有的性状。科学研究证明,使金属氧化而腐蚀的空气相对湿度临界值为:钢70%,铜60%,铁63%[3]。将金属放于该临界值以上的湿度环境中,氧化腐蚀速度随相对湿度的增加而加速。例如pH计机身与电极接口部位是铜制成的,湿度过高会加速绿色铜锈的生成,降低了pH计的灵敏度,减少使用寿命,而精密仪器如光谱仪、电子天平等,即使造成最轻微的氧化,也会使灵敏度降低,导致工作性能下降甚至报废,造成资源的浪费。
1.2 高湿度对化学试剂的影响
高湿度会使很多化学试剂的形态和性质发生改变。有些化学试剂具有潮解性,晶体自发吸收空气中水分子,在固体表面形成饱和溶液,氢氧化钠在高湿度空气中潮解,潮解的同时吸收空气中二氧化碳生成碳酸钠,无水氯化钙潮解后变成六水合氯化钙。高湿度还会促使某些试剂分解,如过硫酸铵,受潮分解放出氧气[4];另外,金属钠、钾、钙及镁粉、锌粉等,遇水反应生成氢气,并放出大量的热;酯和卤代烃氯乙酸乙酷、二氯甲烷、四氯化碳等,遇潮湿空气水解生成有毒烟雾或有毒气体[5]。潮解的进行与空气中相对湿度有直接关系,相对湿度越高,潮解速度越快。
1.3 高湿度对实验室其他物品的影响
空气相对湿度大于60%真菌即可生长,真菌主要通过孢子来传播,孢子是肉眼不可见的微粒,体积小,重量轻,随空气四处流动。当流动的孢子遇到合适的生长环境,就会迅速生长繁殖,通过对物品的分解造成对物品的破坏[6]。可被真菌分解的物品有:纤维材料(木材、纸张、棉麻),如实验室中的实验台、滤纸、试剂标签、抹布等;天然橡胶、油脂等天然物质,如实验室中乳胶管、胶管及胶塞等;塑料制品(聚氯乙烯、聚氨酯类树脂、环氧树脂、丙烯树脂),如实验室中的担体、塑料试剂瓶、搅拌棒等;动植物制皮(丝绸、毛、皮革);乳胶涂料及黏结剂、氯丁橡胶等合成物质。这些耗材极易受真菌的危害而无法使用。
2 应对方法
降低化学实验室的空气湿度,首先要尽量减少室内水汽的堆积,进行用水的操作时,选择靠近门、窗及抽气机的水源,以便水汽随时挥发出去。另外必须从整体出发、兼顾细节,既要让室内整体空间变干爽,也要加强贵重仪器及化学试剂存放点的防潮,这样才能达到标、本兼治的目的[7]。
2.1 实验室室内整体空间防潮
2.1.1 间歇通风法
当室外湿度大的时候,把上风方向的门窗关闭,只开启下风方向的门窗,以减少水汽进入室内。当天气转晴朗时,打开所有门窗通风,促进水分蒸发。但中午外面的空气湿度处于最高值,不宜开窗,应在下午或傍晚,气候相对干燥时开窗调节室内空气[8]。
2.1.2 干燥剂吸湿法
常用的干燥剂有氧化钙,氯化钙,五氧化二磷,硅胶等。1 kg氧化钙能吸附空气中大约0.3 kg水分。阴雨天可用布料多装些放于室内,使室内空气保持干燥。使用时应经常观察干燥剂形态,当干燥剂形态改变时,即已失去吸湿作用,例如氧化钙变成粉末状,说明已成氢氧化钙,应及时更换,以达到持续除湿的目的。
2.1.3 利用机器防潮
空调不仅可以用来调节室内温度,而且可以调节室内湿度。 当空调器内蒸发器中的制冷剂蒸发时,需要吸收热量,蒸发器表面温度会降低很多,室内水汽遇冷凝结成水,经出水管排到室外,达到除湿的目的。但空调机的主要作用是制冷,虽可以除湿但其量较小。
除湿机工作时由风扇将潮湿空气抽入机体内,经过蒸发器时空气中的水分被冷凝成水珠流到水箱,变干燥后的空气排出机体外,如此循环来实现除湿[9]。
空调与除湿机除湿效果明显,但投入较高。不过虽然增加了投入,但是节省了仪器的维修费,减少了事故的发生率,收益还是大于支出的。
2.2 实验仪器防潮
精密仪器要放置在通风条件较好的实验室内,经常开机,用机器自身运转产生的热量来驱散水汽,可以降低仪器内部的空气湿度,防止线路板等电子元件受潮。平时在机内放置干燥剂防潮,定期检查,及时更换;例如在精密电子天平内部放置装有变色硅胶的小烧杯,利用硅胶吸附空气中的水分,当发现硅胶变色时取出烘干至蓝色,冷却后放回天平内循环使用。短时间不用的仪器设备,要用布罩罩好,防止潮气、灰尘进入;对涂有油层防护的钢铁零部件要定期涂油保养。如果条件许可,可将需要在干燥环境下储存的器件放入电子防潮箱中,电子防潮箱是新一代除湿平台,微电脑智能化管理,可满足各种精密配件和电子器件储存的严格要求。
2.3 化学试剂防潮
实验室内化学试剂要分门别类存放,固体在上、液体在下,酸试剂、碱试剂,还原剂、氧化剂分开,贴好目录,便于使用。
首先要保持化学试剂的密封性,使化学试剂与外界的潮气尽量隔绝,其次在放置化学试剂的橱柜内放置干燥剂吸收潮气。不同的化学试剂使用不同的干燥剂,如放置酸性试剂的橱柜,使用五氧化二磷等酸性干燥剂;碱性试剂的橱柜,使用氧化钙,碳酸钾等碱性干燥剂;放置盐类试剂的橱柜,可以使用硫酸钙,硅胶等中性干燥剂[10]。不常用的试剂可封蜡保存;对于特别容易潮解的化学试剂,可以存放在干燥器中。应定期检查受潮易发生危险的化学试剂(如三氯氧磷、氰乙酸乙酯、金属钠等)的状态,以及橱内干燥剂状态,发现异常立即处理,及时清除安全隐患。
2.4 实验室内真菌的防治
勤通风,保持空气的畅通,可抑制实验室内真菌的滋生。例如经常把实验台上的橱门打开通风,降低内部空气湿度。在真菌已经发生的情况下,可以用80%酒精清洗被真菌侵染的地方,如果情况比较严重,选择专门除真菌的清除剂,可保证两年不再被真菌侵染。容易被真菌侵染的耗材,如试纸、滤纸等,需保持耗材的密封性,并经常翻动晾晒,以达到不被真菌危害的目的。
3 结束语
高校化学实验室是教学科研的重要场所,在潮气的侵袭下,仪器可能锈蚀;木制实验台可能变形;遇潮湿可燃危险化学品易引发火灾、爆炸事故。因此,如何降低化学实验室空气湿度是需要面对和克服的问题。我们对化学实验室因湿度过高而造成的危害,以及如何应对进行了初步探讨,同时也感受到因受客观环境、资金等诸多因素的限制,对实验室湿度控制还不尽如人意。如何根据现有条件,达到更好的防潮效果,强化实验室工作条件,避免事故发生,是众多实验室工作者需要进一步探讨的问题。
参考文献
[1] 眭晋华,史红梅,眭广瑞.空气湿度及其影响[J].山西科技,2011(3):143-144.
[2] 吉田弘之.电子元器件的故障原因及其对策[M].北京:中国标准出版社,2004.
[3] 李兵.金属的腐蚀与防护[J].金属漫谈,2005(4):42-44.
[4] 夏玉宇.化学实验室手册[M].第二版.北京:化学工业出版社,2008.
[5] 其乐木格,李静.遇水反应危险化学品的事故特点及应急处置对策[J].安全,2006(5):33-36.
[6] 朱兰英.档案霉菌的危害及其防治[J].兰台世界,2004(12):18-19.
[7] 张立志.除湿技术[M].北京:化学工业出版社,2004.
[8] 张会雨.浅论室内除湿[J].河南建材,2011(2):162.