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常见化学实验方法范文1
近几年来,化学实验方案的设计、探究性试题已经成为高考化学实验试题的重点、热点。因此,在日常的教学中,应注重学生在实验设计能力方面的培养。
一、对学生化学实验设计能力的培养应从夯实基础知识和基本技能开始
化学实验设计是根据一定的实验目的和要求,运用已有的化学知识和实验技能来构思设计解决新的问题的途径和方法。在《新课程标准》中对化学教学中知识与技能的培养有如下要求:“获得有关化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成一些化学实验”。化学基本理论是实验基础,所以在日常教学中,教师应重视对学生基础知识和基本技能的训练。
化学基础知识的主体内容主要有以下几个的模块:
a.化学基本概念和基本理论:这些知识是学习化学的入门知识,是与其他化学知识全部相联系的,渗透到各部分知识之中。在进行化学实验设计时也需围绕这些内容展开,根据理论知识进行分析才能使实验设计更加合理。
b.常见元素化合物知识:应使学生熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质,并能通过实验事实了解常见单质、化合物的制备原理和方法。
c.有机化学基础:中学学习的有机物的种类包括烃、卤代烃及醇、酚、醛、酸、酯等。通过对每类物质典型代表物性质的学习,由点及面地去深入推及类似物质的性质。
d.化学实验和计算:这部分应掌握一些基本实验操作,如物质的检验、分离、提纯和溶液配制、酸碱中和滴定等实验技能;初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法。掌握中学化学常规实验手段,熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项。
二、在日常教学和活动中注重对实验设计思维的渗透
化学总是离不开实验。每一个化学实验都包括实验目的、实验原理、实验设计、实验药品、仪器、装置、实验操作及操作规程、实验结果的处理等几个方面的要素。要让学生在平时的实验教学中养成严谨的思维方式和习惯,这样才能为进行实验设计打下良好的基础。在此基础上,在日常化学实验教学中,教师就应有意识的通过对一些常规实验进行不同类型实验方案的设计和实施。来引导学生进行实验方案的设计。比如氯气的制备,课本上利用二氧化锰和浓盐酸加热条件下进行制备,那么,这样的气体发生装置还可以制备哪些气体呢?能否通过改变装置让氯气的制备更简单易行呢?
引导学生进行设计时,可以通过让学生独立思考、小组交流等方式进行讨论、探索、对实验装置、实验步骤等加以改进,逐步在设计中体现出自己的见解。比如设计C与浓H2SO4的反应产物检验的实验时,因有三种产物生成,那么应该选用什么试剂,按什么样的顺序来检验才是最科学的呢?各个小组都拿出自己的方案,首先进行讨论;然后进行对比分析,互相指出问题和不足之处,取长补短;最终拿出最合理的方案进行试验。
在组织学生开展课外活动时,可以引导学生关心自然、社会、科技以及生产、生活中的化学问题,阅读,查找一些实验技巧、趣味实验以及查阅、运用图表、数据等有关资料,并把这些新知识应用到相关的实验设计中,以此来开阔学生的视野,对学生的实验设计有很好的启迪作用。
三、培养学生实验创新思维能力
化学实验设计的核心是思维能力和创造性。化学实验的设计过程就是一个探索、创造的过程,对学生思维能力的要求较高。
学生的创造性思维和学生的动手实践能力是密不可分的,教学中要争取尽量让学生分组实验,在教学中可以让学生利用生活中的材料来尝试应用于化学实验,就地取材,使学生能随时验证自己的新设想。例如进行原电池工作原理的实验,所有材料都可以来自生活,电解质溶液可选择用水果或蔬菜代替,电极材料可以从废旧电池中获得。
在化学实验过程中,对同一种仪器或装置,通过不同的操作或改变其组合方式、先后顺序等进行改进,就可以实现装置功能的拓展。对仪器功能的开发和拓展,实际上也体现了对学生的创新思维与创新能力的开发和培养。比如“万能瓶”,在实验中根据实验原理,可以对其进行多种方式的利用,可以进行气体收集、除杂、干燥、性质验证以及流量流速的测定等。
通过新实验方案的设计,启发学生采用多种思维方式,扩展创新思维视角,获得超越实验本身更广泛的知识。使学生的创造能力得到提高,并激发了学生综合运用化学知识,积极主动思考化学实验的设计过程的积极性,从而拓展化学知识,扩展学生的创新思维视角,培养学生的思维能力和创新能力。
参考文献:
[1]苏教版化学必修一 必修二.
常见化学实验方法范文2
关键词:化学实验;教学;绿色化;微型化
中图分类号:G4
文献标识码:A
文章编号: 16723198(2013)13014101
化学是一门以实践为基础的学科,化学实验是高效化学教学中不可缺少的重要组成部分。化学实验微型化、绿色化是化学实验的一个发展趋势。随着科学技术的不断发展,化学实验仪器精确程度的不断提高,特别是近二三十年来,微型化学、绿色化学的蓬勃发展还与人们的生态环境意识有着密不可分的关系。
1 化学实验的“绿色化”
绿色化学又称环境无公害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)或清洁化学(Clean Chemistry )。化学实验的“绿色化”的内涵就是从源头上防止和控制污染的产生,科学地安排实验内容,改进实验操作,从根本上减少甚至消除化学实验废弃物污染,实现化学实验零排放。具体而言,实验室内常见的废弃物的绿色化处理方法有以下几种:
1.1 加强对有关重金属污染物和有机污染物的处理及再利用
为了减少实验室产生的废弃物对环境带来的破坏和其中有再利用价值成分流失,应加强对有关重金属污染物和有机污染物的处理及再利用,如就银、铬、砷、汞、镉、铅等在废液中的主要存在形式,进行处理方法的改进。以含银废液的处理为例,化学实验室的含银废液主要来自银量分析法和银镜反应,主要以AgCl和Ag(NH3)2+等形式存在。取含银废水在水浴中加热、搅拌,加入HCl溶液使废液呈酸性,再加入沉淀剂NaCl溶液,使溶液中有适量的氯离子存在,保证Ag+完全沉淀,冷却过滤,滤液倒入酸性废液桶中,白色的AgCl沉淀用0.01mol/LHNO3溶液洗涤两次。然后用足量的浓氨水使AgCl溶解、过滤,在滤液中加入过量锌粉还原Ag(NH3)2+,加热搅拌,半小时后过滤,可得到暗灰色粗银粉以除去过量的锌,最后用蒸馏水洗涤、烘干,即可得到纯银块。
1.2 开展微型实验
微型化学实验(下文即将详细说明)使用微小型仪器,尽可能减少中间生成物的转移过程,以减少试剂在器皿上的附着量;尽可能减少试剂用量(一般为常规实验的1/1000-1/10)。微型实验要求的试剂使用量较低,而且能保证教学效果,从而可在根源上减少污染物的产生。
除此之外,在教学过程中还可以通过充分发挥多媒体辅助实验教学的作用,来帮助告别化学污染。例如在化学实验教学中利用多媒体辅助课件(CAI)进行模拟仿真实验,对于某些试剂消耗量大或危险性大,操作不易控制、耗时多或必须使用有毒有害试剂的实验,采用多媒体模拟仿真。
2 化学实验的“微型化”
微型化学实验(Microscale Chem itry Experiment简称MCE )是20世纪80年代在国际上崛起,近年来在国内外迅速发展起来的一种新颖的实验方法和实验技术,与常量实验相比,化学实验的微型化具有显著的经济效益、环保效益和教学效果,代表了化学实验改革。与此同时,化学实验微型化还是绿色化学的组成部分,通过微型化学实验证明,点滴的化学试剂都能发生明显的化学反应,微型化学实验是绿色化学的一项实验方法。是当前减少化学实验废液、废渣,改善实验室空气质量及环境较为理想的实验方法之一。它具有以下突出的优点:(1)可节约实验的仪器费用和药品费用;(2)微型实验仪器小,药品用量少,实验精度增加,它促使学生必须集中精力,规范操作,方能获得预期结果,提高了对学生的要求;(3)微型实验反应物用量少,反应及产品后处理时间也相应减少,又加上仪器装拆简单、操作方便,可缩短实验时间;(4)微型实验处理的药品量少,相应产生的废气、废水和废渣少,可大大减少对环境的污染。
化学实验的“微型化”可以看做是一项实验方法与技术的绿色化,实现化学实验“微型化”的主要措施即改进实验操作。如在定性实验中,常见阳离子与常用试剂的反应,几乎完全可以在点滴板上进行,因为点滴板上有多个小槽并且可同时做多离子对同一试剂的反应或多试剂对同一离子在不同条件下的反应;又如在化学反应速率、反应速率常数及活化能的测定。这个实验中,无论是试剂还是仪器损耗数目远远多于其它实验,既容易产生较大的实验误差和错误发生,又容易混淆量器而导致实验失败,还因未及时处理废液而造成碘单质大量挥发,既损害教师学生的身体健康又污染环境。在保证实验现象明显和结果准确的前提下,我们可以将原实验方案的试剂减至一半,实验仪器由烧杯调整为100mL的具塞三角瓶,用微量加样器替代量筒加取试剂。经过实验证明,这样既节省了仪器破损和试剂的损耗,又操作简捷而且结果准确。
总之,教学工作者在化学实验教学中应注重向学生渗透绿色化、微型化的教育理念。这样一来,既能有效培养学生的环保意识,又能降低实验经费的支出,并可在培养学生分析问题、解决问题的能力的同时,增强其对人类对社会的责任感,对于化学学科的教学工作而言可谓意义重大。
参考文献
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[4]王亮,姜艳,何明阳.化学实验“绿色化”理念的培养及实践探讨[J].广州化工,2012,(18).
常见化学实验方法范文3
王峰(1971),女,江苏沛县人。教授,硕士。主要研究方向为无机化学教学与研究。
\[摘要\]
无机化学实验是化学化工类专业的第一门实验课,承载着培养学生严谨的科学态度、正确规范的操作技能和良好的实验习惯的教学任务,是学生从事专业研究必备的基本素质。传统的无机化学实验大多是验证性实验,繁琐无新意,学生缺乏主动性,而设计性实验是激发学生探究意识和培养学生创新能力的有效途径。实践证明,利用设计性实验以学生为主、教师为辅的教学模式实施开放式实验教学,充分发挥经典无机化学实验的魅力,由学生自行设计实验方案、独立完成实验的全过程,调动了学生的学习兴趣和积极性,培养了严谨的科学态度和良好的职业素养,发掘了学生的创造性思维,为后续课程的学习和今后的工作奠定坚实的基础。
\[关键词\]
无机化学实验;设计性实验;教学方法;模式
\[中图分类号\]G642.0
\[文献标识码\]A\[文章编号\]10054634(2015)03009404
无机化学实验是化学化工类专业开设的第一门实验课程,是沟通中学化学和大学化学知识和学习模式的桥梁,在无机化学实验内容本身的基础上承载着培养学生严谨的科学态度、正确规范的操作技能和良好的实验习惯的教学任务,在整个教学计划中起着承上启下的关键作用\[1,2\]。因此,无机化学实验教学的好坏将直接影响到学生对本专业的兴趣、实验习惯及实验技能的培养,也关系着后续专业实验课的开设效果\[3\]。
1无机化学实验的教学内容和教学模式
无机化学实验的教学内容难度不大,但是知识范围很广,包含基础知识和基本操作技能、基本化学原理、元素化学和无机化合物的制备等等。无机化学实验所开设的实验项目大部分是经典实验和验证性实验,甚至有很多都是在中学老师讲过学生背过的,例如“氢气的制备和铜相对原子质量的测定”、“阿伏伽德罗常数的测定”、“硫酸铜结晶水含量的测定”、各族元素单质及其化合物的性质等等,实验结果都是已知的,每个实验项目的教学时间是3~4个学时,在这样一个很短时间内要求学生掌握实验原理、仪器原理、熟悉仪器的操作使用、实验注意事项并完成实验难度很大,没有办法只好在实验教学过程中教师对实验原理、实验步骤、仪器操作方法等尽量交待清楚,很多学生“照方抓药”完成实验,走个过场,随便写个数据,或者抄抄实验报告,自己思考的很少,其学习主动性无从发挥, 更谈不上想象力和创新思维的实践了,久而久之,还形成了一种不动脑思考,应付差事的坏习惯。
近年来,伴随着中学化学教学改革的逐步开展,大部分高校都已经意识到传统实验教学中存在的诸多问题, 并与中学化学教学一起都在进行着各式改革\[47\],在整个实验教学体系的改革中为了避免实验操作的重复往往把更多的基本操作和基本技能实验调整到了大一,或者删减了一些验证性实验而增加了一些综合性和应用性试验,无机化学实验也随之更名为“普通化学实验”或“基础化学实验”,其结果虽然强化了基础、训练了综合实验能力,但同时过多且集中的实验基础训练容易导致枯燥乏味厌学;验证性实验的减少使学生缺少了第一手第一眼的实验感性认识,从而在跨越到综合应用性实验时缺乏过渡相当于“拔苗助长”,增加了教和学的难度。
因此,学院无机化学实验教学中引入了设计性实验的教学模式。
2设计性实验内容的选择
2.1经典的无机化学实验
经典的无机化学实验包括化学常数测定和简单无机化合物制备,较复杂化合物的制备一般在综合化学实验中开设。虽然大多数学生对经典的无机化学实验内容和结果都比较熟悉,但真正操作却是第一次。因此,笔者选择这一部分实验以设计性实验的形式开设。
2.2元素化学中的验证性实验
元素及其化合物性质实验因为繁琐、枯燥,历史地位屡遭质疑。目前,大多数高校已经对其进行了大幅度压缩甚至摒弃。但是它是无机化学实验的重要组成部分,通过元素化学实验可以获得大量物质变化的第一手的感性知识,加深对课堂上讲授的基本原理和基础知识的理解和掌握,进一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应,这也是无机化学实验的主要学习任务。因此,枣庄学院选择将元素化学实验内容优化整合而不是简单地删减,以小型的设计性试验开设。
整合后的元素化学实验内容不拘泥于课堂教学内容的系统性,而做为三种类型的设计性试验开设。第一种类型做为典型的性质实验,例如ds区元素,是理论和实验中很重要很典型的元素化合物;第二种类型做为无机化合物的制备和性质检测,例如卤族元素碘的实验“海带(紫菜)中提取碘及碘的性质”;第三种类型做为化学原理实验,例如氧化还原反应、沉淀溶解平衡、配合物的性质等,把常见单质及化合物的性质归类实验。三种类型的实验尽可能囊括元素化学要求掌握的实验内容而不重复,同时这三种类型的实验内容并不是固定不变的,例如“KMnO4氧化剂在不同的酸碱性介质中被还原产物不同”既可以做为锰化合物的性质,也可以做为氧化还原反应原理实验,又可以高锰酸钾的制备实验开出。
3设计性实验的教学方法
3.1经典的无机化学实验
1) 实验项目的提出。学期初实验教师制定一学期的实验计划表,其中标出设计性实验;在实验开出的前两周布置实验题目,提出设计要求,根据实验的性质和难度要求学生由2~3人一组经查阅文献资料、小组讨论后确定实验设计方案。实验设计方案包括实验原理,所用仪器和药品的种类、规格、浓度、用量、实验步骤、操作方法和注意事项,实验结果的文献参考值,实验中可能会出现的问题及处理方法等。
2) 查阅资料。大一新生还没有学习过文献检索课程,很多学生不懂得怎样查找资料,因此需要实验教师提前指导学生查阅文献,引导学生学习图书馆的专业资料和电子资源的使用方法,学会资料的筛选。
3) 教师批改实验方案。提前一周,学生上交实验方案给教师批阅。同一个实验不同的学生会选择不同的方法。例如,在设计“阿伏伽德罗常数的测定”实验方案时学生分别选择了电解法、单分子膜法、量气法等。教师批改的时候针对每种方法应该注意的问题提问学生,学生根据教师意见修改、充实和完善实验方案。第一次的实验设计方案多数是学生在文献资料中摘抄的,没有自己的见解,比如单分子膜法中,学生习惯了实验中直接用已经配好的溶液,并没有想到自己需要配制硬脂酸镁的苯溶液,更没有想到它的浓度是多少,在老师提问后才想到文献中查找这个浓度,继而想到这个浓度意味着什么、大或小对实验结果的影响。
随着设计性试验的逐渐开出,学生不再只是简单的查和抄,慢慢地学会分析判断不同文献资料不同实验方法的优缺点,融进自己的实验经验,提出合理的实验方案。
4) 实验。学生在实验方案经教师许可后,方可进入实验室实验。实验时,教师不再需要过多的讲解,学生自己完成实验过程,包括实验仪器的组装、溶液的配制及标定等,在实验过程中要求学生仔细观察现象,记录数据,教师来回巡视、检查学生的实验操作,学生遇到问题无法解决时教师及时与学生讨论并加以引导;实验进行中期组织同学讨论:实验原理设计成实验步骤的思路、实验仪器的使用方法、同一种方法应该注意的问题、不同方法之间的比较等等。每当此时,学生就会有种恍然大悟的感觉。例如,在第一次设计实验“阿伏伽德罗常数的测定”中,有的同学因为熟悉选了电解法,有的同学因为简单选了单分子膜法,还有的同学看到文献中说速度快而选择了量气法。实验后,大家分别就自己的方法,自己实验中走过的经验和教训一步一步总结过来,收效颇丰。有个同学甚至不好意思地说:“老师,这个实验步骤不应该是这样的,这是我在网上抄的,应该这样修改。”
5) 实验报告。在实验完成后,经老师审查实验记录和签字后方可离开实验室,在实验课后进行实验数据的处理和实验过程分析并完成实验报告,最后由实验指导教师判定此次实验的成绩。
3.2元素化学中的验证性实验
一个元素化学实验项目一般由多个具体的小实验组成,涉及的化学反应类型、药品种类和产生的实验现象丰富多彩,但是实验步骤简单,需要精密仪器少,反应的发生完全依靠实验人对实验现象的观察和判断。例如,产物是溶解于溶液还是以沉淀形式存在,沉淀的形态是絮状、胶状或是颗粒状的;产物的颜色比如碘溶解在水中、乙醇中和四氯化碳中的颜色辨别仅靠教材中的文字描述是无法判断的,只有细细观察和比较才能逐步积累经验。因此,元素化学实验是培养学生化学观察能力和感性认识的精髓。
元素化学实验课程的开设时间基本上是在化学原理理论授课之后。在具体的教学过程中,要求学生预习实验时要推测实验现象和实验结果,实验中全面地观察现象(颜色、形态、气体或沉淀的生成等),如实记录实验现象并做出自己的判断。元素化学实验初期,教师根据已知的实验步骤引导学生结合理论知识分析实验要求、实验条件的控制,得出实验结论;逐渐过渡到要求学生设计出合理的实验步骤验证化合物的性质,例如分析NaNO2的氧化性还原性强弱;利用分步沉淀的方法分离Cl-、I-;鉴定Fe2+是否已被氧化等等。
元素化学实验既加深了理论课知识,又解决了以往只动手不动脑的机械性操作的问题,培养学生仔细观察和尊重科学事实的良好习惯,特别是当实验结果出现异常时更激发了学生讨论探索的激情,从而进一步提高学生思考问题、分析问题和解决问题的综合能力。
4设计性试验的开设方式
4.1合理安排实验项目,形成循序渐进的梯度
无机化学实验是大学第一门实验课,学生实验能力有限,因此整个实验项目的设置顺序是按照由简单到复杂、由基础到综合、由已知到未知的“梯度”循序渐进,让学生逐步养成科学的实验思维方法。在第一学期开出仪器的认领与洗涤、玻璃工、分析天平的使用、溶液的配制、粗盐的提纯和转化法制备硝酸钾等基础操作实验后,在每个实验项目中安排一些小型的设计性试验,例如,结合理论课的习题配制某种缓冲溶液并检验其缓冲能力、设计某种特定的原电池、检验氧化还原反应的介质对于氧化还原反应的影响等,然后选择性地开设硝酸钾溶解度的测定、阿伏伽德罗常数的测定、二氧化碳相对分子质量的测定、硫酸铜结晶水含量的测定等简单的设计性实验,主要训练学生的查阅文献、实验设计能力,培养其科学的思维习惯;在第二学期安排了一部分综合设计性实验,如设计实验验证某种物质化学性质、未知物的鉴别、混合离子的分离与鉴定、常见无机物的制备及组成的定性、定量分析等。
4.2适当开放实验室,实施开放式实验教学
实验课是一个训练的过程,不同的学生动手能力不同,完成实验的时间也不相同。在有限的学时内,基础差的学生可能做不完实验,有些学生急于实验任务无暇仔细观察实验现象,有些学生可能会得到不理想的实验结果。因此,为使学生得到充分的基本技能训练和科研素质培养,枣庄学院化学化工与材料科学学院实行开放式实验教学。根据学生实验课时和实验室的具体情况,制定实验室的放时间,安排实验教师进行指导。一方面,对在课堂内做得不够的或考查不合格的进行着重训练,做到人人过关; 另一方面,对一部分好的学生进行一些实验的选做或对课堂实验进行进一步的探讨,对实验装置和实验方法的探索和创新,锻炼他们的实验操作技能,初步培养他们的科研能力。
4.3考查
在每学期的无机化学实验考核中安排一次设计实验考查,设计实验的评价结果占总评成绩的30%。第一学期为化学常数测定实验,考察学生在查阅资料、方案设计、实验操作、实验结果、协作精神、安全环保和研究报告等方面的表现。第二学期为元素化学实验,当堂抽签完成,考察学生在方案设计、实验操作、现象观察与实验结论总结等方面的表现。
5总结
无机化学实验教学中的设计性实验并不必须是综合性实验,而是做为探究式教学方法的一种形式,把简单实验看作是一项科学研究,尤其是让经典实验再现经典而不是简单地重复验证前人的结果,引导学生收集相关实验资料、制定实验方案、自己动手实验,指导学生分析实验现象并自行概括得出结论,在实验结果的验证过程中提高实验能力。因此,在无机化学实验中开设设计性实验,从大学实验的起步阶段重视培养学生的科学思维能力,不仅激发了学生学习化学的兴趣、积极性和主动性,更重要的是培养了学生严谨的科学态度和良好的职业素养,发掘了学生的创造性思维,为后续课程的学习和今后的工作奠定了坚实的基础。
参考文献
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Exploration of designing experiments establishing mode in
Inorganic Chemistry experiments teaching
WANG Feng,HUANG Wei,ZHU Honglong,LIU Xuejing
(College of Chemistry,Chemical Engineering and Materials Science,Zaozhuang University,
Zaozhuang, Shandong277160,China)
Abstract
Inorganic chemistry experiment is the first experiment course in chemistry or chemical engineering speciality.It is teaching tasks of inorganic chemistry experiment to cultivate the rigorous scientific attitude,correct standard operation skills and good experimental habits,and which is also the students′ essential basic qualities in the professional field.The classical inorganic chemistry experiment items are mostly verification experiments, tedious,no new meaning,and so maybe lead to student′s lack of initiative. While,designing experiments is the effective ways to inspire students′ explore consciousness and train students′ innovative ability.To carry out open experimental teaching using design experiments in a studentcentered and teachersupplemented teaching mode,the charm of classic inorganic chemistry experiment will be given full play.Experimental programs designed by the students themselves and independently complete the whole process of the experiment,which will stimulate study interest of students,develop a rigorous scientific attitude and good professionalism,explore the students′ creative thinking,and establish found for subsequent courses of study and future work.
常见化学实验方法范文4
【关键词】化学实验;设计;创新
化学实验题设计过程实质上是一个探索、创造的过程,不能固守常规,要勇于创新,不断完善,要培养学生通过实验解决问题的能力。它应该是理论知识的一个巩固延伸与发展。
1 化学实验题设计应具备的基础知识和实验技能
1.1 深刻理解化学基本理论的实验基础
在化学科学的发展过程中,任何理论(或假说)的提出、发展和完善,都需要一定的实验事实作根据,例如:许多有机物之间反应机理的确定是在实验中利用了同位素原子跟踪;原子结构理论中核外电子分层排布的实验根据是电离能的测定;原电池原理的实验根据是铜-锌原电池实验确定的等。大量的研究表明:从实验事实得出理论或提出假说,然后通过再实验来对提出的理论或假说进行发展和完善。这是人类在自然科学中发现真理、认识真理的过程。实践-理论-再实践这是教师让学生明白的最基本的道理。
1.2 熟练掌握常见元素及其化合物的性质
要证明某物质是否具有某种化学性质,化学实验是唯一手段。在中学阶段,大部分化学实验是定性实验,且就是通过这些简单的实验,培养学生透过实验数据 (或实验现象)看清反应本质,进而推断该物质的微观组成、结构与实验结果之间的相互关系。化学物质的制备原理是以物质的性质为基础的,某一物质的制备方法可能有多种,因此就应选择性的采用方法,一般选择实验室中最常见的最好方法。熟悉了这些实验,在设计实验题时就能够灵活选择所需的实验原理。
1.3 能查阅、运用有关图表、数据和其它资料
每一个化学理论或假说的提出,都是需要查阅大量的资料,然后通过实验中得到的数据,进行分析。因此对有关图表的运用,可以更直观的发现本质。
1.4 掌握中学化学常规实验方法,熟练使用常见仪器
所有化学实验都是常规实验方法为基础的。综合实验是常规实验的综合运用,即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验。因而在中学教材中所有实验都要尽可能地让学生在课内外认认真真地完成。通过动手,一方面达到对常规实验操作如:加热、蒸发、过滤、分液、称量、滴定、仪器的组装等的熟练掌握,同时熟悉化学实验常见仪器的应用范围和使用注意事项。
2 化学实验题设计应具有培养学生的创新思维和创新能力
2.1 通过实验操作与观察培养学生的创新思维和创新能力
培养学生的创新思维和创新能力是改变传统化学教学中只注重操作方法和观察内容的做法。积极将与实验内容有关的问题引入实验中,使学生在试验中进行思考,在思考中进行实验,培养学生的创新思维和创新能力。实验观察是培养学生创新思维的基础,而实验操作是培养学生创新能力的基础。通过对实验进行仔细观察,我们就可能发现新问题,然后激发学生的探究新问题的欲望与好奇心。通过实验操作,如对操作步骤、试剂的取用、仪器的选择与组装、操作注意事项以及实验中反应条件等方面进行控制,以解决新问题。通过发现新问题、解决新问题的过程来培养学生的创新思维和创新能力。
2.2 通过实验设计与改进实验,培养学生的创新思维和创新能力
实验设计是从无到有,根据实验原理、实验目的以及实验要求,需要学生灵活地、创造性地运用有关的化学知识与技能进行创造性的过程。通过实验设计,有利于学生创新思维的培养。如实验室制备CO2实验设计时,引导学生根据实验室制备CO2的原理:大理石(或石灰石)与稀盐酸在不需加热的条件下制备的,即固体与液体在无需加热的条件下制取某气体来设计实验。根据已有的知识和经验及CO2的性质:密度比空气大而又溶于水,采用合适的制备和收集装置,选择合适的实验方法。充分发挥创新思维,得到适合制备CO2且相对创新的装置(相对已经学过的制备H2的装置)。另外,还应进一步利用发散性思维和收敛性思维来培养学生的创新思维。并通过让学生尽可能多的动手实验,比较、分析,通过收敛性思维评价各个装置的优缺点,确定最佳装置,从而提高学生的创新能力。
2.3 通过探究性实验教学.培养学生的创新思维和创新能力
我们要以科学探究作为课程教学改革的突破口,鼓励用科学探究的方式来教学。从本质上来讲,学生的学习过程与科学家认识和研究事物的过程是一致的,所不同的是学生学习的对象大多数是人类已经认识的知识,而科学家研究的对象是人类未知的事物。总之,探究过程就是一个创造性的过程。化学是以实验为基础的科学,实验探究式方式自然而然是一种重要的学习化学的方式。所以,学生的创新思维和创新能力的培养都是离不开实验的。通过探究性实验教学是一种最佳的方式。这个过程一般是发现并提出问题,然后制定一个解决方案并进行实验,最后通过实验解决问题并反思前面的问题及方案。在实验中,尽可能多让学生自己独立思考并动手实验,在思考中设计实验,在实验中解决问题,并发现新问题。随时让学生带着探究的思维与好奇心。通过这种探究性的实验教学可以很好的培养学生的创新思维和创新能力。
常见化学实验方法范文5
一、提高化学实验能力的策略
1、认真做好每一个学生实验。实验能力的培养若只靠课堂实验的观察是远远不够的,绝知此事要躬行,因此,要重视学生实验。应源于课本又要脱离课本,教师可根据教学需要,设计学生实验;引导学生做好实验预习,提高实验效率及效果
2、运用课外活动实验提高学生实验能力。课外活动实验在提高学生实验能力上具有无可比拟的独特的功能,这一点可以从课外活动实验的具体操作过程中得到证明。教师应指导学生在课外活动实验的过程中亲自参与实践活动的每一环节,或者到社会上做调查研究,或者到学校查阅研究资料,有条件的话通过师生共同讨论、设计和制作出多种实验方案,最终使问题得能解决。
二、帮助学生培养基本的化学实验思维能力
化学实验思维的内容很广泛,涉及实验前、实验中和实验后的思维。对于探究性实验,实验前要分析面临的问题,依据观察到的现象与事实或有关的知识经验构筑假设,并根据假设设计实验方案;方案设计时,要分析实验原理,选择合适的实验方法,依据实验原理和方法考虑仪器装置的选用与连接以及操作方法,安排操作步骤,评价方案的科学性、合理性和可行性等。实验中要根据具体的实验对现象与性质、实验原理与装置、现象与装置、现象与操作等之间的关系,以及产生不同现象的原因进行思考。实验后要对实验所得的结果,包括各种实验现象、事实和数据等,进行加工处理,以形成化学概念、得出化学规律、认识物质的性质、推断物质的组成等,并归纳总结实验成败的经验教训。化学实验思维过程就是人脑对化学实验问题进行思考的程序或流程。对于一般化学实验的思维,其过程是:明确问题,实验与观察,收集思维材料,加工处理,得到结论,运用于新情景,以验证结论获得成功。对于探究性化学实验的思维,其过程则为:明确问题,提出假说,形成方案,实验与观察,收集材料,加工处理,验证假说,获得成功。化学实验思维的基本方法有分析、综合、比较、分类、抽象、概括、归纳、演绎、推理等。在评价化学实验方案优劣等时往往还要运用臻美的方法。所谓臻美的方法,就是在研究化学实验问题时,对尚不完美的化学实验问题,如化学实验的假说、方案等进行加工、修改以至重构,使之更加完美的思维方法。它是一种创造思维方法,也是评价化学实验问题和结果的重要手段。要使学生学会化学实验思维的方法,应把重点放在平时的教学中,注意引导学生按照思维过程对课堂实验事实和现象一步一步地进行逻辑思考,并指出各步加工处理中所采用的方法,这样既能使学生掌握基本的实验思维过程与方法,又能使学生学会科学的学习方法,培养学生的自我探究能力。
三、开展形式多样的实验教学活动,在操作与应用中完善发展学生综合实验能力
教师要经常调整自己的教学活动,让教学更加生动活泼、丰富多彩,以便更好地满足学生的需求。教师可将教材上的陈述性文字配以相应的实验,以实验教学的形式出现。可以将演示性实验改为边讲边实验或学生课堂小组实验,以提高学生的参与度,调动其积极性。教师对在实验室里进行的学生实验课要高度的重视,要组织好、设计好、安排好、指导好。要教育学生珍惜动手能力培养的机会,要让学生明确实验能力必须在实际动手操作中才能得以煅炼提高。在多种形式的教学中,化学实验探究活动的开展对完善发展综合实验能力有着重要的意义。化学实验探究是科学探究在化学实验教学中的具体化,是化学教学中最常见最主要的探究活动,是化学实验教学中落实科学素养目标的重要途径,也是以实验为基础的化学教学观的具体体现。有条件的话,化学实验探究活动可以活动课程的形式去展开。“活动课程是以学生自主学习和直接体验为基本方式,以学生个性养成为基本目标的一种课程。”活动课程教学变“传授知识和技能活动”为“学生自主认识活动”,变“重视学习内容的掌握”为“重视学生个性养成和综合能力的提高”,在教学空间、时间和教学材料等的开放性等方面与传统课堂教学有很大变化。
四、培养学生书写实验报告的能力
常见化学实验方法范文6
关键词:化学实验安排;分析;教学
文章编号:1008-0546(2014)04-0083-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》的基本理念之一是:让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。而化学实验恰恰能很好地体现这一目标,实验不仅对学科知识起着引领与巩固的作用,也能促进学生的全面发展,是学生化学学习过程中的重要环节。笔者通过对九年级化学教材上、下册(沪教版)教材中实验呈现的具体内容进行分析,现交流如下。
一、对化学教材实验安排的认识
1. 从零乱到系统,由常规仪器引领化学实验
学生在学习化学学科之前已经从小学科学、初中生物、物理等学科的学习过程中初步接触了许多化学实验仪器,对实验有了一定的感性认识,但还是处于比较零乱的状态,还缺乏从化学视角或化学实验系统的角度认识化学实验仪器或化学实验。教材中的第1章第1节中就出现了加热碳酸氢铵固体的实验,为了使实验介绍得更清晰,而且引发学生化学的兴趣,从此也拉开了化学实验的帷幕,此时教师们都会通过具体的实验仪器的呈现对学生进行常规仪器的介绍、识别、用途和使用的注意事项等,让学生对各种化学仪器有一个较为详细、具体和系统的认识,以达到引领化学实验的目的。如:酒精灯,不论是小学科学,还是初中生物、物理实验课中都已经多次使用,但这些学科教学中只是涉及酒精灯的具体使用,而不能象化学学科这样系统、规范的介绍和使用酒精灯。
2. 从生活走向化学实验,启蒙“做科学”
教材中的第1章第2节“活动与探究”中安排了“蜡烛的燃烧”实验,蜡烛是学生日常生活中常见的物品,蜡烛的燃烧也是每位学生都能熟知的生活现象,但在学习化学学科之前,大多数学生不会对蜡烛燃烧进行过多的思考,也不会想到会与化学实验有过任何联系,而化学教材中通过“蜡烛的燃烧”引入化学实验,充分体现了教材编写是从学生生活走向化学实验的意图。这个实验比较简单,每位学生都能做、都会观察、都能描述所观察到的实验现象,而且通过该实验还可达到以下目的:⑴让每个学生都能积极参与实验,并能初步感受到“化学实验”就在我们身边,同时激发学生学习化学的热情和兴趣;⑵让学生初步认识到什么是化学实验,感知化学实验并非深奥的内容;⑶实验过程中如何去观察、记录、思考、描述等;⑷化学实验过程中自己应该是怎样的角色;⑸实验过程中自己有没有新的认识、体会;⑹化学实验如何做等。
3. 科学设计实验,形成实验规范
从科学的认知角度看,化学实验为学生探究有关物质的性质及物质间的相互反应提供了一种方法,也是获得新物质的一条重要途经。通过前一阶段的化学学习,学生已经了解了诸多化学实验内容,而在教材第2章第1节介绍了氧气的性质和用途之后安排了“氧气的制法”,“氧气的制法”是学生第一个物质制备实验,该实验目的与意义要远远高于“蜡烛的燃烧”实验,这个实验涉及制备新物质时应考虑的一些因素,如:原料的选择、实验原理、实验条件(包括催化剂)、实验仪器的选择、操作的步骤、气体收集、安全问题和规范问题等内容。因此,在教学的过程中要根据制备物质的一般原则来思考,实验方案的设计、论证、实验,真正起到教材中安排该实验的目的与作用。如:⑴原料的选择时,实验室制备氧气时选择原料的大方向是什么?通过对KMnO4、H2O2、KClO3三种药品的分析,也就是说对原料有什么样的要求,即如何选择药品。⑵根据所选择的药品,实验的原理如何?反应在什么样的条件下能顺利进行?又如何实验设计来认识二氧化锰的催化作用?⑶在介绍实验仪器的特点同时结合原理,若要得到一瓶氧气应该如何选择仪器、如何收集?⑷实验过程中应该如何规范操作?即实验的顺序是什么?其中哪些可能会涉及到安全性问题等等。由于学生第一次完成物质制备的实验,学生对化学实验装置的设计处在初始阶段,学生的实验设计、方法、操作、能力和结论形成等方面还达不到理想的境界,学生的设计实验的经验是非常匮乏的,因此,在完成“氧气的制法”时,一方面教师要给学生必要的启示,充分做好引导作用,另一方面需要给学生一个循序渐进的过程,让学生有充分思考、讨论、交流、动手和纠正的机会,在此基础上达到提高学生实验规范的目的。
4. 实验知识联系,渗透迁移
课本在安排了“蜡烛燃烧”、“氧气的制法”的基础上又在第2章第2节“奇妙的二氧化碳”中安排了制备二氧化碳的制备。此实验的安排一方面在时间上保持了连续性,因为有前面的氧气的制备实验作为基础,学生完全可以根据已有的“氧气的制备”的相关知识,产生联系、迁移、比较、选择和改进,进而完成制备二氧化碳的设计和实验;另一方面在内容上保持了递进性,教师在组织这一实验时不应该是对课本中实验的依葫芦画瓢,简单重复,而是在原料的选择、实验原理、实验条件、实验仪器的选择、操作的步骤、气体收集、安全问题和规范问题等内容讨论的基础上有所发展,起到了既巩固实验又运用实验的目的。
5. 运用实验,提高综合实验能力
通过一阶段的实验教学,此时,学生也已经接触化学一段时间了,学生也已经具备了一些化学实验的基础、技能和能力,同时学生也具备了相应的化学学科知识,在此基础上学生也会在实验的目的指引下,懂得如何根据实验原理设计实验方案,在实验方案的引领下开展实验活动。课本中以后所设计的大多数实验都可依附于前阶段所形成的化学实验能力(当然也有少数个性化的实验),如:氢气制备的实验探究设计;在给予信息如何制备一氧化碳后,让学生进行对一氧化碳还原氧化铁实验的探究设计等。这一阶段主要是让学生能灵活运用前面所形成的实验能力,是学生在学习的过程中让实验作为一种认识物质的一种方法,让学生对所学内容的认识更加生动、更加丰富,学生各方面能力都得到训练和提高。
二、教学建议
1. 仪器的介绍由单一的认识到有所拓展,丰富学生的认识
九年级化学实验教学是整个化学实验的起始阶段,此阶段实验教学情况对学生今后的实验习惯、实验能力和实验意识的形成有很大影响,如:在介绍试管、烧杯、量筒时,有的教师只是按常规逐一介绍三种的规格、使用方法及相关操作,但对试管的用途,如果能在盛放少量液体(固体)、溶解物质、收集气体、反应容器、液封作用等常规介绍的基础上,也可适度介绍试管常见的款式有平口、圈口、喇叭口,底部有圆形的和平底的两种;在介绍完试管后向学生提供试管、烧杯、量筒,让学生在观察三种仪器,根据三种仪器的特点及仪器上所具有的信息,教师提出若要粗略和较为精确量取液体体积应如何选择仪器?在此基础上再介绍烧杯和量筒。因此,在教学中除解决学生的基本实验之外,要能力求开阔学生的视野,拓展学生的认知空间,提升学生的思维层次。
2. 做好配角,凸显学生主体
如教材中设计“蜡烛的燃烧”实验的目的是想让学生从生活走进化学实验探究之旅,但此时学生的实验意识、认识态度、行为习惯和实验操作都没能进入真正实验的要求,因此,此时教师的实验角色对学生今后实验意识和行为影响很大。所以,在学生实验的过程中,教师要能恰当地融入学生的实验活动之中,既能积极的引导而又不越位,并能恰当地参与,通过对学生行为的观察和学生实验心理的分析,适时地渗入方法与实验技巧,让学生感受到实验的奥妙和乐趣,感悟实验在学习化学过程中的意义、价值等,以此培养学生初步的“做科学”的意识。
3. 将化学实验生活化
“生活即课堂”,如果教师能从学生较为熟悉的生活中常见的感性材料入手,然后将这些感性材料通过理性思维提升为学科内容。化学实验的生活化会极大地提高学生学习化学的兴趣,不仅有利于巩固和内化学科知识,也会让学生将化学知识运用到解决实际问题之中,同时也会真正地让学生的动手技能提到发挥,也会让学生用生活的视角来看待化学。如:在课本介绍电解水的实验后,建议学生用平时日常生活中的一些素材来设计和搭建一个电解水的实验模型,结果有的实验小组利用一些生活中的废弃材料组装成如图1所示的实验装置,当教师将该作品展示于课堂时,引起学生的惊叹。
4. 改进课本实验,激发学生“做科学”的愿望
课本实验内容为学生进行探究提供了范本,但实验效果并不一定理想,如果对课本实验作一定的改进,对学生进行“做科学”的意识的激发将会起到意相不到的效果。如第1章第2节中“蜡烛燃烧产物”的鉴定,课本实验方法是将烧杯罩在蜡烛火焰上方,时间过短烧杯内水珠不明显;时间过长会因为烧杯内温度过高,水以水蒸气的形式存在观察不到明显现象,且烫手而使实验失败。
改进方法:用试管夹加持试管倒扣在火焰上方。优点:燃烧生成的二氧化碳和水蒸气温度高、密度小,正好进入试管,遇到试管底部的冷壁冷凝成水珠,再用胶头滴管滴入石灰水,现象很明显,成功率百分之百(见下图2)。
总之,教材中通过实验的合理安排让初中学生实验从模糊认识到清楚认识再到熟练运用的过程,初中化学实验在引导学生理解化学知识本质的同时,也让学生开始体会到用实验的视角来看世界与其他学科视角有什么不同,感受化学实验的神奇、规范,也进一步理解化学实验的目的和价值。倘若我们每一位初中化学教师对学生实验过程有正确、科学的认识,那么在教学中我们就会选择符合学生认识实验的策略,从而真正达到教材设计者实验安排的目的,也能真正提高学生的学习兴趣,拓展学生思维,促进学生实验能力和学生的综合素质的提高,为学生今后的发展奠定厚实的基础。
参考文献