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1、高中化学实验创新优化的策略作者:李宏春作者简介:李宏春,浙江省台州屮学(浙江台州317000)。原文出处:《实验教学与仪器》(长沙)2017年第20177/8期第32-34页内容提要:化学实验是化学教学屮的重要环节,它可以创设生动活泼的教学情境,能让学生领悟化学的真谛。化学实验创新优化策略包括实验简化、组合、微型化、补充、定量5个维度。在优化过程中,要渗透绿色化学的理念,发挥学生的探究能力,弥补现有实验的不足之处,但也要防止改进与创新越改越复杂的情况出现。期刊名称:《中学化学教与学》复印期号:2017年11期
2、关键词:化学实验/创新/策略化学是一门以实验为基础的学科,实验在中学化学教学中占有十分重要的地位,其在启迪学生的科学思维、培养学生严谨求实的科学态度和创新能力方面,是其他教学手段和方法无法比拟的。创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭源泉,也是中华民族最鲜明的禀赋。但是很长时间以来,教师对化学实验的教学都只是局限于教材设计,缺失创新和本土气息。这种传统的教学模式已经无法满足学生对化学实验学习的需要,也无法适应当前高中新课改的要求。因此,化学教师一定要转变教学观念,优化实验方案,展示课堂教学设计亮点
3、。在优化实验教学的过程中,教师要结合高中化学实验中的优化原则,从实验简化、组合、微型化、补充、定量几种策略来思考提高实验效果的方法。笔者先后参加了全国第11届、第12届化学实验教学创新硏讨会,对实验创新优化的策略有了初步认识。一、简化策略少则得,多则惑。实验创新优化点之一是简化实验,具体包括简化装置和简化实验操作,从而达到直观、明显、省时、安全的目的。例如,苏教版化学教材必修2中电解氯化铜溶液装置如图1所示,用笨重的学生电源和粗大的石墨电极给课堂教学带来了不便。改进后的装置如图2所示,用9V干电池和铅笔芯为材
4、料,简化后装置便于学生分组实验的开展。又如,苏教版化学教材必修2中乙烯性质实验(与酸性溶液、漠—溶液反应),大多数教师演示时可能是当场制备乙烯,再分别通入酸性溶液、漠討—溶液。简化后的操作是先在实验室制备乙烯收集于矿泉水瓶中,上课时把I「性溶液、漠的I—卜容液用注射器抽取注入矿泉水瓶中,操作简便,现象明显,且适合多班教学。该实验简化操作还可应用于乙快和二氧化硫等气体性质实验。二、组合策略组合策略的实施就是通过优化设计,把多步实验合在一起同时进行,或在实验设计中将若干个小实验合在同一实验中完成。这样做不仅可以节
5、约操作时间,还能减少实验污染。具体包括组合装置和组合操作,组合装置改进如苏教版教材化学反应原理中铁的腐蚀实验装置的改进(图3),试管a表示是还原铁粉在氯化钠溶液中吸氧腐蚀装置,试管b表示是还原铁粉在稀醋酸溶液中析氢腐蚀装置。2015年化学实验教学创新研讨会宁夏中卫中学参赛作品将这两个装置组合在一起(图4),改进后保留原来优点,同时进行,节省时间,对比性更强。图4两个装置组合示意图I—一种典型的非金属单质,其性质及相关实验是高考重要考点。苏教版化学教材对—的实验室制法和性质实验分开介绍。在专题复习时把制备和性质
6、操作合为一体,有利于培养学生的物质制备整体性思维。装置如图5所示,组合操作如下:先在广口瓶底部铺上少—I,滴加几滴蒸馅水至呈乳状;接着在小玻璃瓶中盛放约0.1gI—固体,将小试管的底部用泡沫垫固定好,并小心地放入广口瓶中;准备一细长的泡沬条,用小刀切割若干小缝,中间均隔一小段,并标记1,2,3,4。依次将浸有NaBr溶液的滤纸条、润湿的蓝色石蕊试纸、润湿的KI淀粉试纸、红纸镶嵌在其中。将准备好的泡沬条小心地放入广口瓶中;用注射器(固定在橡皮塞中)吸取lmL~2mL的盐酸,并小心地将橡皮塞固定好。最后轻推活塞,
7、将盐酸逐滴滴入到小试管中,开始制取氯气。这样的组合操作改进优点是:实验用量少、器材少、安全无害;高效、一套装置解决多个问题;无需加热、操作简单、现象明显。该案例还可用¥气体的制取实验。三、微型化策略化学微型实验是指用微型化的仪器或装置,尽可能地减少化学实验对环境的污染、减少试剂在器皿上的附着量,用尽可能少的试剂逬行的实验。它在化学教学中不但有较好的教学效果,而且能极大地减少实验的〃三废",是可持续发展战略在化学实验教学中的具体体现[1]。通常微型化改进策略有实验装置微型化^实验过程微型化。传统实验为了让全体学
8、生能看见实验操作,往往需要动用较大型的仪器,使用大量药品,由此导致受污染侵害的学生人数多。现在应用多媒体投影设备能将很小的实验装置放大到足以让全体学生看见。例如,教材对双液原电池进行实验设计时所使用的主要仪器是烧杯(或者塑料槽),这样就需要使用大量的渤—I,和溶液,且这些试剂使用后不可回收重复利用”倒掉之后对环境也会造成较大的污染。同时将琼脂和电解质溶解液装入U形管中制作盐桥也比较麻烦,这些因素都导