初中化学实验的改进.docx
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初中化学实验的改进
贵阳学院成人高等教育学生毕业论文
论文题目
初中化学实验的改进
站点名称:
贵州省安龙县
学生姓名:
杨义勇
班级:
2012级化学本科
学号:
12190505006
指导教师:
时间:
201405
贵阳学院继续教育学院毕业生论文/设计评审表
学生姓名
班级
级专业
论文/设计题目
内容摘要:
关键词:
论文评审意见及成绩:
评审教师签名:
年月日
评审组意见:
组长签名:
年月日
注:
1、评审教师应结合学院评审办法作出客观的评审意见;2、本表附在学生毕业论文或设计后面,关键词及以上部分由学生填写,要求字迹清楚整洁;3、该表将装入学生毕业档案中。
目录
摘要………………………………………………………………4
关键词……………………………………………………………4
引言………………………………………………………………4
一、改进化学实验装置…………………………………………6
二、严格控制药品的用量,尽量节约药品……………………8
三、合并实验装置………………………………………………8
四、利用某些简单器具改进实验………………………………9
五、增设必需的实验……………………………………………11
参考文献…………………………………………………………13
初中化学实验的改进
2012届贵州教育学院化学专业杨义勇
摘要:
改进化学实验,提高课堂效率,使化学实验课的教学达到更满意的效果。
通过实验探究和验证,培养学生的创新思维能力、严谨的科学态度,增强学生的环境意识。
关键词:
化学;实验;改进;绿色化
化学是一门以实验为基础的的自然学科,初中化学实验尽管只是非常基础的,比较初级的实验,但是一种重要的科学实践活动,是学习化学不可少的手段之一,特别是初中化学大部分知识都与实验密切相关,或通过实验引入;或在实验探究中发现问题,得出结论;或通过实验验证。
只有经过教师加强在实验上的精心引导,严格规范实验训练,学生才能真正进入化学学科的领域。
然而,由于在化学实验过程中使用对人体健康及环境有害的原料和溶剂,污染性废物排放,一些化学过程也给人们健康和生活造成了严重的不利影响。
使我们甚至对化学产生了莫名其妙的恐惧心理。
在这种形式下,综合考虑环境、健康、经济及化学实验对教学效果的要求,具有全新理念的化学实验绿色化应运而生。
同时也符合当今世界所在满足教学要求的前提下,充分利用现有资源和能源,尽可能采用无毒、无害的原料,尽量倡导“绿色化学”的理念。
化学实验绿色化就是要将绿色化学的理念用于化学实验中,要减少向环境排放有害物质来完成实验。
这样,让我们的化学实验不仅给学生学习化学带来兴趣和帮助,也使化学实验课堂更安全,消除了师生对化学实验的恐惧感,又增强了学生的环境意识。
促进化学教师的课堂教学改革,培养学生创造思维能力,使我们心目中恐惧的化学实验课变得生机盎然。
在化学实验中,探求化学实验的绿色化,虽然是初中化学教材中大部分实验都融入“绿色化学”的思想,但有些实验的药品用量、实验装置、实验取材上做的还不够,教学中应积极改进,实现实验过程绿色化。
一、改进化学实验装置。
凡是产生有毒气体或烟尘的实验,应尽可能的在密闭容器中进行,尽量减少对人体的危害,对环境的污染。
如初中化学实验用白磷、红磷燃烧的对比来探究燃烧条件。
是敞开式的容器中进行,虽然教材中说明了是由教师演示在通风处进行。
但仍然会看到燃烧产生大量的烟弥漫教室对我们健康产生极大影响,气味刺鼻难闻。
所以在理解了教材中实验的设计原理基础上。
我对探究燃烧的条件的实验进行了改进。
在两支试管中分别放入一小粒红磷和白磷,用一端系有气球的带导管的单孔胶塞塞紧试管口,然后把两支试管同时放入盛有热水(温度高于80摄氏度)的烧杯中,进行对比实验。
这种改进简单易行,保证实验过程无污染物排泄。
实验时还可以演示CO2不支持燃烧,在学生知道CO2能灭火时,在一支试管中装入小粒的白磷充满CO2,也用橡皮塞塞紧,放入热水中,观察,白磷能否燃烧来证明CO2一般情况下不支持燃烧。
又如“硫的燃烧试验”中硫燃烧的集气瓶并没有完全封闭,集气瓶口仅用一块玻璃片盖住,燃烧时,玻璃片不能完全盖住集气瓶,生成的SO2不能完全被水吸收,有部分SO2会跑出来,,对教师和学生的身体健康造成有害影响,也造成空气污染,不利于对学生进行环境教育,因此,在实验教学操作中,可一方面取用少量的硫来抑制SO2产生量,另一方面将实验装置进行改进,在集气瓶上增加一个带燃烧匙的橡皮塞及集气瓶内加入少量的浓NaOH溶液,并且硫在空气、氧气中燃烧的实验对照进行。
实验前在集气瓶中分别加入约20ml浓NaOH溶液,并用向上排气法收集一瓶SO2,盖好玻璃片备用。
实验时,点燃燃烧匙的硫粉,分别迅速伸入空气和氧气的集气瓶中,并塞紧橡胶塞。
待学生观察、记录现象后,将瓶内液体充分振荡,使SO2被充分吸收,且埋下伏笔,用浓NaOH溶液吸收SO2较水好,为什么?
这样,减少了污染,利于师生健康,对学生树立良好的环境保护意识也能起到潜移默化的作用,也能激发学生学习化学的兴趣和提高创新能力。
再如,蜡烛燃烧产物的鉴定实验。
课本方法存在以下问题:
课本实验方法是将烧杯罩在蜡烛火焰上方,时间过短则烧杯内水珠不明显;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。
对此,可用试管夹夹持试管倒扣在火焰上方加以改进。
这样的话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,成功率非常高。
还有,分子运动──氨分子的扩散的实验。
课本的方法是:
取两个小烧杯,一个烧杯中装入滴加酚酞的水溶液,另一个烧杯加入约5ml的浓氨水。
然后用一个大烧杯或水槽罩住。
这样,浓氨水会散发到空气中,污染空气,危害人体健康。
对此,我做了如下改进。
用细线系住一支小试管,向试管中加入约3—4ml滴加酚酞的水溶液。
在一个锥形瓶中加入约3ml浓氨水,然后把装有酚酞的谁溶液的试管放入锥形瓶中,塞紧瓶塞。
二、严格控制药品的用量,尽量节约药品。
初中化学教材中在实验药品取用规则中明确指出,注意节约药品。
应该严格按照实验室的用量取用药品。
如果没有说明用量,一般取最少量,溶液(1-2ml),固体盖满试管底部。
如:
硫、磷燃烧试验,在验证试验现象明显的前提下,都必须尽量取少量.有如实验室用KMnO4加热收集氧气,没有说明用量,如果学生取少了,学生收集的
不够,又要重复做实验造成时间、药品等浪费,如果多了,药品不易回收,造成污染与浪费。
因此,在实验前教师要计算KMnO4的用量,操作实践后,再教学生实验操作,减少不必要的浪费和污染。
又如酸、碱盐的性质实验,可利用点滴板完成。
可以节约药品,减少污染。
三、合并实验装置
将几个实验合为一体,减少有毒性气体的泄漏,减少对人体健康的伤害,一举多得。
例如:
一氧化碳还原氧化铜实验和一氧化碳可燃性实验。
可以选择进行合并。
实验前,用集气瓶收集一瓶CO气体,用胶塞塞紧.再准备好一个同样大小的胶塞,上面插上一铜片。
实验时将铜片放在酒精灯上灼烧变黑,趁热伸入装有CO集气瓶并塞紧。
当观察到黑色有变红后,打开瓶塞,迅速倒入少量澄清石灰水,塞紧瓶塞振荡,观察到澄清石灰水变得浑浊后,用点燃的小木条将瓶内的气体点燃,可看到无色的气体燃烧,产生蓝色火焰,这样将两个实验合并一体,既能证明CO可燃性,又可观察到CO还原性,还能处理尾气。
使实验现象明显,节约药品,节约时间,又能使排放为零,保证人体健康。
又如:
二氧化碳的制取与性质探究的实验。
课本是在制备二氧化碳和收集之后在来检验性质,主要方法有用燃着的木条检验可燃性,用高矮不一的蜡烛检验其密度大小,用澄清石灰水检验能否与之反应,用紫色石蕊溶液检验其能否溶于水,生成了什么物质,及该物质的酸碱性。
但上面的实验有两点不足:
a.实验不连贯,耗时太长。
b.针对这两点,改进实验如下图。
于课堂操作
通过一整套装置将二氧化碳的制备与性质一起探究。
首先是制备装置、然后通过澄清石灰水来证明二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;后面二氧化碳通过紫色石蕊溶液,证明二氧化碳溶于水后生成的碳酸使紫色石蕊溶液变红;最后将二氧化碳导入放有阶梯蜡烛的烧杯中,证明二氧化碳密度比空气大,不支持燃烧的性质。
在试管中加滤网不仅可以将大理石与稀盐酸分开,也可以使大理石与稀盐酸的接触面增加,使得反应更充分,利用了启普发生器原理。
此改进实验将传统分散的实验综合了,克服了以前实验存在的不足,成为了一个连贯,快捷,方便的实验。
对实验结果的观察归纳和器具的整理清洗都有帮助。
四、利用某些简单器具改进实验
利用注射器、胶头管和玻璃棒等,既能使反应在密闭体内进行,又能节约试验时间,使实验现象更明显,例如:
木炭吸附作用实验演示之一用到了
,其气体有刺激性气味和有毒。
教材中直接将木炭烘干后放入装有
集气瓶中,振荡,现象不明显,又没有完全密闭,造成污染。
可将此实验改为以下方法。
示意图如图1。
操作步骤如下1、按图1组装好实验装置(事先检查好装置的气密性)。
注意,为防止气体从漏斗管中逸和木炭小颗粒从漏斗管中掉下来,采用一端套有胶皮管的玻璃棒将漏斗管塞紧。
2、打开止水夹,发现锥形瓶中的水不能被倒吸进集气瓶中。
3、关闭止水夹,将已研成细小颗粒的木炭(已烘烤)装人漏斗中,轻轻往上提起玻璃棒,木炭小颗粒滑落集气瓶中,注入适量木炭后,再慢慢转动玻璃棒,塞紧漏斗管。
4、静置片刻,即可观察瓶中红棕色消失,说明NO2气体被吸附。
5、再次打开止水夹,观察到有少量水沿导管流进集气瓶中,证明NO2气体被吸附后,瓶内气体压强减小。
五、增设必需的实验
对于重要的知识,虽然教材未安排实验,但增加是必要的。
初中化学实验的趣味性还不够,大量的实验需要改进,以增强化学实验的趣味性,加深对知识的理解。
例如:
在实验室制取二氧化碳时,是以大理石或石灰石为原料与稀盐酸反应制取的,那么为什么不能用稀硫酸代替稀盐酸?
为什么不能用碳酸钠代替大理石或石灰石呢?
如何让学生信服和领会?
并掌握这部分知识,可补充下面的实验:
(1)用大理石和稀硫酸反应,观察实验现象:
刚开始时反应进行很快,但反应一段时间以后,由于微溶于水的硫酸钙不断生成,附着在大理石的表面,使大理石无法接触到稀硫酸,反应就逐渐停止,没有气泡产生。
(2)用碳酸钠与稀盐酸反应,观察实验现象:
反应速度过快,反应物一会儿就反应完了,产生的气体来不及收集。
通过让学生自己动手做实验,观察现象并讨论反思,找出最佳的方法,可以有助于学生更容易地记住结论,巩固所学的知识。
又如,在讲解分子的基本特征之一中:
分子是不断运动的,化学老师一般都是以日常生活中的例子,如“八月桂花香”、“墙内开花墙外香”、湿衣服晾干”等。
这样既空洞又抽象。
如果用碱的通性之一:
碱能使无色的酚酞变成红色这样一条性质上设计一实验,证明分子是不断运动的小魔术。
可以这样设计实验:
先在一张滤纸上用无色酚酞试液画上一只小动物(如:
小猫、小狗、蝴蝶等),再用细线系在装有浓氨水的大锥形瓶中,(不能与浓氨水接触)然后塞紧橡胶塞。
立即会看到滤纸上出现一只清晰的、红色的小动物。
这样既可以满足学生对化学的好奇心,培养对化学产生的良好感情,又可以激起学生对化学实验的探究欲望。
另一个证明活性炭的吸附性的实验中。
1.振荡锥形瓶,会使水中分散少量木炭小颗粒,影响观察效果。
2.所用时间较长,达不到即时实验、即时观察现象的目的,不利于课堂教学。
对此,可用下述方法改进。
示意图如下图2
操作如下:
1.按图2(a)组装好实验仪器。
在漏斗中填装已研成极细颗粒的木炭(已烘烤),约3cm到4cm高度即可,然后将漏斗中间的木炭用玻璃棒弄成凹状,便于注人红墨水,防止因红墨水浸染滤纸而影响实验效果。
2.将玻璃棒轻轻斜放人漏斗中,沿玻璃棒往漏斗凹面中注人已稀释过的红墨水。
此时从漏斗下端管口即滴下无色液体,经过约一分多时间,试管中可收集到无色液体约2mL。
3.为消除学生认为是滤纸将红墨水过滤成无色的疑惑,可进行一个对比实验,如图2(b)。
按此装置操作得到的仍然是红色液体。
由此说明滤纸并不能将红墨水中的色素除去。
还有值得一说的是,这各种的改进思路之间,虽不尽相同,却也各有联系。
且在具体实验的改进中,可能会同时运用到多种!
在改进时,也不应局限与这些,若有更好的思路方法,当然应该采取。
化学课程始终将化学实验放在十分重要的地位,它是学生进行科学探究的重要手段,并与情感态度价值观的培养紧密结合;同时重视学生学习的主体性和学习过程的开放性。
实验教师只有不断学习,扩大知识面,增强创新意识,与时俱进,才能解决新形势下的各种实验教学的新问题,满足师生的新需求,才能跟上素质教育发展的步伐,才能适应课堂改革的要求。
初中化学实验绿色化会给学生带来终身的影响。
只要我们不拘泥于书本中现成的实验方案,在实验中多动脑子,寻找规律,不断创新,大胆探索,同时注意收集利用别人好的经验,很多会产生毒害性物质的实验也能变成绿色化的实验,让我们的实验既有助于教学,又不伤害我们师生的健康,让绿色化学实验充满课堂,学生快乐健康成长,教师精神饱满投身于化学教育教学。
参考文献:
1、《中学化学课程标准》初中2011年版,人民教育出版社出版2012.5
2、刘知新,对“化学实验教学改革”的思考,化学教育