巧用化学小实验提升课堂教学效率
作者:张少文
中学化学教学参考 2015年06期
化学作为一门自然科学的最鲜明的特点就是以实验为基础[1]。化学知识趣味之中充满哲理,平淡之中蕴含神奇,在化学实验中学生可以充分领略化学学科的特殊魅力[2]。化学教材中编排了很多演示实验和学生实验,以此来展示一些实验现象,验证或探究一些理论,并培养学生的基本实验操作技能。除了完成教材中的实验之外,在课堂上还可以加做一些小实验,来增强学生学习化学的兴趣,从而提升化学课堂的教学效率。
一、不同课型中化学小实验的巧用
1.新课巧用小实验,降低理论理解难度,提高学生理解能力
在新课的讲授过程中,经常会遇到一些概念性较强的知识,学生接受起来比较吃力,就算理解了,印象也不深刻,可以加做一些小实验,既能巩固理论知识,又能拓展学生的视野。
如在讲解必修2中“化学反应中的热量”这一节课时,重点要让学生理解化学反应往往伴随着能量(热量)的变化,根据能量变化可将反应分为放热反应和吸热反应。这节课我加做了“滴水生火”这个小实验。
具体操作为:取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,用另一张滤纸将其包好,在纸上适当地扎几个小洞,滴几滴水,观察。现象:滤纸燃烧了起来。
该实验操作简单,耗时短,现象明显,学生印象深刻。通过这个小实验,既活跃了课堂氛围,让学生进一步理解了反应伴随着能量的变化,同时又对钠与水反应的知识进行了回顾,让学生学会了客观地分析问题——水不一定能灭火。
又如,在讲解“苯”这一节课时,会提到苯的燃烧。在带前两届学生时,我采用理论对比的方法讲解,即与甲烷和乙烯的燃烧现象进行对比,通过与甲烷、乙烯分子中含碳量的比较,得出这样的结论:苯的含碳量高于甲烷和乙烯,所以苯燃烧时,火焰明亮,放出大量的热,伴有浓烈的黑烟。在对本届学生的教学过程中,我加入了一个苯的燃烧的小实验。
具体操作为:用粉笔蘸取适量苯,点燃。现象:苯燃烧,如同一个小火炬,产生明亮的火焰,伴有浓烈的黑烟飘散。
本实验取材操作简单,仅需要一支粉笔辅助,但现象明显,学生看后非常兴奋,整个反应及其现象也深深地印刻在脑海中。(补充说明:蘸取苯的量不宜过多,否则产生的黑烟过多,污染严重。)
2.复习课巧用小实验,提升知识的直观性,加深印象
复习课一般都是纯粹的知识梳理,曾经有一份问卷调查表明,学生不太愿意上化学复习课,原因主要有两点:一是课堂内容容量大,听起课来比较累;二是复习课几乎不做实验,主要是教师通过讲解引领,授课形式单一,课堂气氛比较沉闷。能否在复习课上加入一些小实验,来提升学生的听课效率呢?笔者经过尝试,效果还是不错的,而且从学生的反馈信息来看,他们也是非常欢迎教师这样做的。
如在复习“影响化学反应速率的因素”这节课时,我将《实验化学》中的一个拓展课题实验——“燃糖成蛇”进行课堂演示。实验操作采用对比的方法来呈现,具体步骤如表1所示。
通过这样一个简单的实验,学生对催化剂对化学反应速率的影响的理解和记忆更为深刻。(图1所示为“燃糖成蛇”实验照片。)
又如,“铝及其主要化合物的性质”复习课。这节课方程式特别多,量化关系比较复杂,计算题目多,以往主要的授课形式是框图转化,学生默写化学方程式加以巩固。一节课下来,学生很累,课堂气氛也比较沉闷。从调节课堂氛围和调动学生听课兴趣方面考虑,在进行复习的时候我将“铝热反应”在课堂上演示,学生看完实验后,都被剧烈的实验现象所震撼,兴奋不已,思想、精力完全投入课堂中,课堂效率大为提升。(说明:①苏教版教材中,将“铝热反应”作为拓展课题,按照新课程要求,拓展课题可以不讲、不做;②将这个实验放在复习课中做是我在教学中刻意安排的,因为在讲解“铝及其化合物的性质”新课时,演示实验已经很多,所以将这个实验留到复习课上做,实际效果会更好。)
3.习题课巧用小实验,简化理论,帮助释疑,培养探究意识
相对来说习题课是化学教学中比较沉闷的一种课型,在实际教学中,我常采用难题由我自己重点讲解、一般题目由学生讲解的方式进行教学,教学效果还可以。但在遇到一些有争议的题目时,讲解起来就会比较吃力,有时也会出现让学生强行记住答案的情况,这样的结果使得一部分学生产生了惰性——自己不用多想了,反正老师会给出正确答案的,争论了也没有用,慢慢地使学生减弱了探究真知的想法。经过努力和尝试,我发现用合适的小实验可解决这个问题。在一张试卷中曾经有这样一道题目。
例1.取一段去掉氧化膜的镁带放入盛有冷水的试管中,放置足够长的时间后,发现镁带上附有一些小气泡,由于浮力的作用,镁带会浮到水面上。请回答:
(1)气泡中的气体是________。
(2)为了让镁带很快地从水底浮到水面上,请您给出至少两种可行的合理措施:①________;②________。
(3)某同学采取的措施是向水中滴加适量的溶液,您认为此时镁带________(填“容易”或“不容易”)浮到水面上。原因是________。
第(3)小题的参考答案是“容易”,在讲解时出现了比较大的分歧:有的学生认为,滴入溶液后,镁带上会析出铜,质量增加,不容易上浮;有的学生认为,滴入溶液后,形成原电池,加快化学反应速率,氢气的生成速率大增,上浮的“动力”增强,因此,镁带容易上浮。实践是检验真理的唯一标准,在这节习题课上,亲自做一次实验,看看到底是什么情况。经过几步简单的操作,实验结果出来了:在加入溶液那一瞬间,镁带马上出现大量的气泡,迅速上浮,随即又沉入水下。学生看过以后印象深刻。事实胜于雄辩,简单的几步操作替代了烦冗的讲解,更具有说服力。
又如,在讲解乙醇的练习时,经常会遇到这样一道题目。
例2.乙醇在铜催化下氧化生成乙醛,其实是分两步完成的,写出其中的反应方程式:________、________。
题目本身难度不是很大,新课教学过程中,任课教师一般也都会进行实验演示:将铜丝加热变黑,伸入到乙醇中,铜丝又变红。学生应该都会有印象。但是在讲习题课时,我仍将这个实验做了如下改进,并加以演示。
具体操作为:在酒精灯的外焰和焰心之间上下反复移动铜丝,当移至外焰时,铜丝变黑,移至焰心时,铜丝又变红,现象非常明显。通过对这个小实验直观现象的观察,不仅使学生理解了该题应如何解答,也使他们对乙醇的催化氧化机理有了更深刻的认识,对于“一般来说,催化剂都要参与反应”有了更为直接的感受。
二、开展课堂小实验的感想与体会
1.开展课堂小实验的基本原则
开展小实验作为课堂教学的一种辅助手段,其目的是通过实验的直观性、趣味性吸引学生的眼球,集中学生的注意力,提高学生学习的兴趣,提升课堂教学效率[2]。因此,实验必须是真实的,要与课堂内容紧密联系,操作要简便,现象要明显,耗时要短,不能舍本逐末,不能影响正常的教学进度。
2.开展课堂小实验要做好各项准备工作
课堂小实验的开展好处多多,但是要想做好这项工作,并不容易。首先,教师要细心发现教学过程中哪些地方需要小实验;其次,还要准备实验、试做实验。实验必须要试做,只凭主观臆测很容易出现问题。如有一道关于物质分离的题目,要求是将苯和苯酚的混合物进行分离,写出具体操作过程(如图2所示)。
在试做这个实验时,滴入盐酸之后,苯酚层在上层,并不是我们所设想的在下层。又做了一次,结果苯酚层在下层。经过仔细分析,查找资料,最终弄清楚了其中的原因。苯酚的密度为1.071g/mL,25℃时,NaCl溶液的密度与浓度对照表(部分)如表2所示。当NaCl质量分数等于10%时,其密度为1.071 g/mL;当质量分数大于10%时,密度大于1.071 g/mL;当质量分数小于10%时,密度小于1.071 g/mL。所以,苯酚层到底在上层还是在下层,与盐溶液的浓度有关系。因此,进行课堂小实验的演示,必须要先试做,确保实验准确无误。
要想开展好该活动,还要对实验活动进行统筹安排,如前面提到的“铝热反应实验”,就是刻意调整安排的。总的来说,要想开展好课堂小实验,教师就要多观察、多思考、多动手、多查找,严谨细致,精益求精。
3.课堂小实验要注重实用性与趣味性
在教学过程中开展相应的小实验,是为了方便教学或者巩固教学效果,绝不是简单地做一些趣味性的实验,逗学生一乐,哗众取宠。可以适当增加实验的趣味性,但必须要与实际教学相结合,切勿偏离正常的教学轨道,给学生一种华而不实的感觉,那就适得其反了。
如在讲解“催化剂对于化学反应速率的影响”这节课时,我就加做了氯化铵与锌反应(水为该反应的催化剂)这一实验。为了增强实验效果,我特意加入了碘单质,具体操作为:分别研细4g硝酸铵、0.5 g氯化铵和0.5 g碘。将三种粉末混合均匀,堆成小堆,另取3g锌粉铺满小堆,滴加几滴水,就会产生紫红色烟雾,同时生成浅蓝色火焰(如图3所示)。碘单质的升华为该实验增添了震撼性的效果,现象特别明显,学生印象非常深刻。
在课堂上巧用一些小实验,符合新课程改革的要求,也确实可以引起学生的听课兴趣,并使得一些理论性很强的知识简单易懂,对于提升化学课堂教学效率有很大帮助。当然,由于笔者的教学工作经验有限,有很多不足之处需要改进和加强。对于如何更好地开展课堂小实验,让课堂动起来,需要化学教育工作者去开发、去挖掘。
作者介绍:张少文,海盐县元济高级中学(浙江 海盐 314300)