前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的氨溶于水的噴泉實驗主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:噴泉實驗拓展;二氧化碳與氫氧化鈉;趣味性實驗
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)10-243-01
噴泉實驗是高一化學中的一個趣味性實驗,也是一個重要的實驗,在實驗教學中的地位舉足輕重,富有探究意義。對噴泉實驗進行深入的研究不僅有助于學生掌握多種氣體的性質(zhì)和反應(yīng),其原理的拓展和遷移還可以應(yīng)用于有關(guān)裝置的氣密性檢查、裝置中液體的倒吸、排水集氣和排水量氣等實驗操作和實驗現(xiàn)象。設(shè)計噴泉實驗之前必須了解噴泉實驗的原理:通過物理學中的壓強改變(主要是減少)使液體通過大氣壓強進入容器中形成的現(xiàn)象。
噴泉實驗是課本敘述和演示的一個重要實驗,也是高考??純?nèi)容,并且題型的設(shè)計屢有創(chuàng)新,難度也在變化中遞增。我們通過實驗操作、討論、計算,不僅要了解溶于水的氣體,由壓強變化形成美麗的噴泉的定性認識,更要掌握氣體和溶液、或氣體和氣體只要壓強變化都能形成這一實驗現(xiàn)象的本質(zhì)。
深層思索:瓶內(nèi)外壓強的顯著差異導致了噴泉現(xiàn)象。也就是說,噴泉是一種外在表現(xiàn)形式,顯示的是瓶內(nèi)外氣體壓強的差異。那么,是否可以通過其他外在形式來顯示壓強的變化呢?
一般要求氣體溶解度較大(理論上1:1溶解即可,但實際要求較大)??梢酝ㄟ^增壓使氣體與水(或其它液體)接觸后,也可通過減壓直接將水(或其它液體)吸入。若是滴管引發(fā)的,則滴管中所能擠出的水的多少、氣體溶解度大小、燒瓶體積大小、導管粗細、導管高度都可能成為噴泉實驗成功與失敗的關(guān)鍵。即擠入液體溶解完氣體后形成相對壓強減小程度、能使液柱上升的高度等都是實驗成功的關(guān)鍵。一般來講,燒瓶小些為好,導管細些、短些實驗更容易成功。
這里列舉一些能做噴泉實驗的組合:
1、NH3、HCl、HBr、HI等這些在水中溶解度大的氣體、NO2或V(NO2):V(O2)為4:1的混合氣體或V(NO):V(O2)為4:3的混合氣體,都可與水配組做噴泉實驗;
2、CO2、SO2、H2S、H2 NO2、Cl2溶解度不大的等酸性氣體不能與水配組形成噴泉,但可以與NaOH溶液配組形成噴泉,且NaOH溶液濃度越大,效果就越好;
3、有機氣體與有機溶劑配組形成噴泉;
4、O2、N2、H2等不溶于水的氣體,設(shè)計一定實驗條件將其反應(yīng)掉,也能形成噴泉。
5、液體是鹽酸或硫酸時,NH3等堿性氣體。
所以能做噴泉實驗的組合有很多,總之能使氣體大量溶解于水(溶液)中或能與溶液反應(yīng)即可形成。由噴泉實驗的啟示,我們設(shè)計氫氧化鈉跟二氧化碳反應(yīng)的噴泉實驗。
【反應(yīng)原理】
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
【實驗用品】
儀器:微型氣體發(fā)生器、塑料多用滴管、微型集氣瓶、帶導管的單孔橡皮塞、T形管、100mL、燒杯膠皮管、橡皮塞、火柴、酒精燈
藥品:稀鹽酸(1:2)、石灰石(或大理石)、1mol/LNaOH溶液藍色石蕊試紙
【實驗裝置】
【實驗過程】
1、儀器組裝
裝置主要有發(fā)生裝置和收集裝置兩部分組成:
從中間剪開一只塑料多用滴管,將一只玻璃導管塞進帶有細徑的一半,制成套有去底塑料多用滴管的玻璃管,將細徑部分插入T形管內(nèi)并用膠皮管連接密封好。按上圖所示連接組裝儀器。
2、檢查裝置的氣密性
在微型集氣瓶的瓶口塞緊一只橡皮塞,將套有去底塑料多用滴管的玻璃管的下端插入盛有少量水的小燒杯中。用手擠壓膠頭,導管口有氣泡產(chǎn)生,松開手,導管內(nèi)上升一小段水柱,過一會兒,液面不下降,說明裝置不漏氣,氣密性良好。
3、制取并收集、檢驗二氧化碳
在微型氣體發(fā)生器底部的凹坑內(nèi)加入適量細小的石灰石,在塑料多用滴管內(nèi)吸入稀鹽酸,插入微型氣體發(fā)生器的支管內(nèi),塑料多用滴管和支管之間用膠皮管密封連接。在微型集氣瓶的瓶口塞一團棉花,擠壓膠頭,使稀鹽酸進入微型氣體發(fā)生器,開始反應(yīng)并制取二氧化碳,用向上排氣法在微型集氣瓶內(nèi)收集二氧化碳。過一會兒用燃著的木條檢驗二氧化碳。然后用濕潤的藍色石蕊試紙置于微型集氣瓶口,半分鐘后可以看到藍色石蕊試紙變紅。
4、二氧化碳溶與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的噴泉實驗
用橡皮塞塞緊微型集氣瓶的瓶口,再制取少量二氧化碳,排除細徑內(nèi)的空氣。然后再反復擠壓幾次膠頭(滴管內(nèi)少量的稀鹽酸已經(jīng)消耗完),促使二氧化碳被氫氧化鈉吸收。一會兒,可以看到氫氧化鈉溶液通過細徑被吸進微型集氣瓶中,形成噴泉。最后整個實驗裝置內(nèi)都有大量液體。
【實驗優(yōu)點】:
1、裝置簡單,便于組裝和操作。
2、可以自由的控制反應(yīng)物的用量。
3、實驗現(xiàn)象明顯,趣味性十足。
本實驗是在氨的噴泉實驗的基礎(chǔ)上進行的改進和和擴展,使學生知道噴泉實驗不只是局限于用易溶的氣體與液體來做。同時通過本實驗的探究可以激發(fā)學生的學習興趣,并且有助于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維.讓學生從實驗中理解原理,并培養(yǎng)了自己的實驗操作能力和科學研究的方法,懂得了實踐出真知的辯證科學原理。
通過該實驗的探究使學生知道了噴泉實驗不只是局限于類似氨的溶于水的設(shè)計方案,比如本實驗中互相反應(yīng)的氣體和溶液也可以完成噴泉實驗的設(shè)計。類似的組合還有很多,學生可以根據(jù)噴泉實驗的原理自主設(shè)計一些其他的噴泉組合。在完成實驗探究的同時,能體驗到實踐活動中的樂趣,并能夠提升自己的動手能力和豐富自己的科學視野,在科學探究的學習路上漸行漸遠。
參考文獻:
[1] 周之云.二氧化碳的制取及噴泉實驗.教學儀器與實驗,1993,(04)
關(guān)鍵詞:氨氣;教學實錄
文章編號:1008-0546(2012)12-0064-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.12.030
一、設(shè)計思想
“氨氣”是必修一第四章第四節(jié)的教學內(nèi)容,教學時從合成氨工業(yè)與人類生產(chǎn)與生活密切相關(guān)出發(fā),結(jié)合氨氣中氮元素的化合價(-3價——最低價),通過觀察實驗、分析實驗現(xiàn)象展開對氨氣性質(zhì)的討論。
本節(jié)課以實驗為主線來構(gòu)建學生學習的知識主線,同時穿插氨氣在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用去豐富教學內(nèi)容,“應(yīng)用”是本節(jié)課的又一主線。
二、教學實錄及評析
1.引入新課
師:氮是自然界植物生長所必須的元素,雖然空氣中有大量的N2,但是我們必須將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮才能被植物吸收,這個過程就是氮的固定。人工固氮的方法是將N2與H2反應(yīng)生成氨氣,一個看似非常簡單的反應(yīng),人類歷經(jīng)百年還在一直研究著,歷史上至少有兩次諾貝爾化學獎與合成氨的反應(yīng)有關(guān)。
1918年的諾貝爾化學獎得主哈伯發(fā)明了工業(yè)化合成氨氣的方法。在資源匱乏的當時人們是這樣評價這項發(fā)明的:這項發(fā)明“使人類從此擺脫了依靠天然氮肥的被動局面”,人類可以用“利用空氣制造面包”“解決世界糧食危機”。
在短短的13年后,1931年諾貝爾化學獎再次與合成氨有關(guān)。德國科學家卡爾·博施改進了哈伯首創(chuàng)的高壓合成氨法,找到了合適的氧化鐵型催化劑,使合成氨生產(chǎn)工業(yè)化規(guī)模擴大,這種方法叫“哈伯——博施法”。
人類為什么對氨氣如此感興趣,它具有怎樣的性質(zhì)和用途呢?讓我們一起來認識它!
評析:新課引入從氨氣在人類生產(chǎn)、生活的應(yīng)用出發(fā),聯(lián)系到和氨氣合成有關(guān)的諾貝爾化學獎,讓學生知道NH3與我們密切相關(guān),從而激發(fā)學生學習的興趣。
2.氨氣的物理性質(zhì)
師:展示一盛滿氨氣的圓底燒瓶,請同學觀察其顏色,并提出是否有同學愿意聞一下氨氣的味道。
生:(面帶難色)不愿意去聞氨氣的味道。根據(jù)自己的生活經(jīng)驗可知:氨氣是一種無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小。
師:(展示圖片)阿拉斯加輸油管道是世界上第一條伸入北極圈的原油管道,所經(jīng)地區(qū)的冬季溫度一般在-48℃至-51℃之間,為了保持原油在管道中一定的流速,需要維持沿線的油品溫度在60℃左右。這樣的溫度會使管道周圍的凍土融化,而使管線塌陷。
大家在圖片上看到在輸油管道的兩側(cè)有成千上萬根支架,這些支架中充有液氨(液氨在標準狀況下的沸點:-34℃),在支架的頂部是很多散熱片,這些液氨有什么作用呢? 你能分析一下在這些支架中液氨的狀態(tài)變化嗎?
生:輸油管中原油的熱量使液氨氣化,液氨氣化時吸收大量的熱,使環(huán)境溫度急劇降低,從而防止凍土融化。同時氨氣在支架的頂部的散熱片中與環(huán)境進行熱交換,在-48℃至-51℃氣溫下又轉(zhuǎn)化成了液氨,如此反復。
師:這體現(xiàn)了氨氣什么樣的性質(zhì)呢?
生:氨氣很容易液化,液氨氣化時吸收大量的熱,使環(huán)境溫度降低,因此氨常用作制冷劑。
評析:關(guān)于氨氣可以做制冷劑,在以往的教學中只是一句話的介紹,學生很難留下深刻的影響,通過介紹阿拉斯加的輸油管道,分析輸油管道兩側(cè)支架中液氨的狀態(tài)變化及作用,讓學生在生動的實際應(yīng)用中掌握知識。
師:除了以上一些物理性質(zhì),氨氣在水中的溶解度大小如何呢?我們來看一個有趣的實驗。倒置的圓底燒瓶中充滿了干燥的氨氣,用帶有玻璃管和滴管的塞子塞緊瓶口。滴管中事先盛滿了水,玻璃管的一端升入到滴有酚酞的燒杯中。擠壓滴管,使少量的水進入燒瓶。
師:為什么能看到紅色的噴泉?
生:氨氣是一種極易溶于水的氣體。
師:(追問)為什么描述時加了“極易”二字,哪些現(xiàn)象可以證明你的結(jié)論?
生:將滴管中的水擠入燒瓶后,滴管的膠頭變扁。打開止氣夾后水被迅速的壓入到燒瓶中,并伴有“嘶嘶”的聲音??梢灶A(yù)測這一滴管的水幾乎溶解了燒瓶中所有的氨氣,從而造成燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生了很大的壓強差。因此氨氣是一種極易溶于水的氣體。
評析:在演示氨氣的噴泉實驗時,引導學生體會氨氣極易溶于水中“極易”這兩個字在實驗現(xiàn)象中的體現(xiàn)。
師:(總結(jié))
一、氨的物理性質(zhì)
氨是一種無色、有刺激性氣味的氣體
標準狀況下,氨的密度為0.771g·L-1
氨易液化,可作制冷劑
氨極易溶于水 在標準狀況下的溶解性約為1∶700
3.氨氣的化學性質(zhì)
(1)氨的堿性
師:噴泉實驗中噴出的溶液為什么顯紅色呢?
生:氨氣溶于水后,溶液呈堿性,使酚酞試液變紅。
師:氨氣溶于水后,大部分與水結(jié)合生成一水合氨。一水合氨中有一小部分(約1%)電離呈NH4+和OH-,因此氨水顯堿性,而且是弱堿。
NH3+H2O■NH3·H2O■NH4++OH-
師:大家能否比較一下氨水和之前提到的液氨中存在微粒的區(qū)別?
生:填表比較。
評析:在介紹完阿拉斯加輸油管道的兩側(cè)支架中液氨的作用后,結(jié)合氨氣的噴泉實驗比較氨水和液氨中存在的微粒,從微觀層面對認識氨水和液氨聯(lián)系與區(qū)別,這樣的課堂教學設(shè)計很自然,學生對于知識的掌握也變成了一件水到渠成的事。
師:一水合氨不穩(wěn)定,很容易分解生成氨氣和水。(演示)用兩根玻棒分別蘸取濃HCl和濃氨水,將兩根玻棒靠近但不接觸。
生:(觀察現(xiàn)象)有白煙生成。
生:(解釋現(xiàn)象)濃氨水分解產(chǎn)生的氨氣揮發(fā)出來與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體結(jié)合生成了NH4Cl固體。(書寫方程式)NH3+HCl=NH4Cl。
生:(驚喜地發(fā)現(xiàn))盛有濃氨水和濃鹽酸的試劑瓶打開瓶蓋后,在兩試劑瓶瓶口上方中間靠近濃HCl的一側(cè)產(chǎn)生了大量的白煙。為什么煙是出現(xiàn)在靠濃鹽酸這一側(cè)呢?
生:(討論)從分子量可知NH3分子比HCl分子小,因此NH3分子遷移的速度比HCl快,白煙生成在靠近濃鹽酸這一側(cè),
師:其他強酸的濃溶液和濃氨水反應(yīng)時會有類似的現(xiàn)象嗎?
生:濃硝酸也是揮發(fā)性酸,推測現(xiàn)象應(yīng)該和濃HCl類似。而濃硫酸不具揮發(fā)性,只有將它與氨水混合接觸后才能發(fā)生反應(yīng)。
生:(設(shè)計實驗)提議將濃硝酸和濃氨水的試劑瓶靠近擺放,并分別打開試劑瓶,即可觀察到與濃鹽酸相似的現(xiàn)象:在靠近濃硝酸的一側(cè)有白煙生成。
師:(總結(jié))
二、氨氣的化學性質(zhì)
1、與酸反應(yīng)
■ 和易揮發(fā)性酸反應(yīng) 有白煙生成
NH3+HCl=NH4Cl
NH3+HNO3=NH4NO3
■ 和難揮發(fā)性酸反應(yīng)
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
NH3+H2SO4=NH4HSO4
評析:這段內(nèi)容的教學將實驗觀察和知識內(nèi)容有機地結(jié)合起來,在實施過程中并沒有按照原先設(shè)計好的方式進行,而是由學生“驚喜的發(fā)現(xiàn)”而展開的一系列的討論,這種“生成性”的教學方式使得課堂更加開放、豐富、多變,充分激發(fā)了學生的創(chuàng)造精神和智慧潛能。
(2)氨的還原性
①氨的催化氧化
師:右圖為常見含氮的化合物中氮元素的化合價,NH3中N元素為-3價,是N的最低價態(tài),化合價只能升高,因此NH3除了具有酸性外,NH3還可能具有什么性質(zhì)?
生:還原性。
師:上課一開始大家就知道:合成氨是人類科技發(fā)展史上的一項重大突破,它被大量用于制尿素,銨態(tài)氮肥以及硝酸。工業(yè)上制備尿素,銨態(tài)氮肥以及硝酸的過程中都利用了氨氣的還原性,以Pt作催化劑,O2作為氧化劑,將氨氧化為NO(4NH3+5O2■4NO+6H2O),再進一步轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)品。我們可以在課堂上演示這個反應(yīng)的過程。
生:(推測)用Pt作催化劑,氨的催化氧化的反應(yīng)中生成NO,它將迅速和氧氣結(jié)合生成NO2氣體,因此在實驗中可能會觀察到有紅棕色氣體生成。
師:(演示)在酒精燈上加熱鉑絲至紅熱,插入到盛有濃氨水的錐形瓶中。
生:(觀察現(xiàn)象,驚訝)鉑絲保持紅熱,并沒有看到紅棕色的氣體,而是在濃氨水的液面上緩緩的生成了很多白煙。
師:鉑絲為什么能持續(xù)紅熱呢?生成的白煙是什么呢?為什么沒有看到紅棕色氣體呢?
生:鉑絲持續(xù)紅熱說明反應(yīng)放熱;生成的白煙是NH4NO3;沒有看到紅棕色氣體,是由于氨催化氧化生成的NO與O2結(jié)合生成NO2,NO2隨即與空氣中的水蒸氣生成HNO3,HNO3再與濃氨水揮發(fā)出的氨氣結(jié)合生成NH4NO3固體,這就是白煙。
師:NH3NONO2HNO3的轉(zhuǎn)化過程就是工業(yè)上合成硝酸、銨態(tài)氮肥的主要原理。
師:氨的催化氧化中除了Pt可以作催化劑,Cu也可以作催化劑。同樣我們也可以在課堂上演示Cu催化氧化的過程。
師:(演示)將銅絲繞成螺旋狀,在酒精燈上加熱至紅熱,再插入盛有氨水的錐形瓶中。
生:(觀察現(xiàn)象)銅絲保持紅熱。錐形瓶內(nèi)沒有白煙生成。
生:(分析)根據(jù)現(xiàn)象結(jié)合N元素的價態(tài)變化,-3價的N元素的價態(tài)升高,結(jié)合反應(yīng)現(xiàn)象,推測氧化產(chǎn)物應(yīng)該是N2。
(書寫化學方程式)4NH3+3O2■2N2+6H2O
師:催化劑不同,氨催化氧化的產(chǎn)物也不同??茖W界中廣被傳說的“第三位小數(shù)的勝利”就和這個反應(yīng)有關(guān)。英國物理學家雷利測定氮氣的密度時,發(fā)現(xiàn)從空氣里分離出來的氮氣每升質(zhì)量是1.2572克,而由NH3的催化氧化制得的N2每升質(zhì)量是1.2505克。經(jīng)多次測定,兩者質(zhì)量相差仍然是幾毫克??少F的是雷利沒有忽視這種微小的差異,通過反復的實驗,他從空氣中分離出了很少量沒被發(fā)現(xiàn)的、較重且極不活潑的稀有氣體。
評析:Pt作催化劑的氨的催化氧化是工業(yè)生產(chǎn)中的一個非常重要的反應(yīng),在課堂上可以演示學生覺得特別興奮,而且學生根據(jù)方程式推測的實驗現(xiàn)象與實際觀察到的現(xiàn)象不一致,進一步激發(fā)學生去思考問題,解決問題,通過討論學生了解了化學反應(yīng)的層次性。同時將Cu作催化劑的氨的催化氧化的產(chǎn)物和現(xiàn)象與Pt的做比較,讓學生了解催化劑的選擇性,同時一小段化學史的介紹會給課堂增添了一些色彩,讓學生體會科學家認真細致的研究態(tài)度。
②氨氣與氯氣的反應(yīng)
師:在學習非金屬的時候我們會經(jīng)常提起另一種具有氧化性的氣體Cl2,它會和氨反應(yīng)嗎?(演示實驗)兩瓶體積相同的集氣瓶中分別收集了氯氣和氨氣,將氨氣的集氣瓶倒置在氯氣的集氣瓶上,抽出玻片。
生:(觀察現(xiàn)象)黃綠色的Cl2迅速擴散,集氣瓶中有燃燒的現(xiàn)象,同時產(chǎn)生濃郁白煙,黃綠色漸漸褪去。
師:燃燒現(xiàn)象說明了什么?白煙是什么?氧化產(chǎn)物是什么?
生:燃燒現(xiàn)象說明Cl2具有很強的氧化NH3的能力,白煙是NH4Cl。在反應(yīng)中Cl元素的價態(tài)降低,說明一定有其他元素的價態(tài)升高,而NH3分子中H 元素的價態(tài)為+1價,只有-3價的N 元素的價態(tài)可以升高,根據(jù)實驗現(xiàn)象,推測氧化產(chǎn)物應(yīng)該是N2。(書寫方程式)8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2
師:(追問)這個反應(yīng)中氨氣與氯氣的物質(zhì)的量之比為8∶3,而我們實驗時,氨氣與氯氣的體積是相同的,如果發(fā)生了上面的這個反應(yīng),氯氣應(yīng)該是過量的,那么為什么集氣瓶中的氯氣會褪成無色呢?
師:(提示)實驗中氨氣與氯氣的體積相同,也就是說反應(yīng)中3mol的氯氣得到6mol電子轉(zhuǎn)化為6mol的Cl(-1價),同時2mol的 NH3失去6mol的電子生成1mol N2,剩余1mol NH3與1mol Cl(-1價)結(jié)合成NH4Cl,那么還有5mol的Cl(-1價)轉(zhuǎn)化成了什么?
生:HCl 。(書寫方程式)2NH3+3Cl2=N2+6HCl
師:等物質(zhì)的量的NH3和Cl2相混合,所得不同還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是多少?
生:等物質(zhì)的量的NH3和Cl2相混合,同時發(fā)生上述兩平行反應(yīng)時,得到的還原產(chǎn)物n(NH4CI)∶n(HCI)=1∶5
生:(提問)等物質(zhì)的量的NH3和Cl2反應(yīng)能否這樣理解:NH3首先與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成N2和HCl,然后過量的NH3會和生成的HCl反應(yīng)生成NH4Cl。
師:(肯定、總結(jié))
師:工業(yè)上利用NH3與Cl2的反應(yīng)產(chǎn)生白煙的現(xiàn)象檢查氯氣管道是否漏氣。
評析:這部分的教學內(nèi)容要求學生不僅是對宏觀現(xiàn)象的細致觀察,而且要借助反應(yīng)的定量關(guān)系去解決“集氣瓶中的黃綠色為什么能慢慢褪去”這個問題。在思考、討論的同時學生也逐漸體會到了隱藏在顯性現(xiàn)象后面的隱性反應(yīng)(遞進的反應(yīng)過程)。根據(jù)實驗現(xiàn)象“定量”的分析化學反應(yīng)也是學生應(yīng)有的一種的思維方法。
師:(總結(jié))
2、氨氣的還原性
4.氨氣的用途
師:
評析:課堂結(jié)束和開始的新課引入遙相呼應(yīng),而且也對這節(jié)課的主要內(nèi)容做了總結(jié)。
一、“氨銨鹽”的核心內(nèi)容及其教學價值
從物質(zhì)分類的角度看,溶于水,溶液呈堿性,是學生在中學階段接觸到的唯一一種堿性氣體,由此推測氨氣可以與酸反應(yīng),轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮;從價態(tài)的角度看,N處于最低價(-3價),具有還原性,可以被氧化,轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,而且氮元素是學生在中學階段接觸到的變價最為豐富、最為復雜的元素。通過氨氣性質(zhì)的探討,有助于學生建立從物質(zhì)的所屬類別和核心元素化合價這兩個角度學習某一具體物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法。
氨是非金屬氫化物的重要代表(新課程中唯一一種系統(tǒng)研究的氫化物)。通過本節(jié)學習,有助于學生初步形成氫化物—單質(zhì)—氧化物—含氧酸—含氧酸鹽的非金屬的知識體系。同時,上一單元中學生對于鈉、鋁、鐵的學習為本節(jié)課的學習奠定了知識和方法基礎(chǔ)。特別是本單元對于硫的化合物的學習,學生進一步理解了元素觀的一些基本觀點。通過本節(jié)課的教學有助于學生深刻理解:無論金屬元素還是非金屬元素,都存在著自身的系列變化,即由同種元素組成的不同物質(zhì)間可以相互轉(zhuǎn)化。而變化系列中都有兩條線:一條是氧化還原線;另一條是非氧化還原線,即常說的離子反應(yīng)線。最終將學生的認識轉(zhuǎn)化為氮元素的單質(zhì)及其化合物轉(zhuǎn)化的二維關(guān)系圖。轉(zhuǎn)化關(guān)系圖,既可以預(yù)測其他含氮物質(zhì)的性質(zhì),也能尋找相應(yīng)的反應(yīng)路徑。比如,尋找實驗室制備氨氣的途徑,在選修1第四章尋找含氮()廢水的凈化路徑等等。
二、學生學習“氨銨鹽”的基礎(chǔ)與困難分析
關(guān)于“氨”,學生現(xiàn)有的知識水平是:在初中對于銨態(tài)氮肥已有初步的認識,前面又學習了氮和硫的氧化物的知識,知道了由的轉(zhuǎn)化路線,初步形成了研究非金屬及其化合物的一般步驟和方法。但是學生對于從物質(zhì)類別和化合價變化兩個角度認識物質(zhì)的性質(zhì)還有很大欠缺,而這既是元素觀的基本內(nèi)涵,也是學生應(yīng)該掌握的重要方法。通過本節(jié)課的學習,學生應(yīng)該在這方面得到長足的發(fā)展。
通過前三個單元的學習,學生有了一定的實驗技能和分析、觀察能力,但在對比學習和實驗設(shè)計方面缺乏訓練。而且對剛升入高中不久的學生來說,大部分學生的抽象思維比較弱,不太會靈活運用所學知識,學習方法上往往更多地習慣死記硬背,不習慣對知識的理解記憶和獨立思考,在動手探究能力方面則更為欠缺。因此,教師應(yīng)該讓學生通過觀察、討論、實驗探究等方式理解和掌握氨和銨鹽的性質(zhì),通過建構(gòu)和應(yīng)用“含氮物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的二維關(guān)系圖”發(fā)展對物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的認識。
三、基于實驗支持的“氨 銨鹽”教學活動設(shè)計
1.整體教學結(jié)構(gòu)
氮及其化合物是高中化學教學的重要內(nèi)容,是學生在中學階段所學習的元素化合物知識的重要組成部分。為了整體把握氮元素家族不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,將必修模塊和選修模塊做了重新布局和組合,力求學生對元素觀的理解呈現(xiàn)螺旋上升的趨勢。簡單分解如下。
必修1:將第四章3、4兩節(jié)內(nèi)容重組,把含硫元素的物質(zhì)和含氮元素的物質(zhì)分別集中,突出“元素中心”,通過物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化研究物質(zhì)的性質(zhì)、制法等。即將硫、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸鹽作為一個整體,將氨(銨鹽)、一氧化氮、二氧化氮、硝酸、硝酸鹽作為一個整體。對于含氮化合物的學習,借鑒魯科版教材思路,與人教版教材整合,分三課時完成教學內(nèi)容。即將氮氣、一氧化氮、二氧化氮作為第一課時,氨氣和銨鹽作為第二課時,硝酸和硝酸鹽作為第三課時。第一課時熟悉幾種常見的含氮物質(zhì),了解自然界中由氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}的過程;第二課時構(gòu)建含氮物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的二維關(guān)系圖;第三課時直接運用轉(zhuǎn)化關(guān)系預(yù)測并驗證硝酸的性質(zhì)。
選修1:以含氮污水的處理為素材,進一步從離子反應(yīng)和氧化還原角度,深入探究含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,由必修階段對含同種元素物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的研究,過渡到按照預(yù)定的方向和目標改造物質(zhì)。
高三總復習階段:運用化學反應(yīng)原理分析氮元素化合物間轉(zhuǎn)化的條件,進一步體現(xiàn)化學的應(yīng)用價值和社會價值。
通過本節(jié)內(nèi)容的學習進一步鞏固和深化了氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)理論。更為重要的是,本節(jié)課通過從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度,利用二維關(guān)系圖預(yù)測性質(zhì),尋找反應(yīng)路徑,有助于學生從以物質(zhì)為中心、記憶單個物質(zhì)的性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽貫橹行?、從宏觀上整體把握常見含氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,為學生學習元素化合物提供了工具和方法。本節(jié)課的整體教學結(jié)構(gòu)如圖1。
2.關(guān)鍵教學環(huán)節(jié)
觀念和方法的形成不可能在一節(jié)課內(nèi)完成,因此本教學設(shè)計將課前、課中、課后有機結(jié)合,使學生思維循序漸進,呈現(xiàn)螺旋上升的趨勢。學生通過課前預(yù)習,將前一節(jié)課學習過的含氮物質(zhì)初步畫在二維關(guān)系圖上(以物質(zhì)類別為橫坐標,以氮元素主要化合價為縱坐標)。課上通過實驗完善二維關(guān)系圖,并應(yīng)用二維圖尋找實驗室制氨的途徑。課后進一步應(yīng)用二維關(guān)系圖預(yù)測硝酸的性質(zhì)。本教學設(shè)計中的主干知識采用實驗建構(gòu),用圖示加深理解,用化學方程式進行強化。以下三個關(guān)鍵教學環(huán)節(jié)的設(shè)計和實施體現(xiàn)了上述教學構(gòu)想。
(1)預(yù)習交流,推測性質(zhì)的教學活動設(shè)計
[活動2]組織小組討論:請你依據(jù)二維關(guān)系圖,預(yù)測氨的化學性質(zhì),并說明預(yù)測依據(jù)。從學生的討論結(jié)果看,多數(shù)學生能從氨中氮元素的化合價預(yù)測出氨能被氧化,具有還原性。而對于氨與酸反應(yīng)的預(yù)測更多的是借助于氨水顯堿性的經(jīng)驗,而不是由氨的所屬類別推測出的。通過活動發(fā)現(xiàn),學生對于氫化物比較陌生,缺乏系統(tǒng)性認識。
(2)實驗探究,建構(gòu)轉(zhuǎn)化關(guān)系的教學活動設(shè)計
[實驗1]教師演示,氨氣溶于水的噴泉實驗(見圖2)。
[問題]在噴泉實驗中觀察到什么現(xiàn)象?分析原因。實驗中體現(xiàn)了氨的哪些性質(zhì)?
[設(shè)計意圖]氨的主干知識是水溶液呈堿性。此實驗設(shè)計有兩個功能:功能之一是豐富學生對于氣體溶于水的實驗方法設(shè)計。通過氯氣、二氧化硫、二氧化氮的學習,學生已經(jīng)知道了幾種驗證氣體在水中溶解性的實驗方法。本實驗則更加直觀,使學生印象深刻。功能之二是由噴泉的顏色引出氨水的堿性,自然過渡到氨的化學性質(zhì),建立起氨與氨水的聯(lián)系。
[實驗2]實驗視頻,“變色蝴蝶”實驗(見圖3)。
[問題]“變色蝴蝶”實驗中觀察到什么現(xiàn)象?如何解釋這一現(xiàn)象?
[設(shè)計意圖]通過紙蝴蝶由白變紅,加熱后又由紅變白的現(xiàn)象分析,形成對可逆反應(yīng)的深層認識。與實驗1結(jié)合,突出了氨的水溶液呈堿性這一主干知識,形成對氨氣與氨水之間實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的完整認識。
[實驗3]學生分組實驗,氨氣與氯化氫的反應(yīng)(見圖4)。
在培養(yǎng)皿一側(cè)滴入1滴濃鹽酸,另一側(cè)滴入1滴濃氨水(二者不要接觸),立即蓋上表面皿并不再打開,觀察現(xiàn)象。再把整套裝置顛倒過來,觀察培養(yǎng)皿底部生成物的顏色和狀態(tài)。
[問題]氨氣以氮肥的身份進入人們的視野。通過學習你認為氨氣和氨水適合做氮肥嗎?為什么?有沒有什么方法可以解決這個問題?
[設(shè)計意圖]植物是通過根部吸收氮肥,而氨氣難于作用于植物根部,氨氣轉(zhuǎn)變?yōu)榘彼?雖然能夠被植物吸收,但是由于氨水不穩(wěn)定,會造成肥分損失,也不適合作氮肥。氣態(tài)的(氨氣)不行,液態(tài)的(氨水)不好,學生的思維自然想到要轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的銨鹽。但是由氨氣直接轉(zhuǎn)變?yōu)殇@鹽,還是先轉(zhuǎn)變?yōu)榘彼?再轉(zhuǎn)變?yōu)殇@鹽,學生的想法是模糊的,更多的學生更傾向于后者。此實驗設(shè)計正可以解決上述疑問,同時從另一角度補充了學生對于氫化物的認識。根據(jù)物質(zhì)的所屬類別和化合價,按照實際需要和預(yù)設(shè)方向改造物質(zhì),并通過實驗探究提供實證,既是學習元素化合物的方法和思路,更是學習元素化合物的意義。
[實驗4]學生分組實驗,與濃NaOH溶液的反應(yīng)(見圖5)。
[問題1]參照的產(chǎn)品使用注意事項,推測銨鹽可能具有哪些性質(zhì)?
[問題2]觀察兩瓶不同存放方式的碳酸氫銨,找出不正確存放的那一瓶。你是依據(jù)什么找出來的?
[問題3]打開盛有碳酸氫銨的廣口瓶,聞氣味,試寫反應(yīng)方程式。
[問題4]依據(jù)二維關(guān)系圖推測銨鹽與堿反應(yīng)可能的生成物是什么?
[設(shè)計意圖]通過實驗探究逐步建構(gòu)含氮物質(zhì)之間的可能轉(zhuǎn)化關(guān)系,形成對氨、氨水、銨鹽之間轉(zhuǎn)化的完整認識。同時有助于學生從辯證的角度理解物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。從氨、氨水到銨鹽的轉(zhuǎn)化通過與酸反應(yīng)實現(xiàn),反過來由銨鹽到氨或氨水的轉(zhuǎn)化就要通過與堿反應(yīng)實現(xiàn)。這樣就為研究物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化提供了工具和方法上的支持。
(3)總結(jié)應(yīng)用教學活動設(shè)計
[問題2]如何認識和使用二維關(guān)系圖?
[問題3]請你利用二維關(guān)系圖尋找適合于實驗室制的反應(yīng)路線。
一、選擇恰當?shù)慕虒W方法
化學課堂教學的掌控機制,在很大程度上就是刺激學生集中注意力,調(diào)動學生學習的積極性。從美學的角度講,引起人們審美注意的一個重要因素,是客觀對象的新異性和多樣性。因而,課堂教學方法是否新穎、是否多樣,也是取決能否有效的實施課堂教學掌控的重要因素。
首先,教師要克服教學方法模式化的傾向,追求教法的新穎性,以新穎的形式激發(fā)學生的求知欲,使之保持穩(wěn)定的注意力。課堂教學必須改變教師講、學生聽的“注入式”陳舊模式,建立以學生主動參與活動為主的新模式,確實把學生置于教學的主置。教師不能越俎代庖地代替學生學習,而應(yīng)重在誘導、引導、指導,讓學生積極活動,主動參與,真正成為課堂的主人。教師引路,學生走路,使學生在教師的指導下,通過自學、思考、討論、訓練、實踐等多種學習活動,獨立的獲得知識,培養(yǎng)能力。
其次,教師不能總是用某種單一的教學方法,堂堂用、年年用,而要追求教法的靈活性和多樣性,要積極采用現(xiàn)代教育教學方法中的精華部分,以不斷變化的信息去刺激學生的接受欲望,使之形成持久的注意力。陳舊的、呆板的教學方法,使學生感到索然無味,學習情緒低落。相反,選擇和運用多種教學方法,使學生興趣盎然??傊?,教學方法只有符合學生的年齡特點、心理特征和認識規(guī)律,才能對課堂教學具有穩(wěn)固的調(diào)控功能。
二、積極培養(yǎng)學生的學習興趣
興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的心理傾向,是推動學生學習活動的內(nèi)在動力。如果教師能夠激發(fā)起學生學習的濃厚興趣,那么,課堂教學的主動權(quán)就牢牢的掌握在教師手里。
在化學教學中利用學生的求知欲和對化學的好奇心,將其轉(zhuǎn)化為學生的求知欲望,進而轉(zhuǎn)化為學習的興趣,這樣使學生的學習變被動為主動。在課堂教學中教師要善于運用多種手段,激發(fā)學生的學習興趣。如:運用生動形象的語言、直觀教具、演示實驗、多媒體手段、聯(lián)系生活生產(chǎn)實際、創(chuàng)設(shè)化學意境等。例如,學習“氨氣的性質(zhì)”時,先演示“噴泉”實驗,活躍課堂氣氛,學生抱著好奇心觀察自己意想不到的現(xiàn)象,這種興趣比較具體,但它的作用短暫且不穩(wěn)定。然后我就提出問題:“噴泉形成的原因,它體現(xiàn)了氨的那些性質(zhì)”?通過學生自己的思考和老師的啟發(fā),有學生指出噴泉產(chǎn)生的原因是由于瓶中氣壓小于外界大氣壓,而瓶中氣壓之所以減小是由于瓶中的氨氣溶于水而造成的。這樣的解釋得到了所有同學的肯定,從而也總結(jié)出了氨的一個重要的性質(zhì)-----氨極易溶于水。隨后進一步啟發(fā)引導,蒸餾水在實驗前后顏色的變化,說明燒瓶中的溶液為堿性,總結(jié)其原因是由于氨溶于水后,與水反應(yīng)生成了一水合氨,它是一種弱電解質(zhì),在水中發(fā)生部分電離產(chǎn)生了氫氧根離子。通過反應(yīng)原理的介紹,進一步介紹反應(yīng)過程和一水合氨的電離過程,加深了同學們的影響。這種過程的興趣就轉(zhuǎn)化為理解興趣,具有較強的穩(wěn)定性和持久性。然后順藤摸瓜似的提出更深層次的問題:“常溫下氣體在某溶劑中的溶解度至少要達到多少才能用于噴泉實驗?”“存放啤酒的倉庫為什么要保持較低的溫度?”“汽水瓶未打開而置于較高的溫度會有什么后果?”“是不是只有氣體與水才能形成噴泉實驗?”等學生興趣更濃,他們利用所學知識進行積極思考,解釋上述問題,這種興趣為創(chuàng)造性興趣,它具有更強的穩(wěn)定性和持久性的特點。
三、錘煉教學語言的表達能力
人類的語言是傳遞,表達情感以及學習和保存信息的重要手段。在化學教學中,知識的傳遞、思維的引導、認識的提高、能力的培養(yǎng)處處都需要語言這個載體來實施?;瘜W教學無論采取什么樣的形式和方法,都離不開教師的語言。因此,對化學課堂教學的有效調(diào)控,在一定程度上取決于教師的語言組織和表達能力。
首先,化學教學語言要有一定的科學性和準確性。具體的講,在表達概念、原理、結(jié)論和規(guī)律時,語言表達要做到精練、準確,不說半截句,不含糊其辭,也不拖泥帶水。不然,就會主次不分明,就會有點“荒草多了,苗就看不清”的味道。例如:加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng),雖是合成高分子化合物的兩大反應(yīng),兩個概念只有一字之差,但區(qū)別很大。加聚反應(yīng)是由不飽和的單體聚合成高分子的反應(yīng),其產(chǎn)物只有一種高分子化合物??s聚反應(yīng)的單體一般含有兩種或兩種以上能相互作用的官能團(兩個或兩個以上易斷裂的共價鍵)的化合物,產(chǎn)物中除一種高分子化合物外,還生成有小分子??梢?,兩個概念的本質(zhì)區(qū)別就在于有無小分子生成,教師必須表達的清楚、準確。
其次,化學課堂教學語言要講究藝術(shù)性。如:注入一點幽默味,不但能活躍課堂氣氛,吸引學生的注意力,而且還能增強教學的藝術(shù)性和欣賞性,更能培養(yǎng)學生的學習興趣,啟迪科學思維,給學生以愉悅的享受。例如,在介紹納米時,溫馨地提示學生:納米是一個單位,它不是一種米,它可能沒有泰國香米好吃喲!以前有個學生送我一個“納米保溫杯”,我打開一看就是一般的保溫杯,我驚奇地發(fā)現(xiàn)在保溫杯的夾層中容納了幾粒米,我終于明白了這就是他所謂的“納米杯”。融入一點生活味,使他們感受到身邊的化學物質(zhì)和化學變化,增強學習的興趣,加深學生對化學知識在生活實際中應(yīng)用的認識。例如,在講到焰色反應(yīng)時,可給學生簡要介紹產(chǎn)生焰色反應(yīng)的實質(zhì),然后推廣到節(jié)日里霓虹燈的發(fā)光原理,最后再聯(lián)系到現(xiàn)在高級汽車上配置的氙氣大前燈的工作原理,加深學生對焰色反應(yīng)是物理變化的理解。又如當講到相似相溶原理時,可引導學生思考:①家庭裝修后,用常用的什么物質(zhì)可有效吸收涂料中揮發(fā)的有害物苯、甲醛的污染?②洗衣服脫色時,可加點食鹽防脫色,請解釋原因。添加一點人文味,培養(yǎng)學生良好的人生觀、價值觀、道德觀、審美觀,塑造學生追求真善美的高尚人格。例如,在學習濃H2SO4性質(zhì)時,我向全班學生回放清華大學學生劉海洋用濃H2SO4潑狗熊事件。
總之,化學課堂教學語言只有做到科學性和藝術(shù)性的統(tǒng)一,才能使課堂教學處于一種有張有弛、生動活潑、饒有趣味的良性運作狀態(tài)。
四、控制好上課時的情緒
教師的情緒直接影響著學生的情緒,是影響學生注意力最敏感的因素之一。學生學習情緒的高低,課堂氣氛活躍不活躍,很多時候是與教師的情緒同步的。因此,課堂教學氛圍首先決定于教師的激情,若教師表情冷漠、呆板、情緒低落,學生的求知欲就會消炎云散,課堂如一潭死水,無聲無息之后,一無所得,如何談?wù)n堂效益。
首先,教師在課堂上始終都應(yīng)該情緒飽滿,精神抖擻,目光有神,滿懷激情,對上好課充滿信心。這樣,學生勢必就會潛移默化地受到教師這種激情的感染,精神振奮,情緒高漲。其次,教師在講解不同的教材內(nèi)容時,表現(xiàn)出不同的精神。用熱情自豪的神情講述我國化學家在科學上取得的成就,用嚴肅憂慮的神情講述我國當前面臨的環(huán)境污染問題、資源短缺等問題,用充滿信心的神情講述化學對我國今后發(fā)展的重大作用。這樣,學生就會情不自禁地與教師的喜、怒、憂、樂產(chǎn)生共鳴,達到“未聽曲調(diào)先有情”的境界。
關(guān)鍵詞:偽探究;知識遷移;教學藝術(shù)原則;教學藝術(shù)形式
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)03-005-02
化學噴泉實驗的相關(guān)知識出現(xiàn)在人教版必修一第四章《非金屬及其化合物》第四節(jié)《氨、硫酸、硝酸》第一課時,以氨氣――水的噴泉實驗作為載體,以探究氨氣的理化性質(zhì)為目的。通過噴泉實驗的實驗現(xiàn)象使學生了解氨的性質(zhì)(水溶液呈堿性、極易溶于水、揮發(fā)性等)。整體實驗設(shè)計思路與原理不僅具有代表性,而且難度適中,學生容易接受。但是本節(jié)內(nèi)容中對于噴泉實驗的介紹不夠全面,問題探討也不夠深入,而本節(jié)內(nèi)容又屬于重要考點,因此,加以擴展極具必要性。針對此種情況,許多專家學者以及一線教師都加以論述,文章數(shù)量頗豐、種類繁多。但閱讀了一些噴泉實驗教學設(shè)計或改進的論文后,深覺上述問題并未得到從根本上的解決,經(jīng)過總結(jié)以往文獻存在以下問題。
1、多以噴泉實驗裝置的改進、優(yōu)化、美化為主要內(nèi)容,一味的求新求異,忽略了學生的理解與接受水平與實驗本身的目的。造成課上效果好,課下學生復習困難,反饋效果差的效果。與化學教學藝術(shù)的基本原則相違背,后文將詳細論述。
2、實驗幾乎全部為演示實驗,缺乏與學生的互動性。筆者通過反復實驗,氨氣的噴泉實驗從實驗的準備到操作對于實驗者要求并不高,而且實驗本身危險性不大。在課堂上完全可以給學生分組實驗操作的機會,而在實踐中發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題也符合化學作為一門實驗學科的理念。
3、缺乏思維延伸與知識遷移。氨氣噴泉實驗演示結(jié)束后,由于教材未再涉及化學噴泉的相關(guān)內(nèi)容,許多教師便不再提及,把關(guān)于化學噴泉實驗的問題放到習題中解決,遇到一道講解一道,但這種方法的弊端在于知識傳輸不系統(tǒng)、邏輯性差。學生很難通過幾道習題就掌握關(guān)于化學噴泉實驗的全部知識。關(guān)于解決此類問題的嘗試方法詳見后文關(guān)于多種教學思維共存的論述與附錄教學設(shè)計。
4、偽探究思路明顯,逃避驗證性思維。氨氣噴泉實驗的目的在于探究氨氣的相關(guān)性質(zhì),但在實際課堂講授中學生往往只對實驗現(xiàn)象感興趣而對于探究目的不明確,許多教師為了響應(yīng)新課標重視探究的理念依然把探究思維強加于學生,認為驗證性思維是落后的,殊不知在科學探究的過程中實驗本身的作用就是驗證猜想的工具。一味的強調(diào)探究流程反而使課堂效率降低,學生對于實驗本身關(guān)注度不夠。
一、設(shè)計理念
1、在教學中體現(xiàn)化學教學藝術(shù)的基本特征
在授課過程中注意教學藝術(shù)的形象性,在演示實驗的過程中教師應(yīng)將實驗裝置、操作步驟及實驗現(xiàn)象通過語言進行描述,方便學生分析實驗,也能規(guī)范學生本身的化學語言。多使用現(xiàn)代教學媒體輔助教學,把不能再課堂上演示的實驗放到屏幕上。比如對于藥品與裝置的知識遷移過程中教師引導學生改進后的裝置或者藥品組合不可能全部的通過現(xiàn)場實驗來進行效果的檢驗,對此可以收集一些其他種類化學噴泉實驗的視頻供學生觀看,更有效地激發(fā)學生興趣,幫助學生理解與記憶。而利用多種手法來輔助教學也是化學教學藝術(shù)綜合性的體現(xiàn)。在實驗過程中創(chuàng)造性也十分重要,創(chuàng)造可以是教師的也可以是學生的。比如筆者在課堂演示實驗中就將教材中的裝置進行改裝,用醫(yī)用注射器代替了膠頭滴管,注射器的刻度使得學生更直觀的觀察到教師向燒瓶中注入水的體積,使得實驗從定性向定量的方向進步,另一方面也增加了注入燒瓶中水的量使得更多的氣體溶解到水中,提高了實驗的成功率。而對于教師而言由創(chuàng)造性派生出的即興性也適用于該實驗的演示,比如如果在準備過程中氨氣不純,可能導致噴泉無法正常引發(fā),那么利用注射器可以直接抽出一些氣體,人為的制造壓強差,使燒杯中的水進入燒瓶開始大量溶解進而引發(fā)噴泉,或者利用失敗的演示實驗直接引導學生分析失敗原因等即興應(yīng)變能力是教師應(yīng)該具備的。
2、在教學中遵循化學教學藝術(shù)的基本原則
化學教學藝術(shù)的創(chuàng)造活動不是隨心所欲,異想天開的?;瘜W教學藝術(shù)以審美創(chuàng)造為核心,要求教師必須按照美的規(guī)律,遵循美的法則進行化學教學藝術(shù)的創(chuàng)造。在這里以形勢與內(nèi)容相統(tǒng)一的原則為例,在問題一中提到現(xiàn)行文獻多以噴泉實驗裝置的改進、優(yōu)化、美化為主要內(nèi)容,一味的求新求異,忽略了學生的理解與接受水平與實驗本身的目的。這就使形勢內(nèi)容的不夠統(tǒng)一,例如一些教師為了追求課堂演示效果一開始就搭建了一套復雜的實驗裝置,盡管可能成功率更高且實驗效果更好,但對于剛剛接觸噴泉實驗的學生群體來說接受起來十分困難,更談不上分析實驗裝置與現(xiàn)象進而得出結(jié)論了。對于噴泉實驗,多樣的演示形式可以幫助學生理解設(shè)計思路與原理,但應(yīng)明確表現(xiàn)形式必須與教學內(nèi)容相統(tǒng)一,達到高度和諧,使教學內(nèi)容通過教學藝術(shù)形式得以充分的表達,而教學內(nèi)容又是為教學目的服務(wù)的,所以在創(chuàng)新形式的過程中要明確教學目標,知識拓展、思維遷移要適度,由淺到深,針對學生的課堂反饋情況及時調(diào)整教學形式與難度,最大程度的提高知識傳遞效率,使得教學設(shè)計本身更具實用性。
教師在進行化學實驗課時,為了使學生有一個更為直觀的體驗,經(jīng)常會使一些有害氣體暴露在空氣中,這些氣體會對大氣環(huán)境和實驗操作者們產(chǎn)生困擾。利用氣球來收集這些有害氣體,不僅能夠保護環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,而且能夠廢物利用,變廢為寶。
在一氧化碳還原氧化銅的實驗中,首先通入一氧化碳,在導管后面系上一個氣球,但在加熱前必須先檢查一下一氧化碳的純度,然后點燃酒精燈將玻璃管內(nèi)的物質(zhì)加熱,實驗完成后先熄滅酒精燈,最后再通入一會兒一氧化碳直到試管冷卻。在試驗中,由于一氧化碳是有害氣體,容易造成空氣污染,所以加入氣球讓其能夠?qū)]有參加反應(yīng)的一氧化碳進行收集,在一定程度上能夠減輕一氧化碳的流失對環(huán)境造成的破壞,同時,還能將收集起來的氣體重新應(yīng)用于實驗當中,實現(xiàn)資源的重復利用。
2.驗證氣體的溶解性
如果一些氣體的溶解性較大,那么就可以利用噴泉實驗來驗證。在證明氯化氫以及氨等氣體的溶解性時就是采用的該種方式。將氣球應(yīng)用在實驗中來證明氣體的溶解性相較于采用其他裝置來說具有裝置簡單、操作方便等優(yōu)點。具體操作方式如下:
提前準備一只干燥的氣球,并在其出口處插入一個雙孔橡皮塞,其中一個孔和有水的膠頭滴管相連接,而另一個孔則主要是通人氯化氫或者是氨等氣體,然后利用膠頭滴管向氣球內(nèi)持續(xù)滴入水,直至氣球膨脹到一定程度時,停止滴水,并用止水夾將進氣管夾住,在捏膠頭滴管時會發(fā)現(xiàn)氣球的膨脹程度開始減小,出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象,主要是因為氣球內(nèi)的氣體溶于水后使內(nèi)外出現(xiàn)了氣壓差。由此可見,利用氣球這一實驗便可驗證氣體的溶解性。
3.探究二氧化碳的密度
在初中化學實驗課中,為了使學生了解二氧化碳的密度,教師可以將二氧化碳的密度與空氣的密度進行比較。首先準備紅色氣球以及綠色氣球和一個大燒杯,然后將兩個氣球放人大燒杯中,并在紅色和綠色氣球內(nèi)分別灌入空氣和二氧化碳氣體,再將一集氣瓶中的二氧化碳傾倒入大燒杯中,會發(fā)現(xiàn)其中一只氣球會浮上來,用手輕輕按壓該氣球,氣球就又會浮上來,而浮上來的氣球則是灌入空氣的氣球,由此可見,二氧化碳的密度比空氣的密度大。或者在紅、綠色氣球內(nèi)分別裝入等質(zhì)量的空氣和二氧化碳,然后比較兩個氣球的體積大小,紅色氣球的體積要比綠色氣球的體積大,說明綠色氣球的密度較大。由此可見,根據(jù)氣球的大小來判斷兩種氣體的密度也是非常容易的。同時,教師可以根據(jù)這一點引導學生思考二氧化碳密度低于空氣有哪些作用,例如滅火、促進植物特別是低矮農(nóng)作物的光合作用等都是學生可以思考的方向。
“興趣是最好的老師”,這是大家耳熟能詳?shù)囊痪涿?。從學生興趣入手,通過實驗創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學生的探究欲望,不僅可以提高學生主動參與的積極性,還能把課堂上學習的自“還”給學生。如果學生不能積極主動的參與,就不可能有發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)展能力的機會,更談不上創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課堂實驗教學是培養(yǎng)學生科學探究能力的主陣地,在教學中,教師要想盡一切辦法,設(shè)置和創(chuàng)設(shè)豐富的問題情境,讓學生能自主體驗實驗的過程和獲得實驗成功的喜悅,使他們學習化學的興趣更濃,探索、創(chuàng)新的動機更強烈。
例如,在講氨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時(蘇教版《必修1》專題四),首先創(chuàng)設(shè)噴泉實驗的問題情境,然后教師講解氨跟水發(fā)生了化學反應(yīng),并在氨水中存在以下動態(tài)平衡:
NH3+H2ONH3?H2ONH4++OH-,運用動態(tài)平衡的規(guī)律,組織討論下列問題:
①氨水中可能存在那些微粒?氨水跟液氨有區(qū)別嗎?②氨水應(yīng)該如何保存?理由是什么③為什么在氨水中加固體生石灰可以制備氨氣?④夏天打開濃氨水瓶子應(yīng)注意什么?⑤怎樣鑒別某氣體是氨氣?
通過放手讓學生去做、去想、去討論,培養(yǎng)了他們的科學態(tài)度,同時根據(jù)實驗歸納總結(jié)出氨的性質(zhì)、組成、制備、儲存、檢驗等,既活躍了思維,變靜態(tài)為動態(tài),同時也將知識系統(tǒng)化,網(wǎng)絡(luò)化,提高學生分析問題和解決問題的能力。這種以“趣”引路,以“情”導航,把僵化呆板的課堂教學變成了充滿活力的學習樂園。學生實驗成功后,就會領(lǐng)略到成功的喜悅,使學習的興趣和創(chuàng)新的動機得到了充分的培養(yǎng)。
二、創(chuàng)設(shè)實驗“異?!? 激發(fā)探究欲望。
質(zhì)疑和想象,是探求知識,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的開始,是一種敢于創(chuàng)新的精神。針對中學生對化學實驗的好奇、好問,探索欲望強的特點,教師要大膽對實驗進行改進,才能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。多數(shù)學生讀書期間迷信課本、相信老師,由來以久,這顯然與現(xiàn)代教育觀念相背離。所以在實驗教學中,適當創(chuàng)設(shè)“異?!?可以激發(fā)學生探究的欲望,培養(yǎng)學生善于動腦,分析問題、解決問題的能力,而不是對知識被動的接受。
例如,蔗糖水解的實驗:蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,水浴加熱一段時間,冷卻后加入銀氨溶液微熱。
異常現(xiàn)象:試管內(nèi)壁未出現(xiàn)銀鏡。
原因分析:蔗糖、淀粉等糖類水解產(chǎn)物中雖有葡萄糖,但由于水解液中含有催化作用的硫酸,它能與堿性的銀氨溶液反應(yīng)。
處理方法:在加銀氨溶液之前,先加氫氧化鈉中和至堿性。
通過學生討論、多層次的分析和揭示,不僅使學生較好地鞏固了教學內(nèi)容,而且也激發(fā)了學生的科學思維,充分體現(xiàn)了創(chuàng)設(shè)“異?!钡闹匾?。正是這些過程,同學們既要動腦,又要動手,開闊了學生的視野,激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識,鍛煉了學生的動手能力,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。
三、改進化學實驗,提高實驗?zāi)芰Α?/p>
實驗?zāi)芰κ菍W生在化學方面可持續(xù)發(fā)展的必要條件,實驗也是創(chuàng)新精神培養(yǎng)的重要途徑。>文秘站:設(shè)計為探究性實驗,可以極大的激發(fā)和滿足不同層次學生的探究與創(chuàng)新欲望,學生通過探究過程中的動手和動腦,鍛煉和培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新能力。
例如:在學習氯氣溶于水,與水反應(yīng)的性質(zhì),可以先完成課本上的演示實驗,然后引導學生觀察,分析現(xiàn)象,得出氯水的性質(zhì)。接下來可以設(shè)計,若將氯水加到盛有酚酞的氫氧化鈉溶液中,會有什么現(xiàn)象?讓學生去做該實驗。實驗現(xiàn)象:紅色褪去。讓學生分析其原因。經(jīng)過討論,得到了兩個結(jié)論:一是氯水顯酸性,中和了堿。二是氯水中的次氯酸有漂白性。到底是什么原因呢?引導學生思考,用什么方法可以驗證。經(jīng)過討論,終于得到結(jié)論:繼續(xù)加氫氧化鈉,看現(xiàn)象,若變紅,則結(jié)論一正確,若不變紅,則結(jié)論二正確。如此設(shè)計實驗,不僅激發(fā)了學生的學習興趣和思維激情,使學生投入到探究活動中,學生的學習積極性得到充分發(fā)揮,也提高了學生的創(chuàng)新能力。
四、實驗生活化,促進智能發(fā)展
化學貼近生活、貼近社會,探究生活、社會中的化學問題,解決生活中的實際問題,體現(xiàn)了“從生活走向社會,從化學走向社會”的特征,使學生體驗生活離不開化學,化學就在身邊。 教師選擇適當?shù)纳钏夭?讓生活走進課堂,既培養(yǎng)了學生的學習興趣,又拓展了實驗的功能,培養(yǎng)了學生的探究能力。
例如,在學習生活中常見的金屬鐵的銹蝕及防護時,知道鋼鐵在大氣里的銹蝕主要是電化學銹蝕。鐵的電化學銹蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕兩種。當處于酸性介質(zhì)環(huán)境中,在表面吸收了二氧化碳、二氧化硫等氣體,而發(fā)生析氫腐蝕。電極反應(yīng)是:
負極(鐵)Fe–2e=Fe2+
正極(雜質(zhì))2H++2e=H2
如果鋼鐵表面的水膜是很弱的酸性或是中性溶液,發(fā)生吸氧腐蝕,電極反應(yīng)是:
負極(鐵)Fe-2e=Fe2+
正極(雜質(zhì))O2+2H2O+4e=4OH-
鋼銹蝕主要是吸氧腐蝕造成的。負極和正極生成的Fe2+和OH-結(jié)合生成Fe(OH)2,再被氧化生成Fe(OH)3和它脫水產(chǎn)物Fe2O3·xH2O是紅褐色鐵銹的主要成分。
為了研究鐵生銹的條件,指導學生突出“水分”和“空氣”兩個因素,設(shè)計幾個對比實驗。取幾個新制鐵釘(表面都有一層鍍鋅層),留下一個有鍍鋅層新鐵釘,其余均用鹽酸或砂紙摩擦去掉表面的鍍鋅層,分別進行下列實驗。
1.將去掉鍍鋅層的鐵釘放入(1)號敞口的空試管中。
2.將去掉鍍鋅層的鐵釘放入(2)號敞口的空試管中。
3.將去掉鍍鋅層的鐵釘
放入盛有少量自來水的(3)號試管中。 4.將去掉鍍鋅層的鐵釘放入盛有少量生石灰的(4)號試管中,管口用膠塞堵嚴。
5.將去掉鍍鋅層的鐵釘放入盛有飽和了二氧化碳的水的(5)號試管中(鐵釘全部浸入水中)。
6.將去掉鍍鋅層的鐵釘放入盛有新鮮冷開水的(6)號試管中,鐵釘全部浸入水中,表面用少量植物油液封。
論文摘要:化學實驗是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要方式。以人為本,營造創(chuàng)新氛圍;設(shè)計實驗,引導發(fā)散思維;探索性實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實驗設(shè)疑,構(gòu)建創(chuàng)新情境是基于化學實驗環(huán)境中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的四大具體做法。
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學,化學實驗是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要方式。作為一名化學教育工作者,我們應(yīng)該把培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維方法滲透到化學教學中。讓化學教學過程成為再現(xiàn)式思維和創(chuàng)造性思維有機結(jié)合的典范,教師要盡可能把教學過程設(shè)計成發(fā)現(xiàn)問題——分析問題——解決問題的創(chuàng)造型模式,著力營造“情感共嗚溝通,信息反饋暢通,思維活潑流暢,創(chuàng)造精神涌動”的最佳意境。充分利用化學的“先天資源”——實驗可以將培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目標展示在顏色、狀態(tài)、氣味、色彩等可視、可聞、可嗅的感性知識中,必要時,還可以通過分析推理上升到理性知識。
1以人為本,營造創(chuàng)新氛圍
“興趣是最好的老師”,只有學生對化學知識及規(guī)律產(chǎn)生擁有欲,對化學科學有著強烈的探索欲望,并抱有將所知化學知識應(yīng)用于日常生活造福人類的動機,才可能激發(fā)創(chuàng)新潛能,才可能產(chǎn)生創(chuàng)新欲望。集色、態(tài)、味、光、聲于一體的化學實驗會給學生強烈的感覺刺激,從而引起學生的興趣,激發(fā)學生的求知欲,如鈉與水反應(yīng)、鎂條燃燒、噴泉實驗、爆炸實驗、鋁熱反應(yīng)、銀鏡實驗等。但這種好奇與興趣是本能的、不穩(wěn)定的認識傾向,還應(yīng)激發(fā)社會性動機使之成為主導動機,方才起著持久、穩(wěn)定、強有力的動力和維持、調(diào)控作用。如善于創(chuàng)設(shè)問題情境激思激趣;理論聯(lián)系實際,講解化學在尖端科技工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、日常生活中的巨大作用,講述結(jié)晶牛胰島素的合成,侯德榜制堿法等化學史激發(fā)學生為祖國富強而發(fā)奮學習的社會性動機等。另外,化學教師良好的教師形象——生動、準確的講授,準確熟練的操作,熱情真誠的關(guān)心鼓勵,幽默大方的舉止等因素在培養(yǎng)和強化學生學習化學的興趣和動機中也起著不可忽視的情感作用。
2設(shè)計實驗,引導發(fā)散思維
實踐是創(chuàng)新的搖籃,實驗設(shè)計是一個動手動腦并可培養(yǎng)學生各方面能力的過程。通過學生自己思考設(shè)計實驗,既可以培養(yǎng)學生動手動腦解決問題的能力,又可以培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計的能力,如:在學習氨的物理性質(zhì)時,教師要求學生設(shè)計一套能夠形成噴泉的裝置。教師在組織學生開展實驗設(shè)計時,可以和學生一起討論、指導。氨氣易溶于水能形成噴泉,氯化氫氣體行不行?形成噴泉的原因是什么?實驗裝置可以做那些改進?此時學生思維活躍,大膽聯(lián)想,認真設(shè)計,努力創(chuàng)新,設(shè)計出了很多方案。不少學生的設(shè)計圖原理正確,設(shè)計新穎,并把化學與物理知識進行了充分的綜合。讓同學們互相介紹自己的設(shè)計思路和實驗方法,共同進行可行性討論,大家在手腦并用的活動中迸發(fā)出了創(chuàng)造的火花。此設(shè)計過程既激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識,調(diào)動了學生的學習積極性,又培養(yǎng)和鍛煉了學生的創(chuàng)新思維能力,收到事半功倍的教學效果。
3探索性實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新意識
探索性實驗是指在化學實驗的基礎(chǔ)上,通過科學的分析綜合等思維過程來獲取知識,這一過程要求學生有較多的思考和討論,學生處于一種主動探索知識的狀態(tài),對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力非常有利。比如,學習具體元素及其化合物時,可以把自己假設(shè)成正在研究這部分知識的科學家,在巳知的理論與知識的指導下進行實驗探究發(fā)現(xiàn)。在學習一些理論知識時也可以采用探索法。例如在學習原電池的原理時,首先演示“番茄原電池”(用銅片、鋅片、導線、音樂卡和西紅柿組成)趣味實驗,設(shè)問:這個簡單構(gòu)造為什么能使音樂卡發(fā)出聲音?在激起學生探究欲望的同時,鼓勵學生討論質(zhì)疑:音樂卡發(fā)聲肯定有電流通過,電流從何而來?若用茄子或黃瓜代替番茄行不行?直接用稀酸代替番茄效果是不是更好?是什么原理?
指導學生帶著疑問自己動手設(shè)計實驗探究:銅片、鋅片分別插入稀硫酸各有何現(xiàn)象?H+在銅片上得到的電子從何而來?如何證明導線上有電流通過?
在學生實驗的基礎(chǔ)上,教師再利用多媒體課件形象直觀地模擬微觀離子運動和電子轉(zhuǎn)移,進行精講討論,總結(jié)歸納原電池的原理、構(gòu)成條件、兩極反應(yīng)和能量轉(zhuǎn)化等。最后進行知識的遷移擴展:讓學生討論銅-鋅原電池的缺點,根據(jù)原電池的原理設(shè)計一個實用電池,探究干電池的結(jié)構(gòu)和電極反應(yīng),研究原電池反應(yīng)與金屬腐蝕和環(huán)境污染。通過這此途徑,可以激勵學生在延續(xù)探究中創(chuàng)新。
4實驗設(shè)疑,構(gòu)建創(chuàng)新情境
古人十分重視“疑”對于“進學”的作用,所謂“小疑則小進,大疑則大進”,此處的“進”肯定包括了思維的創(chuàng)新。孔子的教學方法中有“不憤不啟,不悱不發(fā)”之說,即主張趁著學生心中有疑,苦苦思索而想不通時,才去啟發(fā)他,想講而講不明白時,才去開導他。借助實驗,創(chuàng)設(shè)“憤悱”情境,正是創(chuàng)新教學之佳途。
在講鋁這一章Al(OH)3一節(jié)時,課本強調(diào)Al(OH)3具有兩性,在制備Al(OH)3時加入適量NaOH,若過量則得不到Al(OH)3,如何體會好適量的含義,及在什么環(huán)境下Al(OH)3能穩(wěn)定存在呢?對此疑點可用實驗來解決。甲、乙兩生分別制取Al(OH)3,所用的試劑相同,即用同一瓶的NaOH溶液和同一瓶的Al2(SO4)3溶液,不同的是甲往盛有NaOH溶液的試管中加入Al2(SOn)3,乙往盛有Al2(SO4)3溶液的試管中加NaOH溶液。甲的實驗現(xiàn)象是:先出現(xiàn)白色沉淀,振蕩試管沉淀消失,當這種現(xiàn)象重復數(shù)次后,再加入Al2(SO4)3溶液后,無論怎樣振蕩試管沉淀都不消失了,而且隨著Al2(SOn)3溶液的繼續(xù)加入,出現(xiàn)的沉淀越來越多。乙的實驗現(xiàn)象是:隨著NaOH溶液的加入出現(xiàn)沉淀且振蕩試管不消失,但隨著NaOH的增加,沉淀逐漸溶解,且NaOH越多,沉淀溶解的就多,最后沉淀全部溶解,再也無白色沉淀。同樣的試劑,同樣的實驗,只是取溶液的先后不同,為什么實驗現(xiàn)象不同呢?帶著這樣的問號,師生一起分析實驗現(xiàn)象并作出解釋,不僅有利于學生掌握知識,而且使學生體會到突破常規(guī)思考方式、進行創(chuàng)造性思考的樂趣,可以激發(fā)學生培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的自覺性。
5科技活動,展現(xiàn)創(chuàng)新能力
創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)是科技活動,科技活動的開展狀況深刻地左右著創(chuàng)新活動。為此在工作中必須想方設(shè)法開展科技活動。從課外興趣小組開始,建立初步的創(chuàng)新活動的基礎(chǔ)。通過教師的指導,充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力,利用現(xiàn)有條件,想方設(shè)法開展課外科技活動。比如:可以先讓學生完成課本上的家庭小實驗;再結(jié)合課本,適當補充學習一些課外知識,拓寬知識面,進行一些趣味性而有意義的實驗;引導學生撰寫科技小論文,充分展示學生的創(chuàng)新才華等。
下面,僅就以實驗教學為主要途徑,培養(yǎng)學生形成物質(zhì)特性、化學變化規(guī)律、基本理論三類概念,談?wù)剛€人淺見,請先哲和同行們指教。
一、提供真實、鮮明、主動的化學實驗,培養(yǎng)學生形成物質(zhì)特性概念
反映物質(zhì)本質(zhì)特性概念的實驗,教材中作了統(tǒng)籌安排。為了深刻說明物質(zhì)特性的概念,教師精心設(shè)計的實驗,應(yīng)該是真實的、鮮明的、生動的,直觀性強,現(xiàn)象明顯,易于激發(fā)學生形成化學概念。例如:培養(yǎng)學生形成酸本質(zhì)特性的概念時,教材安排了鹽酸與石蕊試液、鋅、鐵、鐵銹、氫氧化銅溶液、硝酸銀溶液反應(yīng)一組實驗,通過引導學生觀察上述實驗,培養(yǎng)學生認識鹽酸能與指示劑、多種活潑金屬、金屬氧化物、某些鹽反應(yīng),與堿起中和反應(yīng)等化學特性,于是,引導學生推論酸本質(zhì)特性的概念。
真實的化學實驗,就是讓學生觀察物質(zhì)的本質(zhì)屬性?;瘜W實驗就是通過學生視覺、聽覺、嗅覺來形成感性認識的,只有提供直接作用于感官的真實實驗,才能有助于學生形成思維,加深對反映物質(zhì)特性的化學概念的理解,例如,反應(yīng)生成的沉淀、物質(zhì)的溶解、顏色的變化、有氣味或有顏色氣體的逸出,都是幫助學生直接觀察物質(zhì)發(fā)生變化的直接感知,使學生信服地形成物質(zhì)特性的概念。
教師在演示鹽酸與堿一氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗,是說明酸與堿反應(yīng)的特性,可是,事實說明,鹽酸溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗,就不同于鹽酸與氫氧化銅溶液反應(yīng)的實驗。因為前者反應(yīng)時看不到任何明顯現(xiàn)象,而后者則看到了有藍色的氫氧化銅,現(xiàn)象鮮明。所以,我們設(shè)計、安排化學實驗時,首先要考慮實驗的鮮明性,才能使學生注意化學反應(yīng),使物質(zhì)特性更明朗、更完整,更生動真實,從而有助于學生形成清晰的化學概念。
同樣反映物質(zhì)特性的化學概念,由于提供實驗不同,會得到不同效果。例如,氨氣易溶于水的特性實驗,用一支大試管盛滿氨氣后倒置水中,水會在試管內(nèi)上升,反應(yīng)出氨易溶于水的強溶解性??墒菗Q成“噴泉”實驗,就更加形象、生動,效果明顯。由此觀之,只有生動、鮮明、真實的化學實驗去刺激學生大腦興奮中心,才能有助于學生形成深刻的化學概念,使具有物質(zhì)特性的化學概念在學生大腦中深深打上烙印。
二、提供典型、系列的實驗,培養(yǎng)學生形成各類反應(yīng)的化學概念
化學反應(yīng)中有許多類似反應(yīng)遵循著一定的反應(yīng)規(guī)律。為了幫助學生掌握各類反應(yīng)的概念,我們要安排、設(shè)計好一系列化學反應(yīng)的實驗,培養(yǎng)學生歸納、概括這些反應(yīng)的規(guī)律。例如,在化學基本反應(yīng)類型的教學中,我們借助木炭、硫粉、鐵絲、紅磷等物質(zhì)在氧氣中燃燒的實驗,其中有非金屬與金屬的典型代表物質(zhì),通過這些典型、系列的化學反應(yīng),指導、培養(yǎng)學生基本上形成抽象的化合反應(yīng)概念。此外,分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復分解反應(yīng)的化學反應(yīng)概念,也都是通過典型、系列的化學實驗后,歸納、總結(jié)而形成的。
指導、培養(yǎng)學生形成各類反應(yīng)的化學概念時,還必須安排、設(shè)計正確反映概念內(nèi)涵的感性實驗,讓學生在觀察的基礎(chǔ)上,通過分析、推理、綜合、歸納、總結(jié),直至思維加工,把獲得的感性知識進行深化,即把零碎的、片面的感性知識,進行科學的概括總結(jié)。例如,當學生做了木炭燃燒的生成二氧化碳和蠟燭燃燒生成水和二氧化碳的實驗,教師必須引導學生分析前者燃燒生成一種物質(zhì),而后者燃燒生成兩種物質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別,從而培養(yǎng)學生正確形成化合反應(yīng)的概念,否則學生容易產(chǎn)生凡是與氧氣燃燒的反應(yīng)就是化合反應(yīng)的錯誤概念。為此,教材安排了證明蠟燭燃燒生成二氧化碳和水的實驗,使學生清晰看到蠟燭燃燒生成二氧化碳和水這兩種物質(zhì)的反應(yīng)。這樣的實驗對學生正確形成化合反應(yīng)概念內(nèi)涵提供了典型的、必要的認識。
三、提供具有說服力的實驗,培養(yǎng)學生形成化學基本理論的有關(guān)概念
化學基本理論的有關(guān)概念,比較抽象,學生較難理解。通過實驗教學,提供具有說服力的實驗,使學生獲得一定的、有說服力的感性知識,對理解抽象的化學基本理論概念較為有利。例如:“電離”的概念,是比較抽象的。因為學生不能通過感官,直接感覺到物質(zhì)電離后自由離子移動的過程,學生難以接收這樣的化學結(jié)論。