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文档简介

重视化学演示实验,培养学生科学素养在新课程理念背景下,实验在初中化学教学中的地位越来越重要,作用越来越明显,它已从传统教学中的辅助地位上升为不可缺少也不可替代的主导地位。“化学是一门以实验为基础的学科。化学实验可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,获得化学知识和实验技能,培养观察能力、思维能力和探究能力,还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。”充分认识实验教学在化学教学中的地位和作用,切实采取措施加强实验教学,是提高化学教学质量的重要环节。演示实验是化学课堂教学中最常用也是最有效的一种教学手段,它具有直观性、示范性、启发性和教育性。有目的、有计划、正确地使用演示实验是提高教学效果的有效途径。在多年的教学实践中,我始终将化学实验作为化学教学的立足点,并在此基础上进行了一些尝试,取得了一些经验,希望能和老师们共同交流。一、通过演示实验激发学生学习兴趣,提高教学效果兴趣是最好的老师。兴趣是学好知识的动力,是学生主动地掌握、领会科学知识和培养能力的必要条件。初中学生好奇心强,他们学习化学的动机往往是以满足好奇心和感兴趣为主的。初中化学是化学教育的启蒙阶段,化学实验教学的首要任务就是激发学生学习化学的兴趣,并使这种“短暂”的兴趣能够稳定地保持并得以发展,从而提高他们学习化学的主动性和积极性。化学是以实验为基础的学科。实验具有千变万化的现象,是唤起初中学生学习兴趣的有效手段,也是化学科学的“优势”。而课堂教学中的演示实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲。绪言课是学生学习化学知识的开始,教师一定要做到启发学生学习化学的兴趣,丰富他们的想像力,培养他们的求知欲,让全体学生从一开始就喜欢这门学科。所以从第一节绪言课开始,我就增添一系列趣味性很强的小实验:如“魔棒点灯”、 “烧不坏的手帕”、“水变牛奶”、“铁树开花”、溶液变色反应等将学生引入奇妙的化学世界,激发了学生学习化学的兴趣,使学生在轻松的氛围中快乐学习的同时,体会到化学世界的神奇,激发他们的求知欲,树立学好化学科的决心。又如在学习“物质的变化”这一概念时,又增添“粉笔折断”、“镁条的燃烧”的实验。然后再穿插课本上的几个变化,使学生觉得新奇,随着向学生提出一系列日常生活实例的设问,让学生加深理解“物理变化”没有新物质的生成变化。“化学变化”有新物质生成的变化。从而得出物理变化和化学变化的本质区别;有无新物质生成。使学生对所学的这两个概念加深了理解。事实证明,通过课堂演示实验可以提高学生的学习的兴趣,而良好的学习兴趣,是求知欲的源泉,是思维的动力。对学生的学习能起到事半功倍的作用。初三学生刚接触化学课,对如何进行实验操作自然不甚了解。因此,教师在演示实验时,并力求做到演示操作规范、实验现象明显、分析表述准确简练。要让学生不仅学会观察实验现象,也学会注意操作,并充分模仿和思考,为进一步熟练操作打下基础。为此,教师演示实验前要做好充分的准备和预试,选择适宜的仪器,准确控制反应条件和时间,以抓住实验的关键,确保演示实验成功。初中化学新教材中有80多个演示实验,对教材中安排的演示实验,教师要尽力安排在45分钟课堂教学中完成,对部分演示实验装置或实验操作教师作还可作适当的补充和改进,以增强实验效果。总之,教师要苦练内功,加强自身化学实验基本操作的训练,还要通过演示实验来激发学生的学习兴趣,提高教学效果。二、通过演示实验培养学生观察能力和语言表述能力在初中化学实验教学中应注意培养学生养成良好的实验习惯,及严谨认真的科学态度。良好的实验习惯应包括正确使用仪器、规范的实验操作、认真观察并记录实验现象、如实完成实验报告、遵守实验室规则、注意节约药品和实验安全等。在教学中教师应注意从科学态度、规范操作上给学生进行示范,对学生遵守实验室规则提出严格要求,对如何观察、记录实验现象、填写实验报告则应加以具体指导。由于初中生刚接触化学,感到新、奇、特,在观察化学实验时,往往只看热闹,不看门道,因此,要想让学生细心观察化学实验,并准确描述现象,不是一件简单的事情,也不是一朝一夕的事情,需要教师在一开始就要精心培养学生良好的实验观察习惯,养成清晰、流利的口头表达能力。化学研究的对象是物质,而物质及其变化又是复杂多样的,这要求发展学生的观察能力,才能很好地观察所学对象,获得全面和正确的感性认识,进而才能通过分析,综合,得出正确的结论,进而形成知识。培养学生的观察能力,跟培养学生的想象力、记忆力、思维能力和自学能力等有密切关系,相辅相成,如让学生集中注意力,对物质及其变化进行全面细致的观察,获取丰富的感性材料,就有可能引导学生进行抽象思维,形成化学概念,上升为理论,而且观察越仔细,就越能发现和提出问题,也能更多的思考和探究,学习的自主性和探究性表现得也更充分。正如门捷列夫所说:“观察是第一步,没有观察,就没有接踵而来的前进”。观察是认识的窗口,是思维的前提,对于事物,如果没有敏锐而细致的观察,就不能深入认识事物的本质。在化学实验中,要教给学生观察的方法。观察实验现象主要是指用眼看、鼻闻、耳听、手感等方式得到实验的现象。描述并记录实验现象是一件不容易的事,但如果能找到实验现象存在的规律,则可化难为易。我们把观察化学实验的基本方法探索如下:一、可以根据时间段把观察分为三个阶段:变化前、变化中、变化后。二、可以把观察内容分三类形态:包括物质的状态(气、液、固)、溶解、沉淀的析出、气泡、气味等。外观:包括物质的颜色、烟、雾、浑浊等。能量:包括物质变化中发生的光、电、热、声、爆(炸)等。三、可以根据反应条件的不同将化学实验分成三种类型:第一种是物质燃烧实验;第二种是加热固体物质实验;第三种是在溶液中进行的化学实验。这三类实验的现象存在的规律:1物质燃烧实验都有三个明显的现象放出大量的热;生成了一种或几种不同于反应物(指物质的色、态、味)的产物;固体直接燃烧则发出一定颜色和强度的光;气体或固、液体转变成气体再燃烧则发出一定颜色和强度的火焰。(描述物质的燃烧现象,一般:一光、二热、三生成物)例如,镁带在空气中燃烧的现象是:发出耀眼的白光;放出大量的热;生成一种白色固体。再如,硫磺燃烧(在氧气中)的现象是:发出明亮的蓝紫色的火焰(硫磺受热先熔化再汽化最后才燃烧);放出大量的热;生成一种有刺激性气味的气体。2加热固体物质的实验现象主要包括物质的状态、颜色、质量变化及产物中是否有水和气体产生。例如,加热碳酸氢铵的现象:有一股刺激性的气味产生;试管壁上有水珠生成;有使澄清的石灰水变浑浊的气体生成;试管内的白色固体逐渐消失。3在溶液中进行的化学反应,实验现象主要包括反应物(固态)的质量和颜色变化及溶液中是否有沉淀(包括沉淀颜色)和气泡产生。例如,在硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象是有蓝色絮状沉淀产生。4观察和描述实验现象的注意事项:(1)要注重对本质现象的观察。本质现象就是以提示事物本质特征的现象。如镁带在空气中燃烧时“生成白色固体”是本质现象,因为由此现象可正确理解化学变化这个概念,而发出“耀眼的白光”则是非本质现象。因此,观察实验现象要有明确的观察目的和主要的观察对象。(2)要正确描述实验现象。不能把现象和结论混为一谈,例如“实验:锌粒中加入稀盐酸时的现象,学生往往回答是“生成氢气”。而不能准确描述为“锌粒表面产生小气泡,发出嘶嘶的声音,有气泡逸出液面”。再如铁丝在氧气中燃烧的实验现象是“火星四射、放出大量的热,生成黑色固体”,而不能用结论“生成四氧化三铁”代替“生成黑色固体”。CO还原氧化铁现象是红棕色固体变黑色,澄清的石灰水变浑浊,而不是结论“氧化铁变成铁,生成CO2气体”。要明确“光”和“火焰”、“烟”和“雾”等概念的区别,不能相互代替。镁带在空气中燃烧产生耀眼的白光;硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰;红磷在空气中燃烧产生大量白烟;浓盐酸瓶盖打开在瓶口看到有“白雾”。(3)要用科学的化学术语,不能口语化。许多学生在描述实验现象时,往往用词不当,使人啼笑皆非。如:“点燃酒精灯”说成“酒精灯燃了”;“二氧化碳与澄清的石灰水反应”描述成“石灰水变白了”;“碳酸钠与盐酸反应”描述成“碳酸钠化了,冒泡了”等等。这些不规范的语言描述,都需要教师根据学生的具体的实际情况,循序渐进地讲解实验的基本操作,用标准的讲解语言讲清一些容易混淆的概念和原理。如:加热和点燃;烟与雾;溶解与熔化;组成与构成;吸水与脱水;酸碱性与酸碱度等等。另外教师要身体力行,做好实验操作示范,语言讲解规范,用语贴切。要向语文老师学文采;向数学老师学逻辑;向政治老师学哲理。三、通过演示实验培养学生的科学探究能力化学课程标准明确指出:“化学实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的。实验教学有利于启迪学生的科学思维,解释化学现象的本质。教师要注意改进传统的实验教学,精心设计各种探究性实验,促使学生主动的学习,逐步学会探究。”初中化学新教材中有80多个实验,这些内容融入化学学科的研究方法,引入真实、充满魅力、开放性的化学问题,将教学过程和问题解决联系起来,使学生的自主学习、探究性学习成为可能。化学实验又是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的,它既是获取知识、进行知识创新的重要手段,又有着培养学生获取知识的能力,提高学生科学素养的独特作用,它有利于促进学生的科学思维,揭示化学现象的本质,是一种学习方式,也是学习的内容和目标。有时将验证性演示实验改为探究性实验。让学生对提出的问题大胆地猜想、假设,然后为验证自己的猜想和假设进行实验。在实验前,学生自己确定实验原理,设计实验方案,选择实验仪器和药品,然后在教师的指导下自己动手完成实验,实验后,对实验现象和实验结果进行分析讨论。整个实验就是一个完整的探究过程,在这个过程中不仅培养了学生的思维能力、观察能力和动手操作的能力,而且使学生充分体会出探究的乐趣,学得了科学探究的基本方法,培养了科学探究的精神和创新的能力。 例如:“对蜡烛及其燃烧的探究”是学生第一次通过实验学习科学探究的方法。本实验难度不大,可提前布置家庭预习作业,课堂上再由老师带领学生共同完成探究实验,重点培养学生观察、描述现象的能力。探究前,教师要教给学生观察实验的方法:分点燃前、燃着时和熄灭后三个阶段进行观察,增强观察的目的性;尽可能鼓励学生参与实验探究活动,比谁观察得现象多,描述得越详细准确越好,加强观察的全面性;鼓励学生相互交流,学会合作探究。(1)老师提出问题:点燃前的观察(蜡烛的颜色、状态、形态、硬度和密度等)点燃蜡烛的探究(蜡烛燃烧发生了哪些变化?火焰分几层?哪层温度最高?蜡烛燃烧后生成什么物质?如何检验生成物?)刚熄灭蜡烛后,有什么现象?用火柴去点蜡烛刚熄灭时的白烟,能否重新燃烧?(2)让学生观察并描述,猜想和假设上述的问题。这时动脑的过程,猜想必须符合逻辑,同时必须考虑到是否可以检验。(3)通过实验检验:在实验时,多鼓励学生敢想,敢做、敢于突破“老师没讲过”的束缚,通过科学探究活动来学化学。在这一过程中学生可以把化学知识与观察、推理和思维技能结合起来,从而可以能动地获得对化学知识的理解。对于该实验,教师要注意引导学生进行归纳和小结,学会科学探究的方法。教师还可以适当进行拓展,引导学生进一步探究蜡烛刚熄灭时的白烟的成分是什么?再如:在“二氧化碳的实验室制法”实验中,教师不直接告诉学生实验室制备二氧化碳的药品是大理石和稀盐酸,而是给出大理石和稀H2SO4;Na2CO3粉末和稀HCl;CaCO3粉末和稀HCl;大理石和稀HCl几组药品,让学生分4组进行实验探究,引导学生从已有知识和新的信息中多向、多维地思考问题,找出最佳的结果。从能否产生二氧化碳和反应的快慢两方面作比较。学生通过积极的讨论,归纳,从而得出结论:制备二氧化碳的药品宜用大理石和稀盐酸。由于结论是学生亲自实验得出的,印象十分深刻。课堂上学生的合作探究实验,是凸显学生主体的一种很好方式,能在实验中培养学生合作、交流等良好的科学素养。这需要有一定的方案引领,方能使课堂教学高效。二氧化碳制取的研究教学中,探究实验装置时,教师结合氧气的实验室制法,让学生谈谈实验室制取气体选取装置的一般原则,再让学生根据实验室制取二氧化碳的反应原理,思考自己该怎么设计实验装置,做到人人心中有草图,再给出仪器让学生实验设计,目的性、实效性就强了。另外,许多科学探究性的实验,可以在教师的指导下,师生一起去构建合理的探究方案,在师生的互评中,学生的能力得到升华。在保证安全的前提下,教师创造条件,多让学生自己动手做实验,不仅能锻炼学生动手操作能力,而且能提高学生的探究能力。四、通过演示实验启迪思维,培养学生的分析、综合能力发展学生的思维能力是中学化学教学中培养学生能力的核心和关键,思维源于问题,由于演示实验生动、鲜明、新奇,能使学生处于观察兴趣疑问思维的积极状态中,注意和思维达到高度集中与活跃,善于抓住这个机会引导学生分析、推理、判断、概括,将感性知识上升为理性知识,从而提高学生的认识能力,养成良好的思维习惯。每个实验都有其赋予的内涵。如验证性的、探究性的、推理性的、对比性的实验等等。课堂上的很多实验是帮助学生理解的,不能只停留在观察的层面上,要有深度的思考。教师要充分利用好这些实验,对实验进行科学的分析、比较、综合、概括等抽象活动,才能透过直觉现象认识事物的本质属性及内在联系,上升为理性认识。因此在演示实验中不仅要培养学生敏锐的观察力,还必须有意识的引导学生对产生的实验现象寻根究底,激发他们努力去查明原因,培养学生的理解、分析能力,树立科学态度和创新的精神。空气一课中,课本上安排了一个测定空气中氧气含量的验证性实验,让学生能直观地认识到氧气的含量约占空气体积的1/5。实验装置如右图,为保证实验成功,教师要注意把握实验成败关键的三点:1)装置的气密性要好,瓶中预先加少量水。2)红磷要取足量,保证瓶中的氧气充分反应。3)一定要等红磷燃烧停止后冷却,再打开弹簧夹。(说明:为了使现象更明显,水中可加几滴红墨水。可用黑色橡皮筋套在瓶外将广口瓶等分成5份。)对于这个实验的处理,教师首先要从实验的原理入手,引导学生分析如何能通过实验来测定氧气的含量,让学生懂得所选用的装置利用了压强变化的原理。在这个基础上可提问引导思考:1)为什么要选用红磷做这个实验?2)为什么瓶内只进入约1/5体积的水,而不是全部呢?说明了什么?3)实验中有哪些原因会导致测定的氧气体积少于1/5呢?4)能否用其它药品(如木炭、硫磺、蜡烛等)替代红磷做实验 ?为什么 ?等等一系列问题的解答都有助于培养学生的分析思维能力,同时也加深对知识的理解。拓展:1)讨论对实验所用的药品的选择应满足怎样的条件?小结:与氧气反应,不与氮气或其它空气中的气体反应最好为固体产物如为气体,想办法将之吸收,但不影响空气中其它气体。如用硫燃烧后用氢氧化钠浓溶液来吸收。2)设计其它实验装置来测定空气中氧气的体积分数。再如在学习酸和碱的中和反应之时,实验要求在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,滴入几滴酚酞试液,溶液变成红色,再用胶头滴管慢慢滴入稀盐酸,同时不断振荡溶液,直到溶液刚变成无色为止。同学们根据溶液褪色的现象很容易判断氢氧化钠和盐酸发生了反应。交流讨论:(1)在操作过程中如果没有注意盐酸的滴加速度,溶液褪成无色能否说明盐酸恰好完全反应?(2)请对反应后溶液中的溶质进行猜想,并设计验证方案。分析归纳:盐酸不能使酚酞变色,所以盐酸可能有剩余;溶液中的溶质可能是氯化钠,也可能是氯化钠和盐酸的混合物,可用活泼金属、金属氧化物、碳酸盐等多种方案来验证是否有稀盐酸过量。有的同学还提出用石蕊(变色范围pH为5.08.0)来代替酚酞的实验方法,此法变色观察不明显。这时,我再给学生提供一些必要药品和仪器,引导学生再对自己的设计方案加以验证,去反思,去总结。这样,学生不仅对知识刻骨铭心,而且也锻炼了自己的思考、探究和实验能力,有助于提高学生的综合素质。五、改进、增补演示实验,增强教学效果,培养创新精神我在多年的教学中发现,有些演示实验如果按教材的要求去做,不尽如人意,有些操作复杂,药品用量过多,有的有安全隐患,甚至严重污染环境。根据课改的新理念,强调探究学习,注重学生创新能力的培养。为此,我作为一线教师,我盘点了初中化学演示实验,从实验操作简单、现象明显、安全可行、绿色快捷等方面对部分实验做了适当的补充和改进。实践证明,这样可以增强实验效果,帮助学生更好地理解和掌握有关知识,也有助于培养学生的创新精神。在进行实验设计改进时应遵循的原则:1.科学性:实验原理符合化学理论知识;实验操作程序和方法,与化学实验方法论相一致。2.简约性:指要尽可能采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,在较短的时间内来完成实验。3.可行性:是指设计化学实验时所运用的实验原理在实施时切实可行,所选用的化学实验药品、仪器、设备和方法在中学的条件下能够得到满足。4.安全性:设计、改进的实验污染少,体现绿色化学理念;实验操作中没有安全隐患。5.创新性:设计、改进的实验体现独特性;开发、整合和优化化学课程资源。一)化学绪言课,增补一些趣味性很强的小实验(简单明显)1)“魔棒点灯” :蒸发皿里先放一药匙高锰酸钾,再用蘸过浓硫酸的玻璃棒沾上高锰酸钾点燃酒精灯2)“烧不坏的手帕”:将棉手绢用体积分数为70%左右的酒精水溶液浸泡后点燃(本实验也可作为第七单元课题1燃烧与灭火的引入实验)3)“水变牛奶”:用塑料软管对澄清石灰水吹气,变浑浊;(再加入稀盐酸又澄清且冒气泡)(可准备2-4组,尽量让学生共同参与实验)4) “水变汽水”:取碳酸钠溶液滴加稀盐酸5)产生沉淀:氢氧化钠溶液滴加硫酸铜溶液产生蓝色沉淀,再加稀盐酸沉淀消失6)变色反应:无色氢氧化钠溶液滴加酚酞试液变红,再加稀盐酸,变无色(可以用酚酞在滤纸上写字或画画,再用喷壶先喷氢氧化钠溶液,显红色字或图,再喷酸变无色)(增补说明:这些实验操作简单,现象明显,伴随着化学变化常见现象发光、放热,变色、产生气体、生成沉淀,作为化学引入课很容易引起学生的学习兴趣,让学生感受化学实验的神奇魅力,理解化学实验的重要性。)二)“对蜡烛及其燃烧的探究实验” 本实验是学生第一次学习用实验的方法进行科学探究,教师要教给学生正确的观察和描述实验的方法,即分三个阶段:点燃前、燃着时和熄灭后进行观察。实验过程中还要引导学生思考,把化学知识与观察、推理和思维技能结合起来,最后注意归纳小结,初步学会科学探究的方法。改进:1) 用牙签代替火柴梗测定火焰的温度,现象更明显。2) 用试管夹夹持试管代替烧杯倒扣在蜡烛火焰上方,短时间内可观察到试管底部有凝结的水滴。3)采用火柴去点蜡烛刚熄灭时的白烟,观察蜡烛能否重新燃烧。(如图1)此实验在具体操作过程不易成功。白烟易被实验者呼出气体以及刮来的风吹散,白烟不易被点燃,如果稍一迟缓,则会失去点燃蜡烛的时机。而且在点燃的过程中火柴火焰离灯芯过远不易点燃,过近又有直接去点燃灯芯的嫌疑,不易被学生接受。改进方法如图2:点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟用玻璃管(直径为1cm的玻璃管制成一头尖嘴)把蜡烛内焰的可燃性气引出来,再点着燃烧,效果明显,并能充分展示蜡烛燃烧的过程,让学生观察蜡烛三态的循环变化来深入探究蜡烛的燃烧。改进后的优点:a.实验材料简单,操作方便。燃烧过程不易受到外界风的影响,现象明显;b.点火处离灯芯较远,点燃的是蜡蒸气,有效地提高教学效果。c.通过改进,可以由此讲解蜡烛火焰的形成过程是燃烧了灯芯周围的蜡蒸气。能较好地观察蜡烛燃烧的过程,石蜡的液化及气化过程明显。趣味性强,突破教学的难点,也使学生容易接受实验的结论。本实验可以拓展到其它出现火焰的燃烧。(如酒精灯)拓展探究:由此想到探究蜡烛刚熄灭时的白烟的成分是什么?(猜想、验证方法、结论)试题链接:蜡烛刚熄灭时产生的白烟是什么?问题:蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白烟冒出,它的成分是什么呢?有人提出了如下假设:A. 白烟是燃烧时生成的二氧化碳;B白烟是燃烧时生成的水蒸气;C白烟是石蜡蒸气凝成的石蜡固体。实验:(1)吹灭蜡烛,立即用一个沾有澄清石灰水的烧杯罩住白烟,其目的是为了验证假设 (填序号),但这样做并不能得出正确的结论。原因是: (2)吹灭蜡烛,立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,玻璃片上没有出现水雾,说明白烟不是 。(3)吹灭蜡烛,立即用燃着的木条去点白烟(注意不要接触烛芯),发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有可燃性,这为假设 提供了证据。同时可排除假设 ,因为 。 补充说明:蜡烛通常是由石蜡制造的。石蜡是从石油的含蜡馏分经冷榨或溶剂脱蜡而制得的。石蜡是几种高级烷烃的混合物,主要是正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58),含碳元素约85,含氢元素约14。蜡烛里还常加入硬脂酸(C17H35COOH)以提高软度。 蜡烛燃烧时,正二十二烷和硬脂酸燃烧的产物都是二氧化碳和水。蜡烛燃烧的文字表达式是:石蜡+氧气 点燃 水+二氧化碳反应的化学方程式如下:2C22H46 + 67O244CO2 + 46H2O C17H35COOH + 26O218CO2 + 18H2O三)化学实验基本操作(做好示范,反复强调)教师要通过化学实验基本操作培养学生良好的实验习惯和严谨的科学态度。在演示实验中,教师正确规范操作,有条不紊、镇静自若的演示,对学生有很好示范的作用,对学生形成正确的操作技能、方法、严谨的科学态度和一丝不苟的学习作风以及良好的心理品质等都具有潜移默化的影响。另外,在平时课堂的演示实验中,有些演示实验操作教师可以鼓励学生主动参与,然后大家共同纠正,这样既能调动学生的积极性,又能给学生对实验留下深刻印象,从而给学生在以后的实验中打下良好的基础。教师在做演示实验所用的仪器及其它用品都应该整洁。如玻璃器皿的内外壁不能有污痕;破旧的配件如胶皮管、药匙、镊子等不宜再用于演示实验。这样做的目的是,不但给学生以美的享受,更重要的是逐渐使学生形成一种观念:化学实验是一项严肃、认真、来不得半点“凑合”的工作。这对培养学生整洁习惯和一丝不苟的科学态度是有利的。 对于实验基本操作,重点训练药品的取用、加热操作规范训练,注意学生观察能力的培养,鼓励学生积极参与实验操作并做好及时纠错。药品取用注意取量(最少量:液体取12亳升;固体只需盖满试管底部、规定量),注意事项可强调一些关键词,也可介绍一些口诀帮助学生掌握基本操作的规范。如粉末状药品取用:(一斜二送三直立)略斜的持试管,用药匙或纸槽将粉末状药品送到试管底部,再把试管竖起,使药品全部落到试管底。块状或颗粒状固体药品取用:(一横二放三慢竖)把试管横放,用镊子夹取块状固体药品放到试管口部,再把试管慢慢地竖起,使药品缓缓地滑到试管底部;液体药品取用:瓶塞倒放,签向手心,两口紧挨,缓慢倾倒,加盖放回。胶头滴管使用:捏头赶空气,放手吸试剂,悬空滴液体,管口勿触壁。用量筒量取一定体积的液体:一倒二滴三读数酒精灯的使用:注意两查、两不、两禁止。实验装置装配顺序:一般由下往上、从左到右装配。对部分操作注意事项可以让学生交流讨论后进行归纳总结。如哪些与1/3有关?给试管加热注意什么问题?哪些原因可能导致试管炸裂等。在后续的学习中还需反复强调实验操作的规范性,注意事项等。加强学生化学实验基本方法的培养是十分重要的。在教学中应根据学生的认知特点,按照从易到难,从简到繁,从低级到高级的顺序,将基本操作的内容分成若干个单元,每组实验需经过教师示范,学生练习,教师纠正等过程,对学生进行严格的初级训练,从而培养学生的自我控制和熟练操作能力。四)测定空气中氧气含量的实验图1课本利用如图1实验装置,利用红磷燃烧消耗集气瓶里的氧气,形成一定的体积差,使密封装置中的压强减少,引起烧杯中的水沿着导管上升进入集气瓶中并约占瓶体积容积的1/5。该实验存在如下缺点:(1)实验时都必须先在容器外点燃红磷再伸入容器内,燃着的红磷伸入容器内的瞬间,容器内的空气会发生膨胀,部分空气被排出,导致实验结果偏高。(2)在酒精灯上点燃红磷时生成大量的五氧化二磷颗粒以白烟的形式扩散到空气中污染教室的环境,影响师生的健康。(3)反应容器容积大,消耗红磷多,实验时间较长,反应开始放出热量还可能将塞子冲出。(4)常常由于装置的气密性和温度差等问题使红磷燃烧停止后需较长的时间冷却,或是冷却后,打开弹簧夹,只有极少量的水进入集气瓶,甚至根本就不会出现水沿着导管进入集气瓶的情况,造成实验现象不准确甚至实验失败。改进实验装置(一),如右图2所示实验操作及现象:点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入倒置于水槽中的烧杯中(烧杯口不能离开水槽中的水面)。可看到烧杯中充满大量的白烟,接触烧杯外壁能感觉明显的炽热感。红磷燃烧完毕后产生的白烟图2迅速溶解于水中,温度也随之下降,烧杯中的水位则慢慢上升,当温度下降至接近室温时,水面上升至约1/5处。此时,还可在烧杯内壁观察到一些白色附着物,充分说明生成物五氧化二磷的状态和颜色。实验改进评价:1) 改进后的实验装置和操作都较原来实验简便;2) 去掉了装置连接而引起气密性不好的影响因素,实验效果明显;3) 反应停止后冷却时间也较为短暂,现象明显更易于观察。实验改进装置(二)实验用品:铁架台、U型管、 燃烧匙(带橡胶塞)、酒精灯、白磷实验操作部分:实验前的准备:将U型管充满水,用一个燃烧匙(带橡胶塞)塞进U型管一边的管中。再通过量筒量取水的方法将U型管上部分分出五等分,用胶带贴上分别标出五等分。实验操作及现象:将U型管按如图所示固定在铁架台上,向U型管中加水所示的位置,在燃烧匙(带橡胶塞)中放入适量的白磷(用滤纸将白磷上的水吸干)并放入U型管中塞紧。再用酒精灯给燃烧匙柄加热。可观察到白磷迅速燃烧,产生大量的白烟。白磷燃烧完毕后产生的白烟迅速消失,温度也随之下降,管中的水位则慢慢上升,当温度下降至接近室温时,水面上升至约一等分。此时,还可在U型管内壁观察到一些白色附着物,由此证明生成物五氧化二磷的状态和颜色,进一步说明产生白烟的原因。实验改进后的评价:1) 仪器简单,便于实验操作;2) U型管中有水便于温度迅速降到室温;3) 在密闭容器中进行实验的结果更准确,更具有说服力;4) 此装置更便于课堂在学生中进行展示,更能增强课堂教学的高效性,增强学生学习化学激情。拓展探究:能否用其他药品或装置来测定空气中氧气的含量呢?带着这样的疑问,经交流讨论,查找资料,有位老师归纳出许多富有创意的实验方案。序号装置实验操作图1用凸透镜将太阳光聚焦到白磷,使白磷燃烧,一段时间后,白磷燃烧。燃烧完毕,待冷却至室温,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内。图2闭合电源开关,电阻丝发热,温度达到40 时白磷燃烧,产生大量白烟。装置冷却后,由于左侧中氧气被消耗,气体压强减小,水会在左侧中上升,且上升到1刻度处。图3先关闭弹簧夹a,将螺旋状的铜丝在酒精灯的灼烧后迅速插入大试管,接触试管底部的过量的白磷,然后立即塞紧橡皮塞。由于白磷的着火点低,白磷燃烧,产生大量的白烟。燃烧完毕,待冷却至室温,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内。图4用水浴加热的办法使白磷燃烧,足以使白磷着火燃烧。燃烧完毕,待冷却至室温,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内。图5在一封闭的试管内放一颗白磷,用酒精灯微微加热白磷,白磷燃烧,有大量白烟生成,注射器被推向外侧(右侧)。待装置冷却,注射器逐渐向内侧(左侧)移动,根据注射器停止时的位置,确定空气中氧气的体积。图6在一端封闭的粗玻璃管内放一颗白磷,用胶塞塞住,并推入到玻璃管中部,记下位置。烧杯里装开水加热白磷,白磷燃烧,有大量白烟生成,胶塞被推向外侧(右侧)。待装置冷却,胶塞逐渐向内侧(左侧)移动,根据胶塞停止时的位置,确定空气中氧气的体积。图7用生石灰和水反应时放出的热量使白磷燃烧。烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞,活塞左端管内密封有空气,活塞右端的玻璃管口跟空气连通,实验开始前活塞处在刻度5 cm处。图8在一个耐热活塞的底部放一小块(足量)白磷,然后迅速将活塞下压,使空气内能增大,温度达到40。白磷燃烧,产生大量白烟,冷却至原来温度时,松开手,活塞最终将回到刻度4处图9在一玻璃管的两端,通过橡皮塞装上两只注射器,玻璃管内装几团细的铜丝,把一个注射器内的空气体积调到50mL的位置,另一只注射器不留空气加热玻璃管的铜丝部位。待铜丝被灼热后,把注射管缓慢地以23次/分的速度左右推动。大约34min之后停止加热。待玻璃管冷却至室温后,注射器内空气减少。图10在滴管中盛适量的氢氧化钠溶液。将燃着的硫粉迅速插入集气瓶内,硫粉燃烧,发出淡蓝色的火焰。燃烧完毕,待冷却至室温,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内。五)氧气的性质实验2-13铁丝在空气中红热,在氧气中剧烈燃烧图2-11硫分别在空气和氧气中燃烧2-12木炭分别在空气和氧气中燃烧 1)注意引导学生学会观察并描述实验现象2)采用对比实验,分析找出氧气的化学性质3)演示实验要强调注意事项,尽量防止污染硫的燃烧要防止空气污染,事先瓶中放少量水(或燃烧后倒入适量氢氧化钠溶液,振荡)木炭在氧气中燃烧注意在空气中要加热到红热,红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时,要由瓶口向下缓慢插入,检验生成物要倒入少量澄清石灰水振荡。铁丝在氧气中燃烧:瓶里事先放少量的水或沙;细铁丝要打磨,绕城螺旋状,末端系上火柴梗引燃;注意把握铁丝伸入集气瓶的时机(火柴梗快烧完还没烧完时)和方法(坩埚钳自上向下慢慢伸到瓶底。铁丝在氧气中燃烧的实验改进 一、原教材中实验铁丝在氧气中燃烧是检验氧气性质的一个重要的实验,也是现象比较明显的实验,但此实验按照课本中的做法,难以成功。原实验步骤:在螺旋状的细铁丝末端系上火柴梗,用坩埚钳夹住铁丝点燃火柴梗,至其快燃尽时伸入充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶中。学生对此实验非常感兴趣,很想快点看到实验现象,但这种急于求成的欲望,很容易导致此实验的失败。其原实验较易失败的原因就是对其火柴梗燃烧的程度难以把握。当把点燃的系有火柴梗的铁丝伸入充满氧气的集气瓶中时,如果火柴梗过长,会看不到铁丝在氧气中燃烧的现象;只能看到火柴梗在氧气中燃烧的现象。如果火柴梗过短,由于红热的铁丝冷却很快,也会看不到铁丝在氧气中燃烧的现象。二、改进后的实验步骤我们把细铁丝的一端盘成螺旋状,另一端用坩埚钳夹住。用小烧杯盛一定量的无水乙醇,待用。把酒精灯和充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶放在较近的位置,并点燃酒精灯。用坩埚钳夹住细铁丝的一端并将有螺旋状的另一端伸入到无水乙醇中,利用无水乙醇的表面张力,使细铁丝有螺旋状一端蘸满无水乙醇。取出后,马上在酒精灯上点燃,并迅速伸入到充满氧气且瓶底有少量水的集气瓶中,可以看到铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。三、改进后的优点此方法极易成功,实验效果好;也不会再为火柴梗燃烧的程度而担忧;更适合于开设学生实验;无污染,并节约了资源。硫在氧气中燃烧实验改进:如图在滴管中盛适量的氢氧化钠溶液。将燃着的硫粉迅速插入集气瓶内,硫粉燃烧,发出淡蓝色的火焰。燃烧完毕,待冷却至室温,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内。六)制取氧气1.气体制取与收集装置的选择 发生装置:(根据反应物状态和反应条件选择)固液不加热型 固固加热型 收集装置:向上排空气法或排水法(根据气体的密度、溶解性选择)2.制取氧气的操作步骤和注意点(以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例)a、步骤:查装定点收离熄 教师要设置如问题启发学生思维,通过讨论交流,归纳小结,提高实验能力和分析问题和解决问题能力。(1)、如何检验装置气密性?根据什么原理?(2)、如何安装实验装置,有什么顺序?(3)、用高锰酸钾制氧气为什么瓶口放棉花?(4)、待有气泡放出时,能不能马上收集,为什么?(5)、排水法收集时,实验结束后先撤酒精灯还是导气管?为什么?(6)、怎样证明收集的是氧气?如果将上述问题能过思维训练而得到答案,那么其他制备和性质实验学生会知道怎么进行实验,要考虑哪些?注意什么?逐步提高分析问题和解决问题能力。b、注意事项:试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂药品平铺在试管的底部:均匀受热铁夹夹在离管口约1/3处导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气)实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部3.氧气的验满:用带火星的木条放在集气瓶口 检验有无:用带火星的木条伸入集气瓶内。七)探究分子的运动教材中实验如图34缺点:密封性不好,污染严重,浪费药品,时间长图34实验改进(一):实验操作过程1. 将滤纸剪成稍宽于试管直径的滤纸条(防止滤纸条从试管中掉下来与玻璃片上的浓氨水接触),在滤纸条上均匀的滴加4-5个酚酞溶液的小圆点,然后用镊子把滤纸条放入试管的中部。2.在玻璃片上滴1-2滴浓氨水。3.将试管倒放在滴有浓氨水的玻璃片上,稍静片刻,会观察到滤纸条由下到上依次、逐渐出现红色圆点。4.用镊子取出滤纸条,在空气中放置片刻,会看到滤纸条上的红色圆点逐渐消失。装置改进的意义1.此装置简单、操作方便,现象明显、用时短。2.增加了对比实验,充分体现了分子运动的性质。3.实验药品用量小。实验改进(二)方法一:用一次性透明塑料水杯内壁上不同部位贴上沾有酚酞试液的碎纸片,罩住盛有浓氨水的小试剂瓶,塑料水杯内壁各处沾有的碎纸片在1分钟内即可变红。用过后盖上盛氨水的试剂瓶的瓶塞,供下一个班的学生使用。这样设计,既观察到明显现象,又将污染降到很小程度,还节省药品。方法二:将方法一中浓氨水改换成食用醋精,将碎纸片改用紫色石蕊试液润湿或用蓝石蕊试纸代替,也可收到异曲同工之效。食用醋精的气味扩散到教室内,还可起到杀感冒病毒的作用。实验改进(三):1.把两个锥形瓶放在水平桌面上2.把细铁丝制作成小树并在树枝上放上小棉花团(3个小树)3.在小棉花上均匀地滴上酚酞试液,把小树用细线拴好,并让小树花悬在瓶子的中间、底部。另一个放在两个锥形瓶之间4.事先在青霉素瓶中放少量浓氨水,将青霉素瓶用细线拴好并放在瓶底,或者用注射器向青霉素瓶中注射浓氨水,盖上胶塞,观察现象。白色的小花从下往上逐渐变红。还可改用无色塑料瓶或广口瓶,在青霉素瓶中放少量浓氨水,并将其用线拴好放在瓶底,把滴有酚酞试液滤纸条分别放在瓶外壁上和粘在胶塞上悬在瓶中。装置改进的意义:1比课本上的“大烧杯罩住的两个小烧杯”的实验现象迅速,并且有一个从下往上先后变色以及颜色由浅至深的逐渐变化过程,这就让学生更容易想像“分子在不断运动”2 .可以节约药品并且可以很好地控制浓氨水的挥发3. 减少氨气的挥发和泄漏不污染环境4.实验具有对比性5.废品利用八)酒精与水混合实验 将100ml水与100ml酒精混合,所得的体积小于200ml,证明分子之间有间隔。该实验在具体操作时,存在以下问题:1所用酒精量太多,造成浪费。2多次量取,多次读数易出现误差。本实验可采用100 ml容量瓶进行酒精与水混合实验。效果比较明显。但初中化学实验容量瓶数量有限,开展学生探究实验有困难。实验改进:如利用瓶肚大,瓶颈细长的长颈漏斗或滴管代替容量瓶,效果更明显。一、利用长颈漏斗进行分子间隙常规实验1实验装置2仪器及药品:长颈漏斗、烧杯、注射器(20ml),酒精、水、品红、橡胶塞大小各1个、红色橡皮筋3实验操作(1)用橡胶塞把长颈漏斗瓶口塞紧。倒立放置桌面。(2)取约15ml的水用注射器注入长颈漏斗中。)用注射器取约15 ml的酒精(加品红)沿长颈漏斗内壁缓慢注入。移动橡皮筋至液面处。(3)用橡胶塞盖紧长颈漏斗细口处。反复颠倒46次。至酒精和水充分混合。(4)倒立静置。观察此时液面明显低于橡皮筋标注的原始标记处。4优点(1)实验效果明显。长颈漏斗颈细仅为容量瓶口径的1/3,酒精与水混合前后液面相差近1 cm。且酒精溶入品红停留在上部,分层明显。后颜色逐渐扩散到水中。能形象说明分子通过运动挤占相互间隙。(2)节省时间。不需多次准确量取水和酒精。直接采用注射器注入,很易控制液体加入量。(3)长颈漏斗是初中实验常见仪器。而且药品取用量少。便于开展学生探究实验。二、利用滴管进行分子间隙的微型实验1实验装置2仪器药品滴管、烧杯、注射器(10ml)。酒精、水、品红、橡胶塞、红色橡皮筋3实验操作(1)滴管一端用橡胶塞塞紧。注射器取约2ml的水沿细口处注入。再取约2 ml的酒精(加品红)沿滴管内壁缓慢注入。移动橡皮筋至液面处。(2)缓慢颠倒滴管23次。使酒精与水充分混合。(3)倒立静置。观察此时液面明显低于橡皮筋标注原始位置。若发现细口处液柱残留,轻叩滴管上部即可。4优点(1)该装置取用酒精量更少,效果更明显,液面下降很明显超过1cm。(2)装置简单,操作简便。酒精与水分层明显。混合时只需缓慢颠倒滴管23次,液体不会从细口处流出。(3)仪器更常见,更易开展学生探究实验。三、操作注意事项1由于酒精密度比水小。所以先在仪器中注入水再加入酒精。2用注射器注入酒精(加品红)时,应缓慢沿容器内壁注入。以免提前将酒精与水混合影响实验效果。3为防液体渗漏,可在橡胶塞与仪器接口处涂抹少许凡士林。九)活性炭吸附实验在人教版九年级化学课本中,两次提到木炭、活性炭的净水作用,第一次是水的净化一节,第二次是金刚石、石墨、C60一节。在金刚石、石墨和C60一节中有一个用活性炭净水的实验(实验6-1)。实验内容如下:在盛有半瓶水的锥形瓶中加入一滴红墨水,投入几块烘烤过的木炭、或活性炭,振荡,观察现象。在实验教学中,如果按照课本上的实验进行,因为木炭、活性炭的颗粒是黑色的固体,不便于观察水中的红色褪去的现象。如果震荡后再过滤,这样虽然能够看到红色褪去,但费时过多,不利于课堂教学。实验改进(一)找一大号的注射器针筒,先放进一小团脱脂棉,然后加少许活性炭粉,在活性炭层上面再放脱脂棉。这样一个简易净水器就做好了,实验时往注射器内注入有颜色的水,经过活性炭层吸附后,用小烧杯接住流出的液体,可以观察到明显的褪色现象。为了节约实验时间,可在添加完有颜色的水以后,可挤压活塞,以加快水流速度,节约时间,实验前后对比效果很明显。改进实验(二):用U型管加入适量活性炭粉,从左侧加入滴了红墨水的水,右侧出来的水就是无色。改进后优点:实验用时短,现象明显,对比度大。十)二氧化碳的性质实验第六单元课题3“二氧化碳和一氧化碳”中二氧化碳的性质中实验6-4,原教材实验如下: 如图6-12所示,将二氧化碳气体慢慢倒入烧杯中,观察现象并分析。经过实践证明,这个实验成功率很低,经常会出现以下三种情况:一是两个蜡烛都不熄灭;二是上面的蜡烛先熄灭;三是两个蜡烛同时熄灭。这三种情况都会使我们的实验目的无法实现,有时甚至还会因此成为学生的笑话。针对以上这三种情况,我做了以下几个分析:情况一:由于收集的二氧化碳气体不足;或蜡烛燃烧过旺,二氧化碳气体不足够将其熄灭,往往只是火焰晃动几下就又正常燃烧了。情况二:由于倾倒的过程中,气体会扩散,加之正在燃烧的蜡烛,加快了烧杯内的气流,使大部分二氧化碳气体处于燃杯的上半部,所以上面的蜡烛先熄灭。情况三:由于倾倒的速度过快,蜡烛熄灭的前后顺序不明显,看似同时熄灭。对该情况,只需在操作时,操作员切记不要倾倒过快就可以。实验改进方案如右图,可提高该实验的成功率,以供参考。在燃烧杯中放入梯形铁皮架,往两个阶梯上固定两根生日小蜡烛,将蜡烛点燃,然后将二氧化碳气体沿着漏斗往烧杯慢慢地倾倒下去,观察实验现象并分析。(切记要慢慢地倒。)实验改进后的优点:1、使用漏斗,能很好地防止二氧化碳气体刚倒出来就扩散开,而先接触到上面的蜡烛,使上面的蜡烛先熄灭。所以能很好地解决了上面情况二中的出现问题。2、将普通蜡烛改成生日小蜡烛:生日小蜡烛燃烧的火焰要比普通蜡烛的火焰小得多,所以要熄灭其火焰所需的二氧化碳气体的量会更少,更容易熄灭。所以也能很好地解决了上面情况一中出现的问题。3、生日小蜡烛既美观、又有趣,在一定程度上能够激起学生做该实验的兴趣,起到活跃课堂气氛的效果。变型:如图:在大烧杯里放个装有碳酸钠粉末的小烧杯,向长颈漏斗里加稀盐酸,烧杯中有大量气泡,很快下面的蜡烛火焰先灭,上层的蜡烛火焰后灭。补做实验:将高低不同的两个小蜡烛取出重新点燃,再放入刚才实验的烧杯中,可以看到下层蜡烛火焰先灭;再将烧杯中CO2气体倒掉,重新将高低不同的两个小蜡烛点燃,再放入烧杯中,火焰不熄灭。十一)二氧化碳制取的研究(实验探究课)1通过探究比较,得出实验室制取二氧化碳的理想原料。 (对比实验)2通过与氧气的实验室制法的比较,归纳实验室取气体的思路和方法

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