第一篇:信息技術(shù)與高中化學(xué)實驗教學(xué)大全
信息技術(shù)與高中化學(xué)實驗教學(xué)
內(nèi)容提要:時代的變遷與進(jìn)步,信息技術(shù)的高速發(fā)展,促使普通高中學(xué)校化學(xué)實驗教學(xué)重大變革。在化學(xué)實驗教學(xué)過程中,根據(jù)信息技術(shù)環(huán)境下的特點,結(jié)合實驗教學(xué)實際,特別是新課改背景下化學(xué)實驗教學(xué)的特點與實際,力求將二者有機(jī)結(jié)合、整合。通過對化學(xué)實驗教學(xué)的特點分析,將信息技術(shù)引入化學(xué)實驗教學(xué)中去,達(dá)到激發(fā)興趣、師生互動、培養(yǎng)思維、增強(qiáng)觀感之目的,提高化學(xué)實驗教學(xué)的有效性、時效性。與此同時,信息技術(shù)對于化學(xué)實驗教學(xué)存在不利影響。
關(guān)鍵詞:信息技術(shù)
化學(xué)實驗教學(xué)
特點
應(yīng)用
整合
時代的變遷與進(jìn)步,二十一世紀(jì)經(jīng)濟(jì)全球化,知識經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)變革。學(xué)校教育在社會發(fā)展的大潮流中激蕩、涌動。信息技術(shù)悄然走進(jìn)校園,走進(jìn)每個學(xué)科。作為一名中學(xué)化學(xué)教師,信息技術(shù)的發(fā)展,對于化學(xué)教學(xué),尤其是化學(xué)實驗教學(xué)的益處大大彰顯。
教學(xué)改革過程中,尤其是新課程改課過程中,教學(xué)節(jié)奏加快,教學(xué)內(nèi)容不斷更新,化學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)方法的改革勢在必行。
化學(xué)教材在新課改后發(fā)生較大變化。從以前的單一文字發(fā)展為聲像、可視光盤、PPT課件、網(wǎng)絡(luò)課程等電子教材。
化學(xué)教學(xué)模式由以前的“教師—黑板—學(xué)生”逐步演變?yōu)椤敖處熤鲗?dǎo)、學(xué)生主體”地位的多樣教學(xué)模式,如:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、多媒體教學(xué)等等。
一、化學(xué)實驗教學(xué)的特點
1、基礎(chǔ)性、經(jīng)常性和隨堂性
通常意義上,化學(xué)學(xué)科屬于自然科學(xué),是基礎(chǔ)科學(xué),具有基礎(chǔ)性;化學(xué)是人們?nèi)粘I钪衅毡榻佑|的學(xué)科,具有經(jīng)常性。從高中化學(xué)實驗教學(xué)來說,高中新課程化學(xué)教材在內(nèi)容的選擇上,強(qiáng)調(diào)基本知識的掌握和靈活運用,注重培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息、獲取新知識、分析和解決問題、交流與合作的能力;課堂教學(xué)必須演示實驗操作,充分體現(xiàn)化學(xué)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)性、經(jīng)常性和隨堂性。
2、時代性和探究性
新課程改革對化學(xué)實驗操作有了新的要求與規(guī)范,化學(xué)實驗教學(xué)的新時代來 臨。這也說明,化學(xué)教學(xué)在不同時代有不同的操作規(guī)程與要求。實驗教學(xué)本身就是探索未知領(lǐng)域的重要表現(xiàn),高中學(xué)生已經(jīng)從以前知識的單純記憶(邏輯思維)發(fā)展到記憶、理解與運用相結(jié)合(形象思維與邏輯思維結(jié)合),是自主探究的過程。
3、科學(xué)性、復(fù)雜性和危險性
化學(xué)作為自然科學(xué)學(xué)科,科學(xué)性毋庸質(zhì)疑?;瘜W(xué)實驗教學(xué)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不僅僅涉及化學(xué)學(xué)科,還涉及其他學(xué)科,如:數(shù)學(xué)學(xué)科、物理學(xué)科等。有些實驗藥品有劇毒,或在實驗過程中產(chǎn)生有害物質(zhì),易造成環(huán)境污染,具有高危險的實驗,很難在課堂保證其過程的安全性。所以,化學(xué)實驗教學(xué)又具有危險性。
4、操作性、不可逆性和直觀性
化學(xué)實驗教學(xué)是具有可操作性的教學(xué),是一種演示型教學(xué)。需要師生間互動、模擬、發(fā)散?;瘜W(xué)實驗操作具有不可逆性,不可能因為學(xué)生學(xué)習(xí)需要隨時停止實驗進(jìn)程。因此,化學(xué)實驗教學(xué)是直觀教學(xué),教師演示,學(xué)生觀看。
5、真實性、知識性和發(fā)展性
化學(xué)實驗教學(xué)具有直觀性,俗話說:“眼見為實”?;瘜W(xué)實驗教學(xué)具有真實性的特點。人類追求的東西本身就是“真、善、美”,實踐出真知。化學(xué)實驗教學(xué)還具有知識性,掌握相應(yīng)的知識,將知識運用到現(xiàn)實生活中去,發(fā)展、豐富、完善自己?;瘜W(xué)實驗教學(xué)還具有發(fā)展性。化學(xué)實驗發(fā)展自身,也促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展。
二、信息技術(shù)應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)
在化學(xué)實驗教學(xué)中運用信息技術(shù)模擬課堂上不能或不易做的實驗,可以有效的提高化學(xué)實驗的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
(一)激發(fā)學(xué)生興趣,增強(qiáng)化學(xué)實驗教學(xué)有效性
“興趣是最好的教師”。教育心理學(xué)研究表明,興趣是認(rèn)識事物和從事活動的巨大動力,學(xué)習(xí)興趣往往是學(xué)生學(xué)習(xí)的直接動因。正如俄羅斯教育家烏申斯基所說:激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不僅需要教學(xué)內(nèi)容的趣味性,還需要創(chuàng)造和諧、適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境。
化學(xué)實驗教學(xué)本身就具有趣味性。通過實驗教學(xué)可以認(rèn)識不同的化學(xué)物質(zhì),它們既可以是冷冰冰的金屬,也可以是化學(xué)實驗操作中五顏六色的“固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)”物質(zhì)。極大的激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在化學(xué)實驗教學(xué)中可以大量采用的 2 彩色圖片、動畫、視頻、等素材,在此基礎(chǔ)上制作了PPT課件,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,顯著提高了化學(xué)實驗教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
化學(xué)實驗教學(xué)是在實驗背景下的教學(xué)。在信息技術(shù)條件下,教學(xué)環(huán)境的營造,突破了以往化學(xué)實驗室的封閉環(huán)境,可以走進(jìn)信息技術(shù)的“海洋”和“廣闊天空“。這樣的教學(xué)環(huán)境對于教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性是極大的保障。同時,極大的提高化學(xué)實驗教學(xué)的有效性。
(二)刺激師生互動,優(yōu)化課堂教學(xué)時間
新課程改革,要求化學(xué)教學(xué)中師生互動熱烈。化學(xué)實驗教學(xué)是總?cè)菀讕熒拥沫h(huán)節(jié)。通過信息技術(shù)的平臺,師生間可以更加平等、和諧的互動。與以往課堂教學(xué)互動不宜掌握時間比較,信息技術(shù)條件下,實驗操作的“時間”靈活性更易確定,從而使得師生互動的空間更大。
師生互動不應(yīng)該是形式上的,應(yīng)該有更深刻的實質(zhì)互動—教與學(xué)的互動。教師教、學(xué)生學(xué)。在有限的課堂教學(xué)過程中,師生互動能夠最大限度的優(yōu)化課堂教學(xué)時間,提高課堂教學(xué)容量,提高課堂效率。
(三)培養(yǎng)發(fā)散思維,鼓勵學(xué)生動手能力
以往傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)由于受到諸多條件的限制,主觀條件和客觀條件的,都是一種教師語言描述實驗器材、所需物質(zhì)材料、實驗條件等,并描述出實驗產(chǎn)生的結(jié)果,是一種機(jī)械性質(zhì)的,帶有強(qiáng)烈的主觀色彩,學(xué)生只是通過教師抽象的語言描述來理解、運用。信息技術(shù)條件下,教師可以打破這種“枯燥的”模式,進(jìn)入“色彩”模式。
通過“色彩”模式,直觀的、形象的、生動的展現(xiàn)在學(xué)生面前,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維。思維是存在的反映,并能夠反作用存在,學(xué)生“照貓畫虎”,在有條件、條件允許的前提下,增強(qiáng)動手能力。知識最終要運用到實際生活中去,所以,絕不能因為信息技術(shù)而忽略掉學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。
(四)遏制實驗危險,保障師生安全
有些化學(xué)實驗操作具有危險性或者操作起來具有相當(dāng)難度。那么,通過實驗教學(xué)可以有效的解決這些問題。如:氧化汞加熱分解、一氧化碳、硫化氫等實驗,以往親身操作,失敗率很高,演示效果不佳直接導(dǎo)致學(xué)生對實驗結(jié)果打上大大的疑問,甚至對正確結(jié)果產(chǎn)生懷疑。通過信息技術(shù)演示的話,能夠達(dá)到仿真的效果,3 使學(xué)生能易于觀察到實驗結(jié)果,保證課堂教學(xué)的順利進(jìn)行,且有利于避免危險發(fā)生。
(五)提高實驗觀感,準(zhǔn)確掌握真知
教育心理學(xué)研究表明,人們在學(xué)習(xí)時通過視覺獲得的知識占83%,聽覺占11%,嗅覺占3.5%,觸覺占1.5%,味覺占1%。這證明視覺在學(xué)習(xí)過程中起的作用最大。信息技術(shù)條件下,圖聲并茂,色彩逼真,表現(xiàn)手法靈活多樣,寓教育于娛樂之中。應(yīng)用在化學(xué)實驗教學(xué)中,可以使學(xué)生充分發(fā)揮想象力,培養(yǎng)學(xué)生的探究與創(chuàng)新能力,準(zhǔn)確掌握課堂教學(xué)中的知識性內(nèi)容。
當(dāng)然,信息技術(shù)的發(fā)展對化學(xué)實驗教學(xué)也有一些負(fù)面影響。比如:弱化教師實驗教學(xué)中的主導(dǎo)地位,學(xué)生通過新媒體、新形式直觀感受化學(xué)實驗之時,隨意性增大,不利于教師控制教學(xué)進(jìn)程;又如:部分教師濫用多媒體教學(xué),忽視親身操作化學(xué)實驗,使得學(xué)生只會“觀看”不會“動手”。等等。
三、信息技術(shù)與化學(xué)實驗教學(xué)的整合
信息技術(shù)發(fā)展,化學(xué)實驗教學(xué)同樣要發(fā)展,發(fā)展的過程也是二者有機(jī)結(jié)合、整合的過程。充分利用現(xiàn)有的設(shè)備,實現(xiàn)信息技術(shù)與化學(xué)實驗的有機(jī)整合,有效服務(wù)于教育教學(xué)。
二者整合的過程要明確“主”與“次”。從高中化學(xué)實驗教學(xué)角度看,實驗教學(xué)是“主”,通過信息技術(shù)這個“次”來輔助化學(xué)實驗教學(xué)。
通過上面的描述我們不難發(fā)現(xiàn),信息技術(shù)只是在“教”與“學(xué)”的師生互動過程中充當(dāng)媒介作用、橋梁作用。信息技術(shù)知識一種教學(xué)工具、載體,不可能也不能代替教師“教”或者學(xué)生“學(xué)”。只有充分發(fā)揮教師主導(dǎo)教學(xué)、學(xué)生主體參與教學(xué)的過程,才能真正的發(fā)揮出信息技術(shù)的優(yōu)勢,起到教學(xué)促進(jìn)作用。準(zhǔn)確定位三者的地位,至關(guān)重要。
在可以預(yù)見的將來,信息技術(shù)與化學(xué)實驗教學(xué)必將大跨度整合。信息技術(shù)將極大的推動化學(xué)實驗教學(xué)的發(fā)展。
總之,隨著人類認(rèn)識能力的不斷發(fā)展,認(rèn)知工具的不斷豐富,在認(rèn)識和改造世界的過程中,信息技術(shù)必有一個位置。知識爆炸的時代,信息技術(shù)能夠最大限度的滿足人們的認(rèn)知需求。而化學(xué)科學(xué)作為基礎(chǔ)自然科學(xué),對人類發(fā)展也起到不可或缺的作用。二者結(jié)合、整合,有利于化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,有利于人類社會的發(fā) 4 展。
參考文獻(xiàn):
1、《科學(xué)咨詢(教育科研)》 2011第05期 鄧友銀 《高中新課改下化學(xué)實驗教學(xué)的特點淺析》
2、《心理學(xué)新論》 高等教育出版社 李錚、姚本先 2001年4月出版
3、《教育學(xué)基礎(chǔ)》 教育科學(xué)出版社 全國十二所重點師范大學(xué)聯(lián)合編寫 2004年8月印
第二篇:高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀與思考
高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀與思考
眾所周知,化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。中學(xué)化學(xué)大綱指出,化學(xué)教學(xué)的目的首要是學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識和化學(xué)實驗、化學(xué)計算的基本技能,可見實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重要成分,跟化學(xué)教學(xué)的整體質(zhì)量有舉足輕重的聯(lián)系,但是通過調(diào)查高中化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)情況不容樂觀。
一、幾組調(diào)查數(shù)據(jù):
問題1:你在高中階段使用過下列儀器嗎(題后數(shù)字為使用率)? A.托盤天平(93.1%)B.容量瓶(88.7%)C.鐵架臺(8 7.9%)D.酸、堿式滴定管(69%)E.分液漏斗(80.2%)F.燒杯(91.1%)G.干燥管(48%)H.圓底燒瓶(81.5%)I.溫度計(78.6%)問題2:高中階段你做過幾次學(xué)生實驗? A.0次(1.7%)B.1至3次(49.8%)C.4至6次(15%)問題3:化學(xué)老師在課外活動時間和自習(xí)課安排的內(nèi)容是: A.完成課堂上做不完的演示實驗和學(xué)生實驗(15.3%)B.講述高考實驗題,以強(qiáng)化學(xué)生的實驗知識(57.9%)C.指導(dǎo)學(xué)生做一些探索性實驗,以彌補(bǔ)課堂教學(xué)實驗不足(4.7%)D.補(bǔ)課,以應(yīng)付高考(63.5%)由以上數(shù)據(jù)可見對大多數(shù)學(xué)生的化學(xué)實驗技能和實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)只是紙上談兵。
二、我?;瘜W(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀
我?,F(xiàn)有36個教學(xué)班(每個年級約有12個教學(xué)班),在校學(xué)生約2200多人,化學(xué)實驗室一個(24個實驗臺),儀器室一個(約20平米),實驗室管理由一教師兼管。實驗室數(shù)量少,不能滿足上課需求,儀器和藥品缺乏,僅能滿足部分教師演示實驗,學(xué)生實驗無法開設(shè)。目前學(xué)校化學(xué)教師上課主要以講實驗為主,學(xué)生也只能變做實驗為聽實驗。高一學(xué)生原本在初中時對化學(xué)學(xué)習(xí)有濃厚的興趣,到高中后隨著課程難度增加,知識抽象化,又不能進(jìn)行化學(xué)實驗,原來的興趣逐漸消失,導(dǎo)致很多學(xué)生覺得化學(xué)難學(xué),學(xué)不會,慢慢開始厭學(xué)。這種情況雖然只是我校的,但卻是一種普遍現(xiàn)象,已嚴(yán)重影響到化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。
三、原因分析
1、高中逐年擴(kuò)招,使高中教育的規(guī)模擴(kuò)大過快,給學(xué)校帶來強(qiáng)大的辦學(xué)壓力,教學(xué)人員不足,已是各中學(xué)普遍現(xiàn)象,在此情況下各中學(xué)超負(fù)荷運轉(zhuǎn),無力迅速改善辦學(xué)條件。
2、教師工作負(fù)荷大、身心疲憊,工作任務(wù)重,不愿意花費心思去做實驗,不愿在改善實驗條件上花心思。
3、部分教師思想觀念落后,認(rèn)為高中屬非義務(wù)教育,教學(xué)的目的就是為高校培養(yǎng)合格生源,自己只要苦教完成高考任務(wù)即可,實驗做不做沒關(guān)系。有的教師不能從巧教、趣講上下功夫,也導(dǎo)致思想上認(rèn)同講實驗。
4、不能按照課程標(biāo)準(zhǔn)處理實驗
新教材的每個活動與探究報告一般包括活動目標(biāo)、活動準(zhǔn)備、活動用品、過程和方法、問題和討論、評價與反思等方面。有些教師在實驗教學(xué)中只注重活動用品與過程和方法兩個方面,而對于活動準(zhǔn)備、問題和討論、評價與反思等方面卻常常忽略。如在實驗中強(qiáng)調(diào)裝置如何安裝,具體要求什么,而忽略為什么這樣做;強(qiáng)調(diào)學(xué)生怎樣去驗證教師曾經(jīng)演示的結(jié)論,而忽略學(xué)生的討論與反思,沒有進(jìn)行發(fā)散性思維能力的培養(yǎng)。
5、沒有引導(dǎo)學(xué)生將實驗與生活相結(jié)合
為培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力,應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生廣泛地開展對平時家庭生活中的現(xiàn)象進(jìn)行觀察。新教材提供了許多家庭小實驗,如石墨導(dǎo)電、生成炭黑、清洗餐具等,可以讓學(xué)生在家動手驗證所學(xué)知識,同時在課堂上結(jié)合自然現(xiàn)象進(jìn)行分析,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。而有些教師卻不能有機(jī)結(jié)合,課堂教學(xué)枯燥無味,失去了最好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)機(jī)會。
四、促進(jìn)化學(xué)實驗教學(xué)改革的措施
1、轉(zhuǎn)變觀念,建立以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)教學(xué)觀
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)教學(xué)最基本的特征。在實驗教學(xué)中,就是化學(xué)問題的提出和解決要以實驗探索的途徑和手段進(jìn)行的,課堂教學(xué)也要求盡可能用邊講邊實驗來展開,使學(xué)生親自參與實驗,發(fā)揮學(xué)生的實驗?zāi)軇有裕龑?dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象或事實,探究物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)律。不少化學(xué)教師是深知化學(xué)實驗的重要性,而 2
且也曾經(jīng)設(shè)想或嘗試采用較好的教學(xué)方法,但教學(xué)課時上的限制,最后不得不放棄。因此要轉(zhuǎn)變觀念,就要轉(zhuǎn)變整個社會的觀念,要讓學(xué)校和教師,特別是社會上的人們認(rèn)識到教育不能追求暫時的表面的效果,不能急于求成,而要著眼于未來,特別要著眼于學(xué)生在未來社會的作用與價值,減少功利性,為社會培養(yǎng)真正的人才而去開展化學(xué)實驗教學(xué)。
2、改革教材
現(xiàn)行有關(guān)實驗的教材甚少,我認(rèn)為對于學(xué)生實驗應(yīng)有一套專門的正規(guī)的實驗教程。這個教程能與課本獨立開來,有培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力和自學(xué)能力,提高實驗技能,掌握科學(xué)思維方法等功能。建議有關(guān)教育部門應(yīng)編成一個由正規(guī)的學(xué)生實驗、實驗練習(xí)題、課后隨堂小實驗以及課后小制作等組成的系列實驗教材,當(dāng)然還要適當(dāng)增加一些能提高學(xué)生操作技能和拓寬知識面的課外讀物。
3、利用多種有效渠道增加實驗在教材(區(qū)別于上述的實驗教程)中的比重,盡可能的增加學(xué)生動手實驗的機(jī)會。例如:在教材中可以適當(dāng)增加一些有趣的實驗來引入課題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愿望;或增加一些簡便易做的課堂實驗,使學(xué)生利用手邊的學(xué)習(xí)用品或生活用品就能自己動手實驗,觀察現(xiàn)象,這樣既可以使學(xué)生多動手做實驗,又有利于學(xué)生理解理論知識。
4、提高教師自身素質(zhì)
戰(zhàn)斗在教育第一線上的教師是實施教育的直接參與者,要真正運用好化學(xué)實驗,使之對提高教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮出獨特的作用,需要教師具備實驗教學(xué)的素質(zhì),既要有化學(xué)理論和實驗知識,又要有教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的知識,還必須腳踏實地親手實踐。科學(xué)在發(fā)展,教育也要發(fā)展,沒有一成不變的。作為一名化學(xué)教師要通過不斷的學(xué)習(xí)使自己的實驗教學(xué)能力和知識水平提高,使自身具備良好的實驗?zāi)芰蛯嶒灱寄?,更要有鉆研和創(chuàng)新精神。例如對化學(xué)中的疑難實驗進(jìn)行專題學(xué)習(xí)和研究、改進(jìn)一些實驗等;也應(yīng)接受新的教育理論、新的教育思想,指導(dǎo)自己的教學(xué)實踐。加強(qiáng)對化學(xué)實驗方面的專項培訓(xùn),如進(jìn)行針對化學(xué)教師在化學(xué)實驗中對實驗的設(shè)計,實驗測量的操作技巧,設(shè)計、改進(jìn)實驗以及排除故障的創(chuàng)造性能力,實驗考核的命題能力等方面的培訓(xùn),此外通過舉行各級研討會,提供化學(xué)教師間交流與探討的機(jī)會,從而相互促進(jìn)。
5、改革考試方法,加大實驗考核力度
以前我們在化學(xué)考試中,在檢查學(xué)生實驗部分的掌握情況時,基本上只局限于書面考試,關(guān)于實驗?zāi)芰?、特別是實驗操作技能的考試很少,導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)生背實驗、紙上談實驗的狀況,實驗考核極不全面。化學(xué)實驗考試總體要求是把考理論和考操作結(jié)合起來,全面反映學(xué)生實驗課的基本要求;不論哪類學(xué)生考試的原則都是把考實驗和做實驗結(jié)合起來??荚嚦煽儜?yīng)由平時考核成績、理論考試成績、操作考試成績幾個部分組成,另外還要增加綜合性和設(shè)計性實驗的考試,所謂綜合性實驗考試是將不同的實驗進(jìn)行組合,綜合解決較復(fù)雜的問題,要求學(xué)生利用本實驗手段去解決新的問題。考設(shè)計性實驗時,根據(jù)教師提出的實驗?zāi)康囊?,學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,完成實驗,時間可安排在課外科技制作課上進(jìn)行。
6、研究課標(biāo),充分理解化學(xué)實驗在教學(xué)的作用,研究和培養(yǎng)學(xué)生喜愛實驗的健康心理,學(xué)生化學(xué)實驗心理的研究可以從研究和培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣這一心理因素著手。根據(jù)我的觀察,一個喜愛化學(xué)實驗操作(動手)的學(xué)生必然喜愛化學(xué)實驗,而喜愛化學(xué)實驗的學(xué)生,其化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性也必然提高,其化學(xué)素養(yǎng)也就自然地提高了,這也是從興趣入手進(jìn)行教學(xué)的嘗試吧。
可以相信,只要切實地加強(qiáng)對化學(xué)實驗教學(xué)的理解,提高認(rèn)識水平,通過廣大化學(xué)教師和學(xué)生的共同努力,高中化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀必將會得以改變,化學(xué)實驗教學(xué)的功能也就落實到了實處。
第三篇:高中化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計
高中化學(xué)實驗教學(xué)策略分析
摘要:在高中課程改革中倡導(dǎo)學(xué)生以探究式學(xué)習(xí)為主,強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力。在高中化學(xué)教學(xué)中,實驗教學(xué)是進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的主要方法和重要途徑,也是高中化學(xué)教學(xué)中最為常見的探究性活動。通過化學(xué)實驗可以提高實踐能力,同時學(xué)生在實驗中也可以復(fù)習(xí)和總結(jié)化學(xué)知識。本文主要結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗對高中化學(xué)中的實驗教學(xué)進(jìn)行策略分析。
關(guān)鍵字:高中化學(xué),實驗教學(xué),策略分析。
化學(xué)主要以實驗為中心,開展實驗教學(xué)可以為學(xué)生提供一種探究式學(xué)習(xí)的方法,它可以使學(xué)生變被動的知識接受為主動參與教學(xué),并在實驗中主動的獲取知識,同時實驗教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,從而更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。本文主要結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗對高中化學(xué)中的實驗教學(xué)進(jìn)行策略分析。
一、在實驗教學(xué)中激發(fā)學(xué)生探索化學(xué)的欲望
例如,學(xué)生在“化學(xué)能和電能”這一章節(jié)的時候,需要學(xué)習(xí)電能和化學(xué)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,這就涉及到原電池的原理。老師在實驗教學(xué)中可以先演示“西瓜原電池”(用到的實驗材料有銅片、導(dǎo)線、鋅片、音樂卡以及西瓜等)這一實驗,使學(xué)生在音樂聲中心中產(chǎn)生這樣的疑問:這是什么神奇的構(gòu)造,為什么它能使音樂卡發(fā)出聲音。在學(xué)生學(xué)生好奇心和求知欲望的趨勢下,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生:音樂卡發(fā)出聲音肯定有電流通過,這電流又是怎么產(chǎn)生的呢?這時學(xué)生思維高度集中,迫切的想知道這電流到底是怎樣產(chǎn)生的。老師可以組織學(xué)生進(jìn)行討論,提出自己心中的想法。從而就順利的進(jìn)入本課堂的教學(xué)內(nèi)容:學(xué)生通過動手實踐了解原電池的工作原理,理解化學(xué)能和電能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。通過化學(xué)實驗為學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)置了一個真實的問題情境,使學(xué)生產(chǎn)生探索真知的欲望,在通過學(xué)生自己的動手實踐,讓學(xué)生在實踐中加深對原電池的理解,從而對知識產(chǎn)生了深刻的認(rèn)知。
二、化學(xué)實驗為學(xué)生理解化學(xué)概念和基礎(chǔ)理論提供感性材料。
科學(xué)概念是事物的共同屬性和特征在人腦海中的反映。形成科學(xué)概念需要充分的理解科學(xué)概念的內(nèi)涵和外延,而化學(xué)實驗可以為學(xué)生化學(xué)概念和基礎(chǔ)理論的形成提供足夠多的感性材料。在化學(xué)教學(xué)中可以利用實驗教學(xué)來展示化學(xué)現(xiàn)象,從而幫助學(xué)生加深對化學(xué)概念和基礎(chǔ)理論的理解。例如,在講述《物質(zhì)分類》中的丁達(dá)爾效應(yīng)的時候,老師可以安排這樣的實驗:在燒杯中倒入適量的CuSO4溶液和Fe(OH)3 膠體,并將它們放置在黑暗處,并用激光照射,從與光線垂直的地方觀察燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象。學(xué)生在看盛有Fe(OH)3 膠體燒杯的時候,發(fā)現(xiàn)有一條光亮的通道,而盛有CuSO4溶液的燒杯則沒有。通過學(xué)生直觀的觀察,使學(xué)生更加的容易理解:這條通道是由于膠體粒子對光線的散射形成的,從而使學(xué)生對丁達(dá)爾效應(yīng)產(chǎn)生更加深刻的理解。
三、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
在傳統(tǒng)的教材中,對試驗現(xiàn)象往往具有細(xì)致的描述,學(xué)生在閱讀了試驗現(xiàn)象以后,在結(jié)合實驗對課本中描述的試驗現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)和歸納。這樣的教學(xué)很大程度上限制了學(xué)生對實驗的積極性和探索性,也使試驗教學(xué)沒有發(fā)揮出應(yīng)有的效果。
新教材中對一般的實驗都沒有進(jìn)行細(xì)致的描述,而是通過表格的形式,讓學(xué)生在實驗中主動探索實驗現(xiàn)象,并在表格中進(jìn)行記錄。老師在教學(xué)中要充分利用這一優(yōu)勢,在實驗中充分的培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
例如,在講述硫酸的氧化性這一部分的時候,利用實驗進(jìn)行濃硫酸和銅進(jìn)行反應(yīng),學(xué)生在實驗中觀察到濃硫酸和銅反應(yīng)后的溶液沒有呈現(xiàn)藍(lán)色,這時老師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論,同時可以通過實驗進(jìn)行驗證,從而真正的辨明產(chǎn)生這種實驗現(xiàn)象的原因。
四、培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力
在以往的實驗教學(xué)中,化學(xué)實驗非常重視學(xué)生操作技能的訓(xùn)練,同時在教學(xué)大綱中也強(qiáng)調(diào)學(xué)生的化學(xué)實驗的基本操作技能,這就使得老師在實驗教學(xué)中,忘卻了試驗教學(xué)的目的,單純的強(qiáng)調(diào)學(xué)生基本技能的熟練程度,學(xué)生在進(jìn)行實驗教學(xué)的時候,感覺到枯燥無味,學(xué)習(xí)的興趣不濃。老師在實驗教學(xué)中,應(yīng)該將注意力放在如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的試驗探究活動,如何激發(fā)學(xué)生在實驗中進(jìn)行知識學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生在愉快的氛圍當(dāng)中掌握基本操作技能和進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)。
五、培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)之一,學(xué)生在看到某一神奇的實驗的時候,對它們進(jìn)行思考和解釋是鍛煉學(xué)生邏輯思維能力的一種有效途徑,所以我們可以在實驗教學(xué)中鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。以往的實驗教學(xué)一般都是先講教學(xué)內(nèi)容,在通過實驗現(xiàn)象進(jìn)行論證,這樣的教學(xué)給了學(xué)生現(xiàn)成的答案,學(xué)生求知的欲望不弄,在教學(xué)中我們可以將這兩個過程顛倒過來,讓學(xué)生在實驗中思考和探索知識,這樣對學(xué)生的知識的學(xué)習(xí)可以起到事半功倍的效果,同時也可以激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望。
例如,在講述氨的性質(zhì)的時候,老師在上課的時候,可以先安排噴泉實驗,學(xué)生在看到紅色的噴泉的時候,感覺到非常的神奇,同時老師可以在實驗的過程中,講解產(chǎn)生噴泉的原理:氨溶解在水中造成內(nèi)外壓強(qiáng)不一樣,從而產(chǎn)生壓力,形成噴泉。這時老師可以讓學(xué)生思考:噴泉實驗說明了氨具有什么樣的性質(zhì)?學(xué)生在思考以后就會說出:形成噴泉說明氨極易溶于水,噴泉呈紅色,說明氨溶于水形成溶液,同時溶液呈堿性。這時老師在進(jìn)行講解氨的性質(zhì),通過這樣的課程安排,學(xué)生在娛樂中盡心知識的學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)興趣大大的提高,同時學(xué)生對所學(xué)知識的記憶也更加的深刻。
實驗教學(xué)是實施素質(zhì)教學(xué)的重要途徑之一,也是進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的重要方法之一,老師在教學(xué)中要充分利用學(xué)習(xí)對實驗教學(xué)的神秘性,提高學(xué)生對實驗教學(xué)的興趣,讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn):
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[3]王麗麗,由一個實驗引發(fā)的思考[J].現(xiàn)代閱讀(教育版).2011(06)
第四篇:高中化學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)淺析
高中化學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)淺析 課題組成員
馮焱 摘要:中學(xué)化學(xué)新教材中實驗教學(xué)時中學(xué)教學(xué)的重點之一,新教材中化學(xué)實驗內(nèi)容及內(nèi)容呈現(xiàn)形式都發(fā)生了重大變化,本文就新教材中的實驗教學(xué)在教學(xué)實施中的一些改進(jìn)提出了一些簡單做法
關(guān)鍵詞:新教材、實驗教學(xué)、實驗改進(jìn)、激發(fā)興趣 化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中明確指出:化學(xué)實驗對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。中學(xué)化學(xué)新教材考慮了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心里特點:鼓勵學(xué)生自己設(shè)計探究實驗:提倡制作低成本的實驗等?;瘜W(xué)實驗以其不可替代的作用,化學(xué)實驗有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,創(chuàng)設(shè)生動活波的教學(xué)情景,幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能,啟迪學(xué)生的科學(xué)思維,訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀,由此可見,高中化學(xué)新課程十分重視化學(xué)實驗教學(xué)的改革。從當(dāng)今化學(xué)教學(xué)的發(fā)展來看,化學(xué)實驗教學(xué)正發(fā)生著深刻的變化。我們對新教材化學(xué)實驗教學(xué)特點進(jìn)行了初步的總結(jié)。
一、實驗教學(xué)自主化
新教材“化學(xué)實驗方案的設(shè)計”,將制備實驗、性質(zhì)實驗、物質(zhì)檢驗等實驗設(shè)計的基本要求、原理、方法等進(jìn)行了系統(tǒng)地歸納和整理。新教材中加強(qiáng)了實驗的探索性,激發(fā)學(xué)生的自主性。如“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”的實驗探究中:我在上課時增加了實驗用品,銅片、鋅片、碳棒、硫酸銅溶液。學(xué)生首先按書上進(jìn)行摸索,了解了一點原電池的原理。接著由于好奇會從實驗用品繼續(xù)選出材料、用品進(jìn)行探索。四個同學(xué)一組,全班得出好多結(jié)論。比如:電極全是銅片、鋅片時電流表指針偏轉(zhuǎn)不明顯,但是如果是鋅片和碳棒是實驗明顯:電解質(zhì)換成硫酸銅溶液時也能成功。學(xué)生對于自己的發(fā)現(xiàn)非常興奮,知識落實較好。乘興追擊,我布置化學(xué)電源中的自我設(shè)計原電池。要求學(xué)生收集各種廢舊干電池,分解出有用的東西,從家庭中找出各種電解質(zhì)溶液。設(shè)計好原電池后在全班檢驗它的電流。學(xué)生積極性很高,設(shè)計了好幾款原電池。有些電流較大,如選用白醋,純堿等:有些電流較小,如采用水果汁,酸奶,飲料等。學(xué)生看到自己設(shè)計的電池還真的能發(fā)出點來,學(xué)習(xí)興趣頓時高漲起來,在獲得知識的同時,體驗著成功的愉悅,學(xué)習(xí)效果能不好嗎!
二、實驗教學(xué)趣味化
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,通過實驗的開展,可以激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生形成一定的觀察能力、思維能力與創(chuàng)新精神。而化學(xué)趣味實驗以生動、鮮明、新奇的實驗現(xiàn)象來引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,能使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動機(jī),從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。
新課程背景下,化學(xué)實驗趣味化是發(fā)展趨勢,化學(xué)實驗趣味化有利于吸引學(xué)生的注意,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。要在新課改的前提下體現(xiàn)新的教學(xué)理念,進(jìn)行趣味實驗教學(xué)不失為一種謀求新教學(xué)方法的好思路。因為它能體現(xiàn)新課程理念中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極參與、樂于探求、勇于試驗和勤于思考的思想。在實驗教學(xué)過程中把實驗趣味化,給學(xué)生以鼓勵、喚醒和鼓舞,給課堂以生命和活力。在比較碳酸鈉和碳酸氫鈉分別于鹽酸反應(yīng)的速率時,新教材改為在試管口套上氣球,通過氣球漲大的快慢讓學(xué)生直接觀察出反應(yīng)的快慢,給學(xué)生留下了深刻的印象。在“研究物質(zhì)的實驗方法”時,讓學(xué)生自己準(zhǔn)備家中的自來水,礦泉水,我在課堂利用蒸餾的方法制備蒸餾水。當(dāng)學(xué)生看到自來水,礦泉水中滴加硝酸銀溶液后立即出現(xiàn)了白色沉淀,而向從自來水蒸發(fā)制出的蒸餾水中滴加硝酸銀溶液,就沒有了明顯的現(xiàn)象,學(xué)生感到很有意思,學(xué)習(xí)興趣油然而生。該實驗既使學(xué)生掌握了蒸餾實驗的操作原理,蒸餾實驗的作用,有學(xué)會了氯離子的檢驗方法,生活中的水一般是用液氯來消毒的。對市場上的礦泉水檢驗,發(fā)現(xiàn)了有些品牌不含氯離子,有些含有氯離子。學(xué)生學(xué)以致用特別感興趣,還問我其他離子如何檢驗,不僅解決了知識上的問題還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,真是一舉多得。還有,用蘋果或西紅柿制作一個原電池的實驗,當(dāng)學(xué)生看到水果竟然能發(fā)電,高興的心情無法形容。這些趣味實驗,使學(xué)生感到學(xué)習(xí)化學(xué)離他們更近了,體驗到化學(xué)理論與實際的聯(lián)系,學(xué)得更容易,理解更深刻,教學(xué)效果能不好嗎?
三、實驗改進(jìn)生活化
隨著中學(xué)化學(xué)實驗不斷地變化和發(fā)展,出現(xiàn)了一些新型的化學(xué)實驗,其中家庭小實驗的形式很受歡迎。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,給學(xué)生提供更多的自己動手實驗和觀察實驗的機(jī)會,新教材上增加了“家庭小實驗”。既鞏固了所學(xué)知識,有培養(yǎng)了知識的應(yīng)用能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
(一)是以學(xué)生身邊常見的化學(xué)物質(zhì)做實驗藥品
如從學(xué)生最熟悉食鹽中了解加碘鹽,學(xué)生可在家中做,也可在課余到實驗室做。大部分同學(xué)事后說剛開始直接加入淀粉溶液中都沒有變藍(lán)色,加硝酸銀溶液也沒有黃色沉淀,冥思苦想后學(xué)生就翻閱資料、上網(wǎng)查找或問同學(xué),才知道計入了碘酸根:最終使食鹽成功。過程的艱辛可到的喜悅可想而知。再如,用食醋除去水壺中的水垢的實驗:用氯水漂白鮮花的實驗:用蘋果制作原電池的實驗:用熟蘋果催熟青香蕉等實驗。
(二)是利用日常生活中的諸多現(xiàn)象揭示化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)奧秘 例如在“含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用”,要求學(xué)生對雨水pH進(jìn)行測定,了解當(dāng)?shù)赜晁疇顩r,分析是否是酸雨:讓學(xué)生收集家里旁邊河道的水進(jìn)行pH測試,學(xué)生從自己的結(jié)論中深感保護(hù)環(huán)境的重要。這比空洞的說教要好很多,而且很多學(xué)生也開始向家人作宣傳,不僅知識提高,無形中環(huán)保意識也提高了。通過膠體的學(xué)習(xí)本質(zhì)了解多種墨水不能混用。通過做鋁熱反應(yīng)的實驗,使學(xué)生聯(lián)想到鋁熱反應(yīng)能用來焊接鋼軌,對化學(xué)反應(yīng)竟然能放出如此高的能量感到十分驚奇等。
四、實驗改進(jìn)綠色化
新教材中許多實驗會產(chǎn)生有毒有害氣體,需要對實驗裝置進(jìn)行靈活改裝。如銅與稀硝酸的實驗可以這樣改進(jìn):在一個潔凈的針管中加入少許銅片,排除空氣;另外在小燒杯中注入稀硝酸并微熱;用注射器吸取少量稀硝酸,迅速用小膠帽蓋住注射器吸口。當(dāng)觀察到藍(lán)色溶液、無色氣體時,打開瓶帽,拉動活塞,吸入空氣,會看到氣體由無色變成紅棕色,此時迅速將氣體注入足量氫氧化鈉溶液中。實驗簡單可行,效果明顯、無污染,效果良好,而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。
五、實驗改進(jìn)開放化
所謂開放化是指以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù),但不局限于教材,從知識、能力等多方面向外延伸或擴(kuò)展,創(chuàng)設(shè)一些開放性問題情境,拓寬學(xué)生的視野和知識面,使學(xué)生掌握更多的知識和方法,進(jìn)而提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。新教材就是本著這一原則,把不少化學(xué)實驗設(shè)計成了開放性實驗,教學(xué)效果大大提高。例如,鈉和水反應(yīng)一節(jié)中,我要求學(xué)生設(shè)計實驗證明和水反應(yīng)時產(chǎn)生的氣體是什么,如何檢驗,還有其他產(chǎn)物嗎?這種開放性實驗,其思維容量之大是顯而易見的。試想,由于學(xué)生的認(rèn)知水平不同,思考問題的角度不同,所設(shè)計的方案也不可能完全相同,有點設(shè)計非常合理,有的設(shè)計比較合理,也有的甚至不合理的、違反常規(guī)的,但每個學(xué)生都進(jìn)行了認(rèn)真思考,在這個設(shè)計中,有些同學(xué)把金屬鈉放在煤油下面,倒扣漏斗收集點燃:有些在U形管中實驗等等。至于得到什么結(jié)果并不是最重要的,重要的是設(shè)計實驗時對知識的體驗過程。提出的方案越多,思考的角度就越廣,思維越深刻。于此同時,進(jìn)過交流討論,相互啟發(fā),碰撞出許多創(chuàng)造性思維的火花。學(xué)生不但知識學(xué)活了,而且實驗?zāi)芰?、與人合作能力、科學(xué)探究能力等都得到了培養(yǎng)和提高,不僅教學(xué)效果顯著提高,而且還自然而然的促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)了新課程改革的核心目標(biāo)。化學(xué)實驗的改進(jìn)是實施課程改革的前提,我們還可以結(jié)合所在學(xué)校學(xué)生的具體情況開設(shè)選修課,充分滿足不同層次學(xué)生的需要,在課程改革中,課程設(shè)置逐步向著形成必修課程、選修課程和活動課程三大板塊有機(jī)結(jié)合的體系發(fā)展,形成多種教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。總之,如何使實驗在教學(xué)中既為學(xué)生獲得知識創(chuàng)造條件,又為培養(yǎng)學(xué)生的多方面能力奠定基礎(chǔ),充分發(fā)揮化學(xué)實驗適應(yīng)素質(zhì)教育基本要求的特殊功能,值得我們每一個化學(xué)教師不斷探索和思考。
第五篇:高中化學(xué)探究性實驗教學(xué)
高中化學(xué)探究性實驗教學(xué)法示例
作者 彭劍鋒 陜西省勉縣第五中學(xué)教師 郵編 724200
化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在分子和原子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律及合成、應(yīng)用開發(fā)為研究范疇的基礎(chǔ)學(xué)科。高中化學(xué)探究實驗教學(xué)法可使學(xué)生親自感受和經(jīng)歷科學(xué)研究過程,初步探索科學(xué)研究方法的重要手段和途徑。高中化學(xué)教材中選配了大量的教師演示實驗和學(xué)生分組實驗,為教師實施素質(zhì)教育、開展探究性實驗教學(xué)提供了豐富的素材。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)因材施教,視教學(xué)班級類別學(xué)生層次差異不同,不應(yīng)完全將其簡單視為一般性驗證實驗,可在學(xué)生已有的知識能力的基礎(chǔ)上重于引導(dǎo),大膽推理、合理想象、精心設(shè)計、善于觀察,根據(jù)實驗現(xiàn)象,依照科學(xué)邏輯分析其成因,進(jìn)而得出正確結(jié)論。這樣可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培育信心、體驗成就感。
示例
一、過氧化鈉與水反應(yīng)的實驗探究
在研究過氧化鈉與水的反應(yīng)時,可做兩個對比實驗:首先將少量過氧化鈉粉末包裹于脫脂棉花中,用滴管滴上幾滴水,幾秒鐘后便立即燃燒。分析燃燒應(yīng)同時具備的兩個條件:一是可燃物溫度達(dá)到著火點,二是須與氧氣充分接觸。由現(xiàn)象推理可知,過氧化鈉與水的反應(yīng)過程中能產(chǎn)生大量的熱并釋放出氧氣。第二個實驗是將少許過氧化鈉粉末臵于試管底部,再滴入少量的水,觀察到反應(yīng)劇烈有大量的氣泡產(chǎn)生,用帶火星的木條臵于管口發(fā)現(xiàn)立即復(fù)燃并用手觸摸試管外壁感覺較燙,由此證明前面的推理是正確的。隨后往試管中再加少許水并充分振蕩,待反應(yīng)靜止后,滴入幾滴酚酞試液,溶液立即變紅。由此說明,該反應(yīng)還有氫氧化鈉生成,其反應(yīng)過程一般可表示為: Na2O2 +2 H2O == 4 NaOH + O2↑Na2O2 +2 H2O == 4 Na+ + 4 OH-+ O2↑
根據(jù)Na2O2所含O22-離子結(jié)構(gòu)可知,氧元素氧化數(shù)為-1,Na2O2與水必發(fā)生歧化,分為兩個反應(yīng)步驟,分別表示如下:
Na2O2 + H2O == 2 NaOH + H2O2
H2O2不穩(wěn)定,在有雜質(zhì)(此處為NaOH)催化下緩慢分解產(chǎn)生出更具氧化性的活性氧原子,多數(shù)原子氧相互結(jié)合為氧分子。H2O2 == 2 H2O + O2↑
分析氧化還原過程:O22--2e-→O2↑(氧化反應(yīng))O22-+ 2e-→2O2-(還原反應(yīng))
待分析完該歧化反應(yīng)過程后,細(xì)心的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)原本試管內(nèi)紅色溶液已褪至無色!這是為什么呢?這要從溶液組成和性質(zhì)及酚酞的結(jié)構(gòu)談起。資料查證:酚酞結(jié)構(gòu)其變色原理
酚酞分子式:C20H14O4,結(jié)構(gòu)為右圖所示。其分子結(jié)構(gòu)中含有兩個酚羥基和一個內(nèi)酯基,我們知道酚羥基具有一定的弱酸性和還原性,而酯基在較強(qiáng)的堿性溶液中能夠水解。酚酞是一種弱有機(jī)酸,在0<pH<8.2的溶液里為無色的內(nèi)酯式結(jié)構(gòu),當(dāng)8.2<pH<12.0時為紅色的醌式結(jié)構(gòu),這種酚酞的醌式或醌式酸鹽,在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定,它會慢慢地轉(zhuǎn)化成無色羧酸鹽式;當(dāng)遇到較濃的堿液即pH>12時,會立即轉(zhuǎn)變成無色的羧酸鹽式。所以,酚酞試劑滴入濃堿液時,酚酞開始變紅,很快紅色退去變成無色。從酚酞的變色范圍是8.2~10.0可知,酚酞只能在稀溶液中檢驗堿而不能檢驗酸。下圖是酚酞溶液在不同酸堿環(huán)境下的結(jié)構(gòu)及變色情況,由此可知,酚酞結(jié)構(gòu)從強(qiáng)堿到強(qiáng)酸環(huán)境,越來越質(zhì)子化,但是只有在強(qiáng)酸環(huán)境與堿性環(huán)境顯現(xiàn)出顏色。
強(qiáng)酸 酸性~近中性 堿性 強(qiáng)堿
橘紅色 無色 粉紅~紫紅 無色
這是因為在這兩種環(huán)境下中心的碳原子為sp2雜化,所有碳原子在同一平面,形成整個分子的大離域π鍵。由此可知,存在大共軛體系的分子其溶液容易表現(xiàn)出顏色。這是由于大共軛體系中的自由電子可以吸收特定波長的電磁波,從而顯現(xiàn)出顏色。
推理與驗證:依據(jù)前述對酚酞變色原理的認(rèn)識,酚酞褪色與此時試管內(nèi)溶液具有濃熱的強(qiáng)堿性、強(qiáng)氧化性有直接關(guān)系,導(dǎo)致內(nèi)酯式二元酚羥基結(jié)構(gòu)很容易被破壞。而并不是堿被酚酞中和、水解而耗完所致,若此時再往試管中滴入氫氧化鈉溶液仍不變紅,即可說明。
為證明上述推測的合理性,特設(shè)計個對比實驗,在較稀Na2O2水溶液中滴入酚酞前先加入少量的MnO2粉末,充分振蕩使H2O2迅速完全分解,待懸濁液沉降靜止后再往上層清夜中滴入酚酞試液,觀察到變紅的溶液許久并無褪色。
可見,在具有氧化性的堿液中,使酚酞褪色的原因是,當(dāng)堿液較濃時(pH> 12)其強(qiáng)堿性對酚酞褪色發(fā)揮主導(dǎo)作用;當(dāng)為稀堿液時,其強(qiáng)氧化性對酚酞褪色發(fā)揮主導(dǎo)作用。
示例
二、氯氣通入含酚酞的NaOH紅色溶液中褪色原理的研究 在證明氯氣能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗中,有人試圖滴入酚酞用紅色氫氧化鈉褪色來指示該反應(yīng)的發(fā)生進(jìn)程。殊不知氯氣更易和酚酞發(fā)生氧化還原反應(yīng),才使氫氧化鈉溶液因缺乏指示劑而褪色。該結(jié)論可以通過以下實驗的到證實:
把氯氣使含酚酞的紅色氫氧化鈉溶液褪至無色的溶液分裝兩支試管,往其中一支試管中再滴入幾滴氫氧化鈉,觀察溶液并未見變紅,說明原溶液中沒有了酚酞;再往另一支試管中滴入幾滴酚酞,觀察到溶液立即變紅。說明了氯氣并沒有首先和氫氧化鈉反應(yīng)。再通過另一個實驗說明我們的推理的科學(xué)性:往用酒精水溶液配制的酚酞試液中先滴入幾滴氯水或H2O2溶液,充分振蕩,觀察到溶液先變成乳白色渾濁稍后變成褐色澄清溶液,之后再滴入幾滴氫氧化鈉溶液,并未發(fā)現(xiàn)溶液變紅。
其實氯氣能與堿反應(yīng)可解釋為氯氣先和水作用產(chǎn)生兩種酸,在堿性條件下兩可逆反應(yīng)平衡均向右移動,發(fā)生酸堿中和的結(jié)果。
Cl2+H2O ? H++Cl-+HClO, HClO ? H++ClO-, H++OH-= H2O 若滴入還原性的酸性酚酞指示液,只能首先被氯水中次氯酸氧化而破壞。
通過以上兩個探究性實驗研究,使學(xué)生從探究性實驗中悟出科學(xué)研究方法的靈活性和科學(xué)研究過程的嚴(yán)密性,分析推理的邏輯性、試驗過程設(shè)計的合理性。為學(xué)生培育科學(xué)思維奠定啟蒙基礎(chǔ)。