浅谈微型实验在初中化学教学中的应用价值

发布时间:2017/1/1 3:52:00 编辑:goodook 手机版
 

  微型实验是用尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息,培养学生的环保意识、资源意识、安全意识、创新意识,巧妙地使学生认识到化学对促进社会进步的重要影响,进而引导学生热爱自然科学,形成科学的价值观和严谨的科学态度。微型实验能培养学生的团结协作精神,激发学生的创新意识,提高学生的动手能力,具有极高的应用价值。

  一、培养学生的节约意识
  化学实验离不开各式各样的化学试剂与化学仪器,多数试剂是有保质期限的,多数玻璃的或橡胶的仪器也是易损易耗品,因此,实验教学的资金投入是一项很大的开支。试剂用量省,实验成本低是微型化学实验最突出的优点。微型实验试剂用量少,仪器简易更有利于将教师的演示实验与学生的大组分组实验改进为随堂实验,让每个学生都能参与实验或重复实验甚至多次试验。例如:常用澄清石灰水来检验二氧化碳的生成与存在,就可以用在器皿内壁涂澄清石灰水或在玻璃片上蘸石灰水的方法来取用澄清石灰水,试剂用量少,效果也很明显,会看到一层白膜或白渍。微型的仪器,微量的药品使用,不仅节省了实验的空间,也节约了实验的时间,节约让学生们明白了化工实验中“取样”的意义,也让学生们有了更多的时间去观察、思考与讨论。
  二、提高学生的安全意识
  众所周知,化学实验过程具有一定的危险性,时刻会遇到有毒的物质和易燃易爆的物质。常规实验中实验安全和操作注意事项必须反复强调,无形中让学生对化学实验产生了畏惧心理,而充满好奇心的学生仍会无畏地随意混合反应过的大量液体,让自己与同学置于危险中。而对实验装置进行微型化改进,实验过程的危险性明显降低。微型仪器组装安全,药品用量少,污染少,液体飞溅、腐蚀、起火、爆炸等实验事故发生几率大为降低。实验安全性的提高能为学生营造安全的实验氛围,有利于培养学生参加实验探索的热情。例如:在做氢气与氧气混合气体爆炸时,我们改用装酸奶用的塑料瓶或一次性水杯,这不仅能达到很好的爆炸效果,而且增加了实验的安全系数。
  三、增强学生的环保意识
  如今,环境问题日趋严峻,在环境问题中化学既是污染源也是治理环境污染的手段。在化学中污染最大的是实验过程的污染,所以改进实验达到绿色十分有必要。微型化学实验作为绿色化学的一项技术和方法,不仅仅是常规实验的简单微缩、常规实验的补充,而更是在整个实验过程中都贯穿了绿色化学的思想,使学生树立绿色化学的观念,增强学生的环保意识。实验的绿色化要求选择实验内容时要尽量使实验中的反应物、生成物对环境没有污染或较少污染;设计实验方案时,对可能产生污染的,要采取有效措施,如采用密闭或回收装置、通风设备等。实验所排放的废水、废气、废渣等环境污染物减少了,对实验的尾气、尾料和废弃物也更容易处理了。另外,微型实验试剂消耗少,在节约资源方面符合绿色化学思想,因而也可作为实验绿色化的一个佐证,也在潜移默化中增强了学生的环保意识。
  四、激发学生的学习意识
  微型化学实验不仅知识性强,趣味性也强,对于学生在学习化学技能及过程方法、情感态度和价值观方面的提高有着突出的效果。微型化学实验的仪器因其设计灵巧、制作精巧、安全易用的特点而使学生爱不释手,极大地培养了学生学习化学的兴趣。由于微型实验既安全又节约,教师可以放心地让学生一人一组做实验。通过亲手做实验,以可帮助学生理解和形成化学概念,可以培养观察和实验能力。微型化学实验无污染,现象明显并且成功率高,使学生解除了心理障碍,敢于做实验,喜欢做实验,改变了学生在实验教学中“袖手旁观”的被动角色,这样充分调动了学生的积极性和主动性,也大大提高了实验教学的质量。
  下面,我们通过具体实验来直观分析微型实验在初中化学实验教学中的应用价值。教材中用几句话介绍加热氯酸钾和二氧化锰也能制取氧气这一实验事实,仅用文字介绍实验不利于学生的学习,教师们应在有限的时间内尽量进行实验教学,充分发挥实验教学的教育功能。按照常规的实验方法,这个实验一共要分三次进行才能说明实验条件的要求,耗时较长,消耗化学药品较多,也不便于教师的演示和学生的对比观察。于是,我们对实验进行改进,进行微型实验,避免了讲实验的不良教学行为。
  1.实验所需用品
  微型铁架台,3个微型酒精灯,3支微型试管,火柴,木条若干,少量氯酸钾和二氧化锰。
  2.制作使用器材
  (1)微型铁架台的制作:用一根长约40 cm的铁丝围成带底座的长方形框架,再用3根长约10 cm的细铁丝绕成圆形小夹子,中空的大小要与微型试管的大小相吻合。然后将3个小夹子固定在框架的顶端,按需要进行扭转,调整方向。这样制作的铁架子制作过程简单,使用广泛,节省了实验器材的制作和使用成本。
  (2)微型酒精灯的制作:取3个小空瓶子,洗净,晾干,将瓶口用铝片包裹,放入灯芯,倒入适量酒精即可。这样的小酒精灯制作成本很低,消耗酒精量极少。
  3.实验操作步骤及实验现象
  (1)取少量氯酸钾、二氧化锰及二者的混合物,分别装入3支微型试管中,然后分别固定于制作好的微型铁架台的小夹子上,试管口保持适度向下倾斜。
  (2)同时点燃3 个微型酒精灯,分别给3支试管加热。
  (3)稍微加热后,立即将带火星的木条分别放在3支试管口,观察现象。可以发现,装有氯酸钾和二氧化锰混合物的那支试管口的木条复燃,其余两支的没有着火。
  (4)停止加热木条能着火的试管,继续加热其余两支试管,当装有氯酸钾的试管中药品熔化时,再分别插入带火星木条,观察,发现装有氯酸钾的试管中木条着火,另一支试管木条没有着火。
  (5)继续加热木条没着火的试管,再检验木条仍没着火,停止所有加热,实验结束。
  4.分析总结
  (1)一直加热二氧化锰都没有氧气放出,也没什么现象与变化;
  (2)加热较久氯酸钾熔化才放出氧气;
  (3)略加热二氧化锰就帮助氯酸钾放出氧气。由此可知:氧气是氯酸钾分解产生的,二氧化锰是催化剂,实验仍需要加热。
  通过以上对微型化学实验的阐述以及与常规实验方法的对比研究,我们不难看出,微型化学实验有其独特的优点,是实验百花园中的一朵奇葩而倍受青睐。它有助于老师们的日常教学,更能大大提高学生们的学习和动手热情。当然,微型化学实验也有其不足之处。例如,忽视了一些基本操作的规范性,实验中相关的安全因素考虑不足等。但是,我们依然能清晰地看到微型实验在初中化学实验教学中的不可忽视的应用价值。因此,我们在实际教学过程中,应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择,使常规实验和微型实验相结合,两者取长补短,充分发挥各自的教学价值。我们在积极研究、推广微型化学实验时不应过分夸大其作用,而应实事求是地逐步引用,以便充分发挥它应有的作用。