进行实验创新设计 优化化学实验教学

来源:用户上传      作者: 郑开胜

　　中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)11-0139-02
　　摘要：优化绿色化学实验教学，提高动手能力和创新意识及环保与安全意识，这是以人为本的素质教育理念的基本要求。特别是绿色化学教学中的微型化学实验，用尽可能少的化学试剂，来获得尽可能多的化学信息，具有操作简捷，环境污染小，既经济又省时，且安全，又便于携带，有利于给学生进行随堂实验；有利于培养学生的动手动脑能力，观察分析能力，发明创新精神和严谨求实作风；对学生从小培养环境保护意识，意义重大。
　　关键词： 环保意识 绿色化学 操作简捷 节约型
　　初中科学中的化学实验，如何坚持绿色化学理念，开展绿色化学实验的探究与设计，进行绿色化学实验教学，实现化学实验绿色化，是社会对化学科学发展的新要求。他对于保持人类赖以生存的环境，实现人类社会的可持续发展意义重大。下面略举几例：
　　例一：白磷自燃
　　 教科书八年级下册科学42页活动是这样做的：
　　1、取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中，瓶盖中装一小粒白磷，立即用钟罩盖住，你发现什么――
　　2、用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部深入罩内，通入氧气，你发现――。
　　3、小心地向水槽中加60~80摄氏度左右的热水，你发现――。
　　（一）笔者认为：
　　1、水槽和钟罩都太大、太重，需要的热水的量太该多，上课随堂实验不方便；
　　2、该实验还要把制取的氧气通入钟罩内，步骤太烦多、又太费时间；
　　3、啤酒瓶盖很浅，很容易被进水而沉入水中，使实验失败！
　　（二）笔者绿色实验创新改进：
　　（1）实验器材：
　　直径30x200mm的大试管带橡皮塞和15x150mm的小试管各一支，另加一只体积250ml的烧杯，镊子，白磷，热水温度与改进前的一样，60~80摄氏度。
　　（2）操作步骤：
　　1、先用镊子在装白磷瓶子的水中各取出两小粒白磷，分别装入大、小两支试管的底部。
　　2、用拇、食两指同时捏住两支试管，竖直在空气中；
　　让学生观察1~2分钟，没有发现白磷燃烧。
　　3、教师向学生解说原因：大试管中虽然空间大，空气多，氧气充分，但白磷温度没有达到着火点（40摄氏度），所以不能燃烧；
　　4、在刚才准备好的烧杯中倒入半杯左右60~80摄氏度的热水；
　　5、立即把刚才装有白磷的两支试管同时竖直浸入该热水中，（注意：两试管底部距杯底一厘米左右）；
　　(3)实验现象：
　　1、过一分钟左右，发现大试管中白磷就自发地燃烧起来，当五氧化二磷白烟将冒出试管口时，立即用大试管塞塞紧管口，（并说明其原因：防止五氧化二磷白烟溢出管口而污染环境）。2、这时教师应向学生解说大试管中白磷：1、既有充分的氧气；2、温度达到了着火点，所以就自发地燃烧起来了；而小试管中白磷还是没燃烧，是因为小试管里白磷温度虽然也达到了着火点，但小试管里空间小，空气少，氧气不充分，所以不燃烧。
　　（3）实验结论：
　　 可燃物燃烧必须要同时满足下面两个条件：1、要有充分的氧气2、温度达到着火点。
　　（三）实验优点：
　　1、按本实验操作不需制取氧气；
　　2、省略了笨重的玻璃水槽和钟罩及制氧的仪器和药品，减轻了重量，使随堂演示实验更方 便；
　　3、省略了制取氧气的实验步骤，缩短了实验时间，
　　4、减少了制氧反应产生的废物给环境造成的污染；
　　5、本实验最大优点是，把试管插在热水中加热，比传统的实验方法把啤酒瓶盖放在热水表面上加热效果要好好几倍！所以实验速度要快许多倍（切记：小试管中白磷一定要放在试管底部，不能让其粘在试管壁上）！
　　6、既节省了实验成本，而且使实验步骤更简单，操作更容易，原本半堂课做不好，甚至一堂课有可能做不成功的实验，使用创新实验方法，只用几分钟就能轻松完成实验，并使实验更有效，现象更明显！
　　例二：探究金属的活动性实验
　　 九年级上册“对金属的活动性”实验，传统的教学方法，实验是放在试管或烧杯中完成的，化学药品用量较大，尤其是AgNO3等试剂比较贵重，浪费会更大。
　　一、笔者绿色实验创新改进
　　（1）实验器材
　　六孔微型塑料试管、微型塑料滴管、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液，铁丝、铜丝、镊子等。
　　（2）操作方法：
　　1、先在六孔微型塑料试管每个孔外分别标上1、2、3、4、5、6号码；
　　2、用镊子在1、3、5三孔中分别放入一小段铁丝，在2、4、6三孔中分别放入一小段铜丝；
　　3、用微型塑料滴管在1、2两孔中分别滴入4~6小滴硫酸亚铁溶液，在3、4两孔中分别滴入4~6小滴硫酸铜溶液，在5、6两孔中分别滴入4~6小滴硝酸银溶液；
　　4、比较不同金属的活泼性。
　　（3）实验现象：
　　1、浸在1孔FeSO4溶液中的铁丝颜色无变化，浸在2孔FeSO4溶液中的铜丝颜色也无变，表明铜比铁不活泼；
　　2、浸在3孔CuSO4溶液中的铁丝表面颜色变红色，浸在4孔CuSO4溶液中的铜丝表面颜色无变化；表明铁比铜活泼；
　　3、浸在5孔AgNO3溶液中的铁丝表面颜色变银白色，浸在6孔AgNO3溶液中的铜丝表面颜色变银白色，且铁丝表面比铜丝表面银白色更明显，表明铁比铜活泼，铜比银活泼。
　　（4）实验结论：
　　较活泼的金属能把较不活泼的金属从他的盐中置换出来。下列金属活泼性顺序：Fe>Cu>Ag 。
　　二、创新实验优点：
　　1、利用六孔（九孔也可以）微型塑料试管来完成实验，就能有效地控制化学试剂的用量；
　　2、本实验器材多为塑料制品，不易损坏，有利于学生分组实验；
　　3、利用微型实验器材，进行绿色化学实验。化学药品用量能节省5倍以上，按照教材上操作的学生分组实验做一个班的化学药品用量，用创新实验方法就能做五个班学生化学分组实验；
　　4、环境污染小，获得信息多，操作更容易，速度快，更省钱，
　　现象一样明显；
　　5、有利于培养学生动手动脑和观察分析能力、发明创新精神和严谨求实作风，有利于培养学生从小树立环保意识和
　　安全意识；
　　6、利用微型化学实验器材，开展绿色化学实验教学，是当前贯彻科学发展观、倡导绿色化学理念的一种表现。对培养可持续发展创新人才，创造人与自然和谐发展意义重大。
　　例三：硫燃烧学生分组实验
　　 过去，用常规的方法进行硫燃烧实验，学生很难控制硫的用量，往往是偏多，产生的SO2多，对空气的污染大。
　　 一、笔者绿色实验创新改进：
　　 利用粗的铜丝或铁丝制成的微型燃烧匙。可以进行八年级下册“硫燃烧学生分组实验”，效果也不错。
　　 二、创新改进优点：
　　 利用微型燃烧匙，进行硫燃烧的实验，就能有效地控制硫的用量，从而减少有害气体（SO2）的排放量。实验创新是无止境的，科学中的许多实验沿用已久，有待于我们去创新，去改进。去不断完善。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-236137.htm