如何有效的培養學生控制實驗條件的能力

王學來

【摘 要】我們知道,在初中新課程化學教學中,培養學生的科學素養已經作為化學教學的主要目標,在初中化學教學中,科學探究,在新的義務教育中占有極其重要的地位。在化學實驗教學中,開展科學探究活動,不僅能達成“過程與方法”的教學目標,還能全面提高學生的科學素養,全面的發展學生的素質。實驗探究,離不開實驗,實驗離不開條件的控制,在某中意義上講,培養學生控制化學實驗的條件是能否完成化學實驗的關鍵。本文從幾個方面闡述化學實驗條件的控制的意義以及培養學生控制化學實驗能力的方法,僅供大家參考。

【關鍵詞】實驗 控制 條件

眾所周知,任何化學實驗,都是在一定的條件進行的,在初中化學實驗教學中,控制化學反應的條件是進行探究實驗的重要基礎。如果想在化學實驗教學中,能順利的進行探究實驗,就必須讓學生掌握控制化學反應的條件,也就是使學生具備控制實驗條件的能力。

一、化學實驗的條件

化學實驗的條件,事實上就是指,能讓化學反應進行的各種的外在因素。比如,用稀H₂SO_{4與Zn反應生成 H2。看似不要什么條件,其實反應的裝置,稀H2SO4的濃度、體積的多少,都能影響H2質量的產生。為此,筆者在這里先談談實驗條件的意義,我們不仿從以下幾個方面,對化學實驗的條件進行理解。}

1、只有具備了一定的條件,化學實驗才能順利進行

就算是比較的容易的化學實驗,也離不開實驗的條件。比如,蠟燭在空氣里燃燒,這是生活中經常用到的,再簡單不過了,但也沒有離開實驗的條件,其中的點燃,就是進行化學反應的條件,缺少了這個條件,就使蠟燭無法與氧氣反應。

2、如果實驗條件不同,或者條件發生變化,那么化學反應的情況也會發生變化

化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學實驗離不開一定的條件,如果條件發生了變化,化學反應的情況也會發生變化。比如,木炭,在氧氣中充分燃燒時,就生成二氧化碳;如果不能充分燃燒的時候,就會生成一氧化碳。因此,只有對化學實驗的條件進行必要的控制,才有可能得到需要的化學反應,從而取得研究成果。可見控制實驗條件在化學反應中的作用,從某種意義上講,控制化學反應的條件是進行化學實驗的靈魂。

二、幾種常見的化學實驗條件

從化學反應的整個過程來看,化學實驗的條件主要是藥品、儀器裝置、操作過程。

A、化學反應的藥品。這是參加化學反應的物質,它包括化學反應物質的規格、狀態、純度、參加反應時的量、濃度等。這是在化學反應中首先要控制的對象。比如,在三個燒杯中分別加入20毫升的水,然后在三個盛水的燒杯中,分別加入10克的食鹽、硝酸甲、碳酸鈣,用玻璃棒攪拌片刻,靜止后觀察這三種物質在水中的溶解情況。此實驗,相同的條件是溶劑、水溫、實驗前各種物質的質量、狀態,唯一不同的條件就是溶質不同。

B、化學實驗的反應裝置。任何實驗都離不開儀器裝置。不同的實驗,儀器裝置也不盡相同,要么裝置的規格不一樣,要么安裝裝置的方法不同。比如,用稀H₂SO_{4和Zn反應制H2,可以根據實際的需求,采用不同的反應裝置。具體的裝置有:試管、圓底燒瓶或者啟普發生器等。}

C、化學實驗的操作。實驗操作方面的條件包括很多,比如,加熱、點燃、洗滌、攪拌、冷卻、過濾等等。還有些實驗,需要控制電流、電壓等條件。比如,在試管里加熱一定量的高錳酸鉀,我們在將余燼的木條放在試管口,觀察余燼木條是否能重新燃燒?當將試管里的高錳酸鉀加熱一會兒,再把余燼的木條放在試管口,看看余燼的木條能不能重新燃燒起來?此實驗中,反應物的量、種類都是相同的,但唯一不同的就是溫度。當然,這里改變溫度的手段是加熱。可見,這種化學實驗條件的改變,是通過操作實現的。

三、常見的控制化學實驗條件的手段

在化學實驗的教學中,我們要根據化學實驗所達成的目標的不同,而采用不同的控制手段。總體上講,實驗條件的控制分為兩種類型,一種是只控制化學反應的一種條件;另一種是控制化學反應的幾種條件。比如,我們前面說到的高錳酸鉀分解的實驗,只控制了一種條件“加熱”。多種條件的同時控制的實驗,比較復雜,主要在高中化學實驗教學中學習。但在初中化學實驗教學中,我們在培養學生控制實驗條件能力的時候,要把握以下幾個特點。

A在化學實驗探究中,我們要對控制的實驗條件的有效性,要加以重視。在具體的教學中,要學生明確控制的條件是否容易操作,產生的效果是否明顯,同時還要考慮控制條件的簡易、快速性。

B影響化學實驗結果的條件是多種的,我們在具體的教學中,要充分考慮到初中學生的實際的化學知識基礎,不要勉強他們做很難的實驗。在初中化學實驗教學中,是不可能,也是沒有必要讓學生同時控制很多條件的。只要能對達到初中化學教學目標的實驗能加以控制,就可以說完成了實驗的教學任務。比如,在用氯酸鉀加熱制取氧氣的時候,可以控制二氧化錳這個條件,在加少量與不加的條件下進行反應觀察。從而使學生增加控制實驗條件的能力。

四、培養學生控制實驗條件能力的教學方法

首先,通過老師的演示實驗,讓學生體會到控制化學實驗條件的重要意義。化學科學的發展告訴我們,每一次的進步,都是化學家通過科學探究實驗而得到的。而完成科學探究實驗,就必須掌握控制實驗的條件。所以,我們在具體的教學中,要通過具體的演示實驗,讓學生感知控制實驗條件的重要性,使學生認識到控制化學實驗條件,是關系實驗能否達到預期的目的關鍵。除老師實驗示范外,還可以組織學生以實驗小組的形式,通過書籍資料、因特網形式來獲得。讓每個學生積極參加實驗探究活動,使每個學生在活動的交流中得到進步,從而逐步提高他們控制實驗條件的意識,循序漸進的培養學生控制化學實驗條件的能力。

其次,讓學生在具體的實驗操作中鍛煉控制實驗條件的能力。欲培養學生的實驗探究能力,僅僅提高學生的意識是遠遠不夠的。我們在實際的化學教學中,必須要讓學生親手操作、親身體驗。只有讓學生親身體驗控制實驗條件的操作,才能使學生的能力得到真正的提高。如果,學生的學習與運用不能結合實際,那就是紙上談兵,空中樓閣了。如果能讓學生親身經歷了控制實驗條件的過程,不僅能提高學生控制化學實驗的條件能力,還能有效的增強學生實驗的探究能力。