化學是一門實驗學科,學好化學就一定要勤做實驗、做好實驗。同理,教師要真正教好化學這門學科,就一定要重視實驗教學,充分利用實驗讓學生掌握知識的形成過程,強化其動手能力。但是,由于在高三階段,復習任務繁重,很多教師都選擇了紙上談兵式的實驗方式,以黑板代替實驗室,以講解代替學生的動手,這種實驗肯定是不可取的,也達不到預期的目的。還有的教師把課本上的實驗簡單重復,這也會由于缺乏新意使學生感到乏味,對于提高復習效果也沒有益處。筆者認為,運用隨機化實驗可以有效解決如上的問題,可以有效提高高三化學復習的實效性。那么,什么是隨機化實驗?其有何意義?又該如何實施呢?
一、隨機化實驗及其意義
隨機化實驗主要是指,配合復習內容的進度隨機設計的、相對微小的簡約化的化學實驗,這一方面是為了印證、強化復習中出現的化學知識,另一方面是針對高
考對實驗部分的考查而采取的應對性實驗。為了省時高效,隨機化實驗盡可能采用少的設備、少的用藥以及簡單的裝備,讓學生便于操作。在高三復習的時候,一些學生由于沒有化學知識的表象,使得化學思維受到很大限制,而隨機化實驗恰好可以解決這個問題,通過隨機化實驗可以在促進學生化學思維能力提高的基礎上提高復習效率。同時,隨機化實驗可以提高學生的復習興趣。在高三化學復習階段,很多時候都是教師帶領學生采用固定的模式復習以前的知識,這時候如果隨機穿插一些與知識有聯系的實驗,就會激發學生的興趣,使他們對化學復習重新產生興趣。
二、隨機化實驗的實施策略
1.以復習內容設計實驗裝置
根據復習內容的需要,設計恰到好處的實驗,要求教師對實驗進行隨機化處理,即盡可能讓實驗小型化與集約化起來。其程序見圖1。
(1)采用8孔井穴板;(2)把食鹽水注入井穴①中,然后再滴一滴酚酞,用2B鉛筆芯作為電極;把硫酸銅溶液注入井穴②中,采用銅絲作為電極,把硫酸銅溶液注入井穴③中,采用鐵絲作為負極,以銅絲作為正極;把稀硫酸注入井穴④中,為了說明電流方向,采用外接發光二極管。在這個過程中,由鉛蓄電池為①②③電解池提供電源。
這樣設計一是為了學生能夠在實驗中達到“做中學”的效果,更好更清楚地理解電解池的陰陽極的電極反應,還能理解掌握電解池在應用方面的知識;二是通過實驗可以感性地對典型原電池方面的核心知識進行形象的總結回顧;三是通過實驗可以使學生深化對鉛蓄電池的認識。
2.以儀器特點設計復習內容
為適應高三復習節奏,要求實驗簡單快捷,用藥少,裝置盡可能簡單。下面就以利用培養皿配點滴板為例,通過對培養皿的巧妙利用,進行復習。復習內容為氯氣的性質,實驗儀器為培養皿。氯氣是有毒氣體,如果大量制取氯氣,不僅難度大,而且污染較重。因此,在實驗時常常用氯水代替氯氣。但二者在感性認識上還是有一定區別的,因此,用氯水實驗效果不好。而利用封閉的培養皿進行實驗就可以避免上述問題,因為在這種情況下氯氣用量小、基本無污染,且實驗現象明顯。具體操作步驟如下:
(1)把所要進行實驗的試劑分別滴加在培養皿中的點滴板上(如圖3)。
圖3 氯氣性質實驗
(2)把能生成氯氣的試劑滴加在培養皿中央的點滴板上。實驗后,用鹽酸把BaCl2溶液酸化,并加一滴在Na2SO3中。
(3)引導學生仔細觀察實驗中出現的現象,結合以前學過的相關知識,填寫實驗結論。
實驗中出現的現象,首先是黃綠色的氯氣充滿培養皿,其次是FeCl2和KSCN溶液的小液滴變成了紅色。這是由于FeCl2在氯氣氧化作用下變成了FeCl3,然后又與KSCN溶液發生反應,變成了紅色,從中可以得出氯氣的強氧化性。第三,淀粉KI溶液變成了藍色。這是由于在氯氣與KI置換反應中產生的碘使淀粉變成了藍色。從這個過程可以看出氯氣的非金屬性比碘強。第四,淡黃色的沉淀出現在Na2S溶液中。這是由于氯氣置換出了Na2S溶液中的硫,從中可以看出氯氣的非金屬性比硫強。第五,濕潤的石蕊試紙(藍色)先是變成紅色,然后又褪色了。這是由于水與氯氣發生反應后,生成的鹽酸具有酸性,生成的次氯酸具有漂白性。第六,在實驗后,加一滴用鹽酸酸化的BaCl2溶液到Na2SO3溶液中,就會得到白色沉淀。
3.以實驗效果來選取儀器
注射器是一種普通的醫療器械,但它在化學實驗裝置和習題中出現得越來越多,它對某些實驗現象的觀察或實驗過程的改進會起到意想不到的效果。例如,有氣體參加或生成的可逆反應,若反應前后氣體體積發生變化,壓強的改變就會對化學平衡的移動產生影響。可以選擇適當的反應,通過實驗探究壓強對化學平衡的影響。
如在NO2氣體中存在如下平衡:2 NO2N2O4。
用一支50mL注射器從儲氣袋中抽取30mL紅棕色NO2氣體,封住注射孔。觀察下列兩種情況下平衡體系的顏色變化:(1)當用力推壓活塞,壓縮注射器中的氣體時(如圖4),注射器內顏色先變深,后變淺,后來比原來深。(2)當用力提拉活塞,降低注射器中的壓強時,注射器內顏色先變淺,后變深,后來比原來淺。
圖4 加壓對化學平衡的影響
總之,隨機化實驗通過簡約、便捷的方式,既節省時間與設備,又達到了通過實驗強化對化學核心知識與必要實驗復習的效果。如上所述的方式方法只是筆者教學實踐的點滴總結,望能起到拋磚引玉的作用。
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(責任編輯 羅 艷)