周珍玲
傳統的教師演示實驗基本上按物質的性質展開,大部分的學生實驗則按相關的實驗原理、方法、步驟,按部就班地對物質進行制取、檢驗、鑒別,造成學生的實驗思維狹隘,實驗操作循規蹈矩,缺乏創造性、突破性、開放性,不利于培養學生的綜合素質。
在實驗條件有限的情況下,如何才能開拓學生的實驗思維、實驗方法,又能很好地開展學生的素質教育呢?筆者在多年的教學中總結了這樣的方法——利用多媒體技術將實驗展示與傳統實驗進行整合,對傳統實驗進行補充完善,從而達到實驗教學目的。下面以乙醛教學中銀鏡反應實驗的改進為例,進行該方法的介紹。
很多教師在做乙醛的銀鏡反應實驗時,往往在藥品的濃度與用量以及試管是否干凈這樣的一些細節上容易出現疏忽而導致實驗不成功。在教材和教參中,對該實驗的操作條件只有粗略的描述,因此在演示實驗和學生分組實驗的準備過程中,常常會遇到一些問題,如鏡面發暗、不光亮、甚至不能產生銀鏡等。本人針對影響銀鏡反應的因素對該實驗進行改進,讓銀鏡反應實驗能更輕松地完成。具體做法如下:①先讓學生利用已有的知識查找資料或上網查閱相關的實驗原理、方法,越多越好;②對每一種改進實驗進行實驗步驟的設計,分析每個方案的優劣;③采用一種簡單的方案進行實驗,其余的方案則進行多媒體展示。學生通過多媒體展示掌握實驗技巧,從而拓展學生的實驗思路,達到雖然沒有親手做實驗也和親手做了實驗一樣的效果,使學生的知識面得到拓展,能力得到全面的提升。
實驗教學過程如下。
實驗目的:與課本的銀鏡反應做對比,找出更好的實驗方案。
實驗教學方法:開放型多媒體展示實驗與傳統實驗有機結合。
實驗教學過程:先讓學生利用現有的知識,通過上網或查閱資料總結出多種原理和改進方法。
學生查到的方案有以下四種。其中,方法一至方法三所用的實驗試劑為:2%硝酸銀溶液、2%氨水、5%氫氧化鈉、甲溶液(40%乙醛∶乙醇=1∶1)。
方法一:在1支潔凈的試管里加入約1mL硝酸銀溶液,滴入1滴氫氧化鈉溶液,再逐滴加入氨水,邊滴邊振蕩至剛好澄清為止,得銀氨溶液。向銀氨溶液加1滴甲溶液,不斷振蕩,溶液慢慢變黑,再加1至2滴甲溶液不斷振蕩,逐漸出現光亮的銀鏡。
討論:①試管要潔凈(這是實驗成敗的關鍵之一),否則只會得到黑色疏松的銀沉淀,沒有銀鏡產生或產生的銀鏡不光亮。②加堿可使乙醛與銀氨溶液在常溫下發生反應,但如果滴加的氫氧化鈉過量,反應速率太快,產生的銀鏡會發黑。
優點:容易控制,實驗操作便捷易行。
方法二:在一支潔凈的試管里加入約1mL硝酸銀溶液,逐滴加入氨水,邊滴邊振蕩至產生的沉淀剛好溶解為止,滴入甲溶液2~3滴,充分振蕩,再滴入1滴氫氧化鈉溶液,不斷地快速振蕩,直至出現光亮的銀鏡為止。
討論:溶液混合后,振蕩要充分(這是實驗成敗的關鍵之二)。加入最后一種溶液時,振蕩要快,否則會出現黑斑或產生的銀鏡不均勻。
優點:不需加熱,操作簡單,成功率高。
方法三:在一支潔凈的試管里加入約1mL硝酸銀溶液,逐滴加入氨水,邊滴邊振蕩至產生的沉淀剛好溶解為止,滴入1滴氫氧化鈉溶液,產生沉淀,重新滴加氨水至沉淀剛好溶解,再加2~3滴甲溶液,不斷振蕩,直至產生光亮的銀鏡為止。
銀鏡反應的方程式為:
Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH+4
AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O
討論:①加堿可使乙醛與銀氨溶液在常溫下發生反應,但如果滴加的氫氧化鈉過量,反應速率太快,產生的銀鏡會發黑。②氨水的濃度不宜過大,否則容易過量,致使實驗失敗。氨水的濃度以2%為宜。
優點:無需在每次實驗時攜帶暖瓶及水浴裝置,不需加熱。
方法四:
(1)儀器和藥品:鐵架臺、酒精燈、試管、火柴、玻璃管;2%AgNO3溶液、2%氨水、乙醛、蒸餾水。
(2)實驗裝置:
(3)實驗步驟
①在試管B中加入少量2%AgNO3溶液,逐滴加入2%氨水,直至最初產生的白色沉淀消失為止,得到銀氨溶液。②向試管B中加入適量的乙醛,將試管C插入試管B中。③在具支試管A中加入約2mL水,再將試管B、C組成的套管裝置插入試管A,用膠塞塞緊。如右圖裝置給試管A加熱,在蒸氣浴的情況下,試管B、C壁上很快出現光亮的銀鏡。
優點:該實驗在1-2分鐘即可完成,節省實驗時間;在藥品用量相同的情況下,能看到更為明顯的實驗現象。
在教學中,我們讓學生按某一方法進行實驗,其余的方法則通過多媒體進行展示并分析實驗流程。若按照傳統教學,學生只能按照某一實驗方法進行實驗,易造成學生思維的定式。而利用多媒體展示實驗,探討存在的問題及解決問題的方法,使學生形成開放式的實驗思維,找出更多的實驗方法,達到創新、發散實驗思維的目的。這樣學生的學習思維和實驗探究思維就會獲得很大的提升。
通過實驗改進,不僅使學生更好地掌握了課本知識,也學會了在不加熱的條件下成功地進行銀鏡反應。更重要的是讓學生充分認識到科學研究的嚴謹性,并培養了學生動手實驗、查找資料的能力,提高了學生自身分析問題、解決問題的綜合能力,增強了學生對化學的學習興趣。
(責任編輯 羅 艷)