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化学启蒙实验的设计与讨论

2015-12-12方扬平

化学教学 2015年12期
关键词:实验设计

方扬平

摘要:在九年级学习化学之前安排化学启蒙实验不但具有必要性,也具有合理性、可行性。初步设计了若干个化学启蒙实验。开展化学启蒙实验活动必须注意说明目的、意义,努力争取各方支持;周密制定方案,妥善做好组织工作;注意内容适度,力求结合生活实际;遵守有关规定,切实做好安全指导与检查。

关键词:化学启蒙实验;前期启蒙;化学启蒙教育;实验设计

文章编号:1005-6629(2015)12-0068-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1化学启蒙实验的必要性、合理性和可行性

所谓化学启蒙实验是指在九年级学习化学之前由学生亲手做的化学实验。九年级化学本来就是启蒙性质的,相对于此,在九年级学习化学之前的启蒙实际上属于“提前启蒙”或者“前期启蒙”。

为什么要设计化学启蒙实验?不少初中化学老师都认为,跟10多年前比,现在的初中化学很不好教:学生大多没有好好观察过燃烧时的火焰、没有接触过火柴;讲煤饼要用木柴引燃他们不能理解;没有看到过用石灰粉刷墙壁;不知道发酵做馒头要用到面碱;没有见过明矾更不知道明矾能用于净水……越来越发达的商品社会不但用商业秘密掩盖了哪怕是简单的化学内容,也使得学生在这方面的求知欲望越来越低,使得他们学习化学需要的经验基础十分薄弱,初学化学就遇到很大的困难。

瑞士心理学家皮亚杰在研究个体认识的起源和发展时,曾经提出图式(schema,又译作格局)的概念。他认为,个体是通过自己原来具有的“图式”来同化外来刺激,把外来刺激纳入原有的图式之内,或者调节、改变原有图式来适应外界环境的。适应是智力的本质,它包括同化和调节两种作用和机能,人正是通过原有图式的同化和调节作用使自己的认识结构不断发展的。学生在先前经历中形成并成为后来的化学学习赖以为基础的经验和概念,正是皮亚杰所说的“图式”。初学化学是需要一定的知识技能经验作基础的。初学化学时的原始图式,乃是在以前的其他学科学习和生活中获得的有关经验和概念。尽管化学越来越深入人们的生活,青少年接触现代化学事物的时间越来越提前,只凭生活经验作为学习化学的知识技能基础仍然是不够的,还需要让他们先观察、接触、操作某些化学事物,积累一些经验知识,才能顺利地展开化学学习活动。从这个意义上来说,化学实验是化学学习的重要基础。

由于现在九年级化学的课时紧、任务重,难以再增加实验内容,而且临时增加的实验内容也难以妥善地配合好教学进程,把化学启蒙实验安排在九年级是不适宜的。我们通过调查发现,七、八年级学生往往对化学有较强的好奇心,特别是对化学实验兴趣很浓,对在这个阶段的适当时候以兴趣课、校内或者家庭科技活动等形式安排他们做一些化学启蒙实验十分愿意和期待。因此,在九年级学习化学之前适当安排化学启蒙实验不但具有必要性,也具有合理性、可行性。

2 几个化学启蒙实验的设计

2.1 器材准备

(1)收集一些空的眼药水瓶和小药瓶,洗净,晾干留作试剂瓶用;为它们准备好空白的小标签。

(2)收集一些空的口服液小瓶,洗净,晾干留作试管用。

(3)准备几只玻璃杯或大口瓶,洗净,晾干留作烧杯用。

(4)收集一点洁厕灵(主要成分为约2.5%的稀盐酸)、碘酒、红药水(汞溴红溶液)、紫药水(龙胆紫溶液)以及纯碱(石碱、面碱)、小苏手丁、明矾、白醋、淀粉等,分别用小瓶装好,盖紧,贴好标签备用。

(5)准备一瓶纯净水、一把镊子、小刀以及火柴、蜡烛、方玻璃片等备用。

(6)准备一块放在桌上防止烫坏桌面的瓷砖或小石板。

(7)准备一块抹布、一些吸水纸(例如餐巾纸)、塑料吸管、一只小废物缸和废液缸备用。

(8)为这些器材制作一个架子和存放的箱子(杜绝跟生活用品混用!),放在一个安全的地方备用。

(9)准备一本实验记录本,专门记录实验的试剂、用量、过程、现象和结果等等。

2.2 火柴的观察与使用

(1)搜索、阅读并和同伴交流关于火柴及其发明史的资料。

(2)观察火柴和火柴盒侧面的砂皮,注意火柴杆的结构。

(3)划着火柴后把火柴杆分别向上、向下直立,比较燃烧时间长短,尝试作出解释。

(4)注意观察火柴的火焰结构,以及火柴头着火后产生的气体气味,尝试作出解释。

(5)总结划火柴的方法和注意事项。

2.3 蜡烛的点燃与火焰观察

(1)观察蜡烛的结构,试试没有灯芯的蜡烛能否点燃,尝试作出解释。

(2)观察蜡烛的火焰结构和颜色,画出蜡烛火焰结构图。

(3)轻轻地吹灭火焰,观察产生的青烟并立即:①试验青烟能否被点着;②把一块清洁的冷玻璃片盖在青烟上方'观察玻璃片上有何变化,解释上述现象。

(4)反复观察蜡烛的火焰,记录还有哪些现象,留待实验结束后跟同伴交流。

(5)解释:点燃蜡烛时,火柴的火焰为什么要在灯芯处停一会儿才能点着蜡烛。

2.4 “石灰家族”三成员的准备与实验

(1)寻找“石灰家族”的老大石灰石:捡几块石头,小心地滴上1~2滴洁厕灵(注意:洁厕灵有腐蚀性,不要沾到皮肤或衣物上,万一沾上了应先用吸水纸吸干然后用水冲洗),如果马上产生许多气泡,它可能就是石灰石了用榔头把石灰石砸碎,选几块片状的碎片完成下面的实验。

(2)制取“石灰家族”的老二生石灰:用镊子夹住石灰石片放在煤气(或天然气)灶火焰上烧至红得发亮,然后关掉煤气火焰,等到灼烧过的石灰石片冷却后,观察,用小刀刮其表面有何现象?如果能刮起一点白色粉末,它就是“石头家族”的老二生石灰了。

(3)制取“石灰家族”的老三熟石灰:把表面生成了生石灰的石灰石片放进盛有少量纯水的小瓶中,观察有何现象(如果没有明显现象,可再取一块石灰石片灼烧更长时间并冷却后加入原先的纯水中)。如果能听到很轻的嘶嘶声,或者发现表面有点浑浊、出现一点粉末,把小瓶中的水倒进另一只带盖的小瓶并盖紧,那就是“石灰家族”的老三熟石灰的溶液了。在这只小瓶贴上“石灰水”标签留着做下面的实验。

(4)用塑料吸管向石灰水中不停地吹气(注意不要太快太猛),观察并解释现象。

(5)在砖块或者深色石板上涂一点石灰水或石灰浆,在空气中放置几天后观察有何变化并解释。

2.5 制备花青素溶液

(1)把少量蓝莓精(蓝莓粉)或者鲜蓝莓汁溶解在纯水中,就可以得到紫色的花青素溶液。如果没有蓝莓精(蓝莓粉)和鲜蓝莓,用蓝莓干浸泡也可以。还可以尝试用其他紫色植物的Ⅱ十、果实或根部等代替。

(2)分别取少量的白醋、纯碱溶液、石灰水、洁厕灵、酸奶、酸菜汁等放在小试管中,再各加一小滴花青素溶液,观察现象。

2.6 它们发生化学反应了吗

取4支试管,各放入少量纯碱粉末(或小苏打),然后分别滴加洁厕灵、白醋、明矾溶液和石灰水,观察并比较、解释现象。

2.7 扩散现象

(1)取两只玻璃杯,分别盛放大半杯冷水或热水,然后缓缓地各滴加一滴红药水(或紫药水、墨汁等)观察并比较、解释现象。

(2)取一只玻璃杯,在底部滴一滴碘酒,敞口放置一段时间,观察有何现象,尝试作出解释。

(3)将一吸水纸条用淀粉浆浸湿再稍稍晾干后,挂在玻璃杯内壁的杯吐,在底部滴一滴碘酒,盖好玻璃杯放置一段时间,观察并解释现象。

3 关于化学启蒙实验的几个问题

开展化学启蒙实验活动必须注意和处理好下列几个问题:

3.1 说明目的、意义,努力争取各方支持

要向有关领导、教师、家长和学生说明开展化学启蒙实验活动的目的、意义。让学生了解开展化学启蒙实验活动的目的、意义,激发他们的兴趣固然重要,而让有关领导、教师和家长了解开展化学启蒙实验活动的目的、意义,调动他们的积极性可能更为关键,必须下功夫做好,千万不能冒失行事。

3.2 周密制定方案,妥善做好组织工作

制定方案要全面考虑事前准备、事中组织、事后善终三个方面,包括方案的设计和提供、器材和场所问题的解决、实验指导与安全监控保障、实验结果的交流、收集、反馈和后续教学的利用、拓展考虑等等,要有解决各种困难的妥善方案和充分准备。

化学启蒙实验活动最好能让每一个学生都有动手的机会,但又要考虑互相交流、共享的需求,需要探索适宜的组织形式。

3.3 注意内容适度,力求结合生活实际

所谓注意内容适度,主要是指以丰富学生的实验经验为主,注重对学生以后学习、发展的积极影响。对实验的数量和系统性不作要求,不强求达到一定标准,不进行学绩考核和评价活动,不能对学生造成压力,不能变相地把九年级化学课提前实施。切忌使学生对化学实验产生厌恶情绪、畏惧情绪,把提前启蒙变成“提前恐吓”。

结合生活实际不但有利于培养学生兴趣,丰富他们的感性经验,培养他们学以致用的思想,也有利于获得家长支持和解决器材困难等问题,应该积极开展这方面的探索。

3.4 遵守有关规定,切实做好安全指导与检查

要严格遵守国家有关法律和公安部门有关规定,不使用危险试剂,不进行危险操作。在向学生提供的实验方案中要对可能的危险和预防、应对措施作明确和充分的说明。要对实验方案和实施方案建立审查和批准制度。要把指导和检查任务落实到教师,同时也要对家长做必要的培训,指导他们协助做好家庭实验活动的监护工作。

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