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初中化学物质的溶解性

时间:2023-06-15 17:26:26

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇初中化学物质的溶解性,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

初中化学物质的溶解性

第1篇

    随着新课程改革的不断实施,化学课程教学活动形式逐步在发生变化,改掉以前的讲授为主,向着多样化的方向发展.现在的化学教学改革主要是走向学生实验.但是有很多学校根本不能很好地开展化学实验,不少的实验主要由教师画和讲、学生记和背.为了解决现行高中化学课堂教学中的实验误区,可以引入微型化学实验.

    微型化学实验具备两个突出的特征:一是化学实验仪器微型化.二是实验中试剂用量少,现象明显、节省经费和时间、减少污染、方便携带.二、微型实验与课堂教学整合的教学模式探索

    1.教学模式中教师主导性的体现

    在教学中,教师应结合学生的认知水平,通过提问引发学生在认知上的冲突,然后利用微型实验解决遇到的冲突.

    2.教学模式中学生主体性的体现

    在微型实验引入课堂的教学模式中,学生的主体性得到体现.学生的主动探究意识凸显,通过自己亲自做实验,观察现象,对化学反应中各物质的变化有了直观的感受,进而将这些看到的东西内化为记忆、加工的信息,并对出现的异常现象进行组内交流,增强了组内之间的合作探究能力.让学生对知识的获得进行建构,并牢固掌握知识.三、实例分析

    1.学习元素化合物知识中运用微型实验与化学课堂教学整合

    高中阶段化学知识的学习,主要还是建构在初中化学知识的基础之上.高中学生对化学物质之间的反应、基本化学实验仪器都有了初步的了解,学生通过学习元素化合物,对各物质之间的内在联系和变化的规律也有了初步的掌握,将微型实验引入探究各物质之间反应,归纳各物质的特点及规律,达到了认识物质、体验用实验探究物质性质的过程的快乐.

    2.学习有机化学物质性质过程中运用微型实验与课堂教学整合

    通过对多届学生在学习有机化学过程中遇到的问题进行摸索,不断总结出行之有效的教学模式.

    (1)苯酚的溶解性实验教学实例

    苯酚,具有和乙醇相同的官能团——羟基.烃基的位置不同对有机物性质产生的影响也有所不同,引人微型实验探究苯酚在不同溶剂中溶解性大小,让学生根据看到的实验现象获得苯酚的溶解性.学生通过试管、多用滴管进行微型实验,得出了三种不同的结果:常温下苯酚能溶解于水中;常温下苯酚水溶性差;部分不溶解在水中的苯酚呈现的不是最初取用的固状,而是类似油状的非固态物质.这三种结果中只有第三种情况和教师课前预想的一样,另外两种结果的出现,学生则要找出原因,引导出现错误的学生进行实验方案的分析,找出自己实验方案设计的错误,经过相互交流,学生很快就能组内合作找到问题出现的原因,不外乎这几种,如取用的苯酚的多少,水的多少.

    微型实验的引入,将静态的文字变为动态的实验现象,让学生由此而想出很多疑惑,从而激发了学生的思维能力,使学生的学习积极性调动起来,学生通过自作微型实验,学生产生较为强烈的认知冲突,角色意识也就发生了一些转变.在解决矛盾的动机心理趋使下,学生迅速调整了自己的认知结构(已掌握的元素化合物知识体系),积极同化新刺激,将其在已有认知结构中整合、“顺应”,能够在教学的目标下顺利完成新的学习内容的学习.

    (2)化学理论知识部分也可以运用微型实验

    化学理论知识部分包括高一的氧化还原反应及离子反应,物质结构与元素周期律部分;高二的化学平衡理论部分;高三的晶体结构理论部分.虽然是基础理论的学习,仍旧可以利用微型实验与课堂教学整合的方式取得较好学习效果.四、微型化学实验与课堂教学整合的实践研究结论

    1.教师、学生对化学实验态度的改变

    调查显示,大部分教师认为学生分组实验效果好,不再是让学生走进实验室,机械地验证实验,学生表现出来的学习热情、实验操作的规范、实验结果的准确性都大有提高.

    2.学生学习动机和学习方式的改变

第2篇

关键词 回顾;掌握;效果

一、抓回顾

回顾化学知识的方法是多样的。可以通过阅读教材(也可以将教材与课堂笔记结合起来看)的方法去回顾。在阅读教材的过程中,要特别留意新授课时圈点过的内容,留心教材上给出的习题(好多中考试题总可以在教材的习题中找到“影子”)。通过对教材的阅读,可以从面上减少对课本知识的遗忘,避免知识漏洞的出现。

也可以根据章节的目录去回顾。以教材的章节目录为线索,书面整理或口头复述每一节的所学内容,发现遗忘,再打开教材或笔记进行温习。这一回顾方式,能有效诊断出知识掌握的薄弱环节,提高复习的针对性。

还可以按照知识的模块去回顾。如氧气、氢气、二氧化碳三种气体的实验室制取,是初中化学的重点内容,复习过程中,我们可以从制备原理、所用装置、收集方法、验满方法、操作要点等几个方面一并回忆相关知识。这种回顾方法,能使零散的知识由点变线、由线成网,增强知识回顾的系统性。

二、抓归纳

知识的归纳可以局限在某一章节进行,也可以打破章节的限制,按照知识之间的内在联系进行。由于后一种归纳方法的跨度大、综合度高,因此,总复习中大多采用此方法。如对于物质的性质和变化,我们可以作如下归纳:

归纳是将所学知识并线织网的过程,该项工作可以在老师的指导下开展,也可以自己尝试进行。

三、抓梳理

知识网络的产生,为我们呈现了一个重温中考考点的新背景。在这一背景下,我们可以运用多种方法对网络中的重点知识加以梳理。

1.对比法

对比既是强化记忆的良好途径,也是加深理解的有效方法。化学中可以对比的知识为数不少,如上述网络中的物理变化与化学变化、物理性质与化学性质、化合反应与分解反应、氧化反应与化合反应;物质分类网络中的纯净物与混合物、氧化物与含氧化合物;身边化学物质网络中的氧气的密度、溶解性与二氧化碳的密度、溶解性,氢气、一氧化碳与碳的化学性质;实验网络中二氧化碳的检验方法与验满方法、实验室制取氧气的装置与实验室制取二氧化碳的装置等。复习过程中,我们要采用让它们“成对亮相”的方法,找出异同,寻得联系,从而使相关知识深深印记在脑海之中。

2.提炼法

对于网络中的重要概念,在叙述其主要内容、抓住其关键字词的同时,我们还要学会提炼其核心内容。如质量守恒定律,可以从其概念及常见考题中提炼出其核心内容:六个一定不变(原子的种类、数目、质量,元素的种类、质量,物质的总质量),一个一定改变(分子的种类),一个可能改变(分子的数目)。抓住了概念的核心,也就找到了解答概念试题的金钥匙。

3.串联法

所谓串联,就是以某一知识点或某一个话题为中心,将某些概念或原理集结成小型知识块。如以核外电子排布的初步知识为中心,可以将元素的化学性质、元素的化合价、元素的分类、离子所带电荷等知识串联成块;以概念判断结论成立的前提为话题,可以将分子比原子大的前提(分子和构成它的原子相比)、质子数相同的粒子属于同种元素的前提(对于原子和非原子团离子而言)、饱和溶液比不饱和溶液浓的前提(相同温度、相同溶质)、固体溶解度大小比较的前提(温度、溶质、溶剂三者中至少有两个相同)等连成一片。知识的成块出现,能为解题过程中快速联想带来便利。

4.延伸法

知识的学习是一个由浅入深、由简单到复杂的过程。因此,复习过程中,我们很有必要把握这种延伸关系。知识的延伸关系包括知识结构的完善,如物质的构成,学习分子、原子的知识时,只知道物质由分子或原子构成,学过离子之后,物质构成的知识体系才得以完善:物质由分子、原子或离子构成。知识的延伸关系还包括知识内容的递进,如对化学变化的认识,由浅入深经历了以下三个过程:化学变化是生成新物质的变化(宏观)化学变化中分子分成原子,原子再重新组合成新的分子或构成新的物质(微观)化学变化中原子的种类、数目、质量不变,因此,化学变化前后物质的总质量不变(宏观、微观整合,得出质量守恒定律)。

四、抓题型

第3篇

因为化学与自然科学各分支学科有着千丝万缕的联系,所以在开展化学教学设计和实践时,需要充分考虑学生的认知基础,不应只限于本学科内部,还应该拓展到中学物理、生物等科学学科;不仅限于中学阶段的相关课程基础,还需要回溯到小学科学——因为这是中学科学科目学习的基础。哪些科学知识在小学已经涉及——可以作为化学教学学情分析的依据,避免简单的重复;哪些科学技能已经为小学生所掌握——还需要在中学强化、应用和延伸;哪些问题学科性更强——值得在初中理化生学习中进一步深化,进一步激发学生对已有知识的深入探索。本文研究的“衔接”指的是科学课程的“纵向衔接”,主要研究初三化学与小学科学中化学内容之间的衔接,关注小学科学与初中化学中的相关内容。

2研究方法

本文选取小学科学教材和初中化学教材进行文本分析,试图针对教材衔接中体现的知识广度、知识深度以及方法运用进行探讨。首先,整理出小学科学教材中与初中化学相关的核心内容,进行分类对比,了解对应性,探讨知识广度;其次,对比小学科学与初中化学课程的核心概念,了解小学科学学习对化学前概念的影响,探索衔接中知识深度的把握;再次,整理小学科学阶段在开展科学探究活动中运用的方法,分析其对于化学研究方法和探究技能的基础作用。目前九年级化学教材和小学科学教材版本众多,为了充分考虑实际衔接情况,并没有考虑同一出版社出版的教材,而是选取笔者所在的南京地区所选用的教材。小学科学选用的是江苏教育出版社郝京华主编的版本,而初中化学则选取了人民教育出版社2012年修订版。

3初中化学和小学科学教材衔接特征

3.1知识广度

小学科学涉及面广,其中与化学相关的知识分布在物质科学、生命科学和地球与空间科学三大领域中,比较集中在化学变化的初步认识、身边典型的化学物质等方面,少量涉及化学与社会发展的联系。例如,初中学习“身边的化学物质”之前,初中生已经对氧气的助燃性、空气的组成、二氧化碳与石灰水的反应、水的溶解性质、铁生锈、作为酸碱指示剂的紫甘蓝等有了初步了解,而中学化学教材对于这五个二级主题则有所展开,涉及多方面的知识点。现以“我们周围的空气”主题为例进行小学科学教材和初中化学课标的知识点比较。小学科学中只是简单了解到氧气助燃性,但不了解体现助燃性的具体化学反应;二氧化碳和澄清石灰水产生的白色浑浊早为学生所熟知,对于石灰水仅停留在名称的知道层面,也没有深入到浑浊的具体物质。小学科学中涉及到的化学物质主要是生活中最常见的十种左右,往往停留在了解具体的反应现象。基于此,涉及面更为广阔的初中化学课程,呈现层出不穷、性质各异的物质对于学生来说本身就体现了足够吸引力。

3.2知识深度

美国最新推出的《K-12年级科学教育框架:实践、共通概念及核心概念》将“学习进阶”作为学习期望的核心表述形式,认为学生对科学核心概念的学习进阶就像爬楼梯的过程,学习进阶的中间过程类似于楼梯逐级上升的台阶,各个台阶象征着学生在不同的年龄阶段能达到的理解核心概念和科学操作技能的不同水平,其理念要求中小学科学课程在宏观上必须具有良好的一致性(课程内容均指向科学素养)与连贯性(各学段所学内容具有良好的关联和衔接)。在我国,小学科学是学生系统接收科学教育的启蒙阶段,小学科学的教学内容为中学生理化生地的学习提供了广泛的知识基础。就化学学科而言,多个科学概念在小学科学教材中已经出现,但限于小学生的学习经验和生活经历,小学科学不可能对某一化学主题概念进行全面、清晰的表达,教师也不能对学生进行精深的讲授和分析,只能在有限的生活经历基础上加以感性认识和简单辨析,所以初中阶段还需要围绕核心概念加以整合和发展。“物理变化”和“化学变化”是九年级化学学习中的第一组重要概念,变化观也是化学教学中重要的学科观念。学生在小学六年级时就已经接触到了“化学变化”——只是此时没有专门提及这个概念。在小学科学教材“蜡烛的变化”中,以蜡烛的变化特征将物质的变化分为两类。小学科学不关注概念的界定,尚未清楚物理和化学学科的区别和联系,对于“物理变化”和“化学变化”的分辨也就无从谈起,因此将重心落在学生的体验和观察。而且在生活经历中,学生或多或少积累了些化学关注的主题内容,但是由于民间传说、媒体报道的误导,往往存在很多迷思概念,化学课程教学的作用就自然体现。当然,小学科学阶段对于“化学变化”的认识只是科学启蒙,对于其深入理解还需要在化学各模块教学中不断升华、进阶。

3.3科学方法和技能

无论是小学科学还是初中化学都很关注科学探究。这种科学技能实际上既包含心智技能又包含动作技能,即要动脑又要动手。苏教版小学科学教材在每一册都安排了一章“科学过程技能”专题,平均每个专题安排一到两种技能,它们不仅体现科学工作者在科学研究过程中必须具备的思维方法和操作技能,也成为初中理化生开展探究教学的技能基础。小学科学和初中化学教材中的“科学探究”模块都是采用集中专题与分散融合的综合呈现方式。初中化学重在第一章安排“化学是一门以实验为基础的科学”作为“科学探究”的启蒙,以两个典型案例呈现化学学习特点和科学探究全过程,但很多科学过程技能的掌握和应用,还依赖于小学科学的学习作为基础。小学生探究过程中的动作技能还停留在简单操作,学科知识综合应用层次较低。相比较而言,九年级化学由于学科性的增强,除了要求完成基础学生实验,还需要在教师的指导下根据实验需要选择实验药品和仪器,并能安全操作。小学科学和九年级化学教材中铁生锈实验的设计极其相似,均关注观察、假设、交流等技能,尤其在控制变量方面同样给予学生思维的启发,但九年级化学教材在蒸馏水和干燥剂的使用方面提出了更高的要求,有利于实验的成功——毕竟小学生知识所限,考虑问题不全面。从“铁”到“洁净无锈的铁钉”,“水”到“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”都是对恒量和变量的准确描述与定性,更加凸显科学研究过程中需要的严密思维和实验操作的精确性。当然,正因为该实验的小学基础,初中阶段还可以适当增加开放性,减少教师的指导成分,将更多思考的自还给学生。

4处理教材衔接问题的途径

由于我国不同学习阶段的学科课程是分别设计的,小学和初中之间、初中和高中之间缺乏内在的逻辑联系,导致教学实践中出现大量脱节现象。据不完全调查,现有初中化学新课程和小学科学课程的衔接存在明显缺失:鲜有中学教师主动了解小学科学课程,中学理科教学并未切实建立在小学科学的学习成就之上;小学科学课程在一线教学实践中落实情况较差,很多小学客观物质条件不具备或关注不够,实验活动开出率低,小学科学课程形同虚设;科学任课教师多为其他学科兼职教师,即使是专职教师也存在科学思维狭隘、科学素养薄弱的现状,导致小学科学教学内容或观念传递存在一定的科学性错误,需要初中理化教师更正和指引。

4.1关注小学科学,全面了解化学相关学情

九年级化学教学设计开展学情分析往往有所局限,认识或只关注化学教材已学内容,或只联系初中物理和生物的学习,从学生学习的延续性和综合性来看是十分不利的。根据以上教材对比,我们挖掘出苏教版小学科学教材与人教版九年级化学教材之间千丝万缕的联系,认为小学科学作为科学教育启蒙阶段,其内容设置、实践设计都会对初中的理化生教学产生影响。科学教育工作者需要基于学习进阶研究对基础教育阶段的科学课程进行整体设计,合理规划,对每个学习阶段提出符合学生科学认知发展水平的要求,从而实现各阶段科学课程的无缝对接,才能有效促进学生科学素养的连续一致的发展。初中化学教师需要充分考虑学生在小学科学中知识、技能的获得情况,避免教学内容的简单重复,避免对学生已有经验的分析不完善,应用有限的课堂时间去关注初中和小学所学内容的差异。建议化学教师可以借助学生档案了解其小学阶段科学课的开设情况,便于掌控化学教学与小学科学的联系点;利用课前交流、问卷、测验、课堂导入时候的开放式提问或实验问答等掌握学生的前概念。

4.2通过有效问题的设计,激发学生已有基础

九年级化学课堂,需要设计巧妙的问题,激发学生小学科学中建构的已有概念,启发针对新旧知识中产生矛盾的思考,从而促使学生的开放性思考。笔者设计了相应的提问,表现基于小学科学的化学学科提问。

4.3利用学生已有基础,调动学生参与热情

学生常常对于缺乏基础、难度较大的问题具有畏难心理,而个人生活经验、学习背景对新知识的建构有一定的促进作用,引导学生回顾旧知、思考已有基础、选择性加工和应用新信息,能够充分调动学生的参与热情。例如,小学科学中已经在四年级开辟主题“我们吃什么”和“怎样搭配食物”,并安排设计食谱活动,所以九年级《化学与生活》“人类重要的营养物质”教学,可以设计成食谱活动的延伸:通过让学生自行设计食谱,从食谱中的肉蛋引出蛋白质,介绍蛋白质是如何被人体利用的;通过分析食谱,纠正学生对蛋白质存在的认识误区,了解人体内重要的两种蛋白质:血红蛋白和酶。再看食谱:从食用油的添加引出油脂,区分植物油脂和动物油脂的区别。此时学生已经深入体验到物质、能量、变化等核心观念,可以让学生通过生活体验蛋白质、糖类和油脂的供能作用比较。三看食谱,由饭店用餐结束后都会上一道果盘,引出维生素的学习。

4.4增强学生微观理解,加强化学学科特色

第4篇

【关键词】 素质教育 化学教育 能力培养 思维能力 观察能力 改革教法 实验技能 化学理论 物质结构 生活经验 综合能力

九年义务教育改革的核心问题是实施素质教育。初中化学作为一门基础的自然学科,如何贯彻在义务教育总目标的过程中实施素质教育,是化学教师非常关注的新课题。新大纲指出:“初中化学教学是化学教育的启蒙阶段,要贯彻全面发展的方针,着眼于提高全民族的素质。”并据此指出初中化学教学目的是:培养学生的能力和创新精神,使学生会初步运用化学知识解释一些简单的现象或解决一些简单的化学问题。也就是说:初中化学教学要注重对学生能力的培养。心理学家认为:能力就是作为顺利完成某种活动的时候,必要条件的心理特征的总和。化学教学中所说的能力是针对任务和问题而言,能够顺利完成某些任务或能比较圆满解决某一化学问题,化学教学中主要培养学生解决化学问题的能力,包括化学问题上的新发现、化学技术上的创造和革新,以及化学教学中概念的形成、发展,解答化学习题和完成课题研究等。

那么,如何在化学教学中着力培养学生的能力呢?在教学实践中,我从更新教学方法、优化课堂结构入手,力图把“课堂”改为“学堂”,将“一言堂”改为“群言堂”,以很好地调动“教”与“学”的积极性。实践证明这样做不仅可以使学生获得知识,同时也能提高能力。现将我在多年的教学实践中采取的做法简述如下:

一、在化学教学中,要转变指导思想,积极革新教法

作为化学教师,就应该以新大纲为标尺,调整教学观念和教学策略,深化初中化学改革。人常说:“教学有法,但无定法”的确如此。虽然成形的教学方法很多,但没有一个现成的教学方法可被我们直接套用,我们只能用先进的教学手段,借鉴先进的教学法,如洋思的教学方法和安丘四中的管理办法,以及杜郎口中学的模式的学习模式等,去探索、去试验、去创新,探索出适合我们学生学习的教学方法。在化学教学中,用传统教学方法,教师先主动教,学生后被动学,往往会给学生造成枯燥无味的教学方法,其实有味与无味的观念在于如何品味。如果教师觉得食之无味,必然讲之无味,学生便学之无味,激不起兴趣,当然无从谈起培养和发展学生的思维能力。所以我首先转变认识,通过采取灵活多变的教学方法,体现以“教师为主导,学生为主体,训练为主线,思维为核心”的教学思想。课堂上鼓动让学生去发现、去体会,即使学生回答错了,经过再次纠正也要让学生经历一个“否定之否定”的认识过程。其次积极采用多种教学手段,尤其是充分利用电教条件的,使化学教学主动、直观、活泼而饶有趣味,唤起学生注意和思维,我十分重视学生思维能力的培养,思维能力是其它一切能力,发展的核心。思维能力的发展为其他能力的发展,奠定了基础。

在化学教学中,我力求多启发,少注入;多实验,少空说:多理解,少死记;多鼓励,少批评。如我在化学试卷评讲中,根据考试情况对成绩较好的学生,要求侧重于经验总结:对成绩较差的学生,让其侧重吸取教训,分析错误原因,找出产生错误的根源,把问题说透,以防以后出现类似问题,对有进步的学生,即使微小进步,我也把他看作“闪光点”予意鼓励,同时根据学生反馈信息,不断改进教法,提高教学质量。

二、用实验直观启发,获取正确的认识,同时培养学生观察能力和实验技能

就认识能力而言,思维能力是核心,观察能力是基础。化学是一门以实验为基础的自然学科。实验是培养学生基本技能的简捷而有效的途径,加强学生对实验教学的认识,调控符合素质教育的发展的功能。在分组实验中可给学生较大的自由度,动手、动脑、动口三位一体,最大程度的调动和激发学生进行积极的思维,可培养学生严谨的科学态度,增长科学意识,提高逻辑推理能力,提高观察、分析、解决问题能力。教师应创造条件有目的的指导学生,观察实验现象,从中引出结论。

例如:①铁丝在氧气中燃烧时“放出大量的热”的现象,就必须抓住生成的四氧化三铁的最初状态进行观察;②“氨氧化”的实验,学生在观察中往往及易错过对“氮的氧化物NO2红棕色气体生成”的观察时机,而这恰恰又是本实验NH3氧化的重要实验依据即观察重点。③氢气还原氧化铜,通过演示实验,积极引导学生观察实验现象。首先从颜色上观察:通入氢气加热后,黑色的氧化铜逐渐变红,其次试管壁出现水珠,我引导启发学生思考:这些生成物到底是什么?最后写出化学方程式CUO+H2=CU+H2O这样不靠讲解,而主要通过观察思考,来认识还原反应的物质,这样不仅可以通过实验或展示实物,进行直观启发,从而解决形成正解的认识,而且通过直观形象的建立,有益于学生的形象记忆。通过我对学生进行实验现象的引导观察,有利于形成学生正确的观察习惯,培养基础科学观察事物的能力和实验技能。

三、运用化学理论,发展学生思维能力

我十分重视学生思维能力的培养。思维能力是人对客观事物的更深一层的认识过程,也就是说具有正确思维能力可使人们知道自己没有直接观察和实践过的事物,也可能使人预见事物的发展和结果。通常许多学生往往凭自己的一点经验,对物理性质作出分析、判断,反应出学生思维能力长足的发展,但这样的判断不仅往往不够准确、全面,甚至完全错误。这对老师可启发引导学生用化学理论或实验来解决问题。

如物质结构不只影响该物质的化学性质,也影响着物理性质,有机物中这种影响表现更加明显,根据物质的结构来认识物质的物理性质,使完整地认识物质结构决定物质的性质的重要理论的不可缺少的组成部分,所以在重要的有机物的物理性质教学中,要注意充分揭示其结构特点,以及促进对重要物理性质的正确牢固的掌握,同时发展学生应用化学理论、分析问题、解决问题的能力。又如伊春的物理性质可作如下对比:

沸点 水溶性

乙醇 78.5℃ 任意溶

乙烷 -88.63℃ 不可溶

提问:(1)乙醇的沸点为什么很高于乙烷?

(2)为什么在水中乙醇是任意溶,而乙烷却不溶?

通过分析比较结构上的异同,仅在于是否有羟基,说明羟基对乙醇物理性质的影响是决定性的。结论是否正确可以查书验证,这样使学生明白物理性质的背后有丰富的化学知识,同时也揭示了规律,突出了物理性质中的重点,促进了学生应用化学理论、分析化学问题能力的发展,教给了思维方法,大大提高了学生学习物理性质的兴趣,如学生知道苯与水都是无色液体,且互不相容,如果混合在一起,能否用分液方法分离呢?有相当多的学生认为不行,其实这些学生分析问题很细致,因为他们认为无色液体混合,看不清界面,通过让学生亲自实验,我引导学生注意观察,两无色液体虽互不相容,整体无色,但界面明显,清晰的界面给学生留下深刻的映象,学生产生了欲“知其所以然”的强烈心理要求,我趁机用光学原理浅析,学生会永志不忘。实验获得的直观形象,现象明显,映像深刻便于记忆、胜于雄辩,对年龄较小的学生尤其见长处。

四、利用化学教材和生活经验,进一步培养和发展学生观察能力、思维能力和综合应用能力

观察是人类认识世界一个重要途径和开端,它是一种有目的地通过各种感觉器官主动摄取感知材料的活动。在当今科学技术迅速发展的社会之中,善于观察捕捉信息,敏锐地感受外界事物,使一切工作成功的首要条件。

化学是一门实验性科学,研究化学是以实验现象为基础的,在化学教材里,有近200个演示实验现象和40个学生实验,在这些实验教学过程中,有非常丰富的内容和广泛的途径,适用于培养学生的观察能力,因此,我不适时机地创设实验教学情景,培养与训练学生的观察能力。心理学指出,观察是一种有目的有计划的知觉活动,又称“思维知觉”即主体为获得某些认识有计划、有选择能动地对自然条件下所发生的某些过程或现象,所做出的系统和细致的考察。

从素质教育的要求看,初中化学教育内容应该最低限度的为适应社会需要进一步学习必须的基本知识,重视化学知识与社会生活的联系,使学生知识面宽,视野开阔。实际有许多化学物质是我们日常生活中能接触到的,对这些物质的物理性质学生有意无意之中已有认识掌握,学习时可以让学生自己去回想、描述,我集中注意着学生感知的是否正确、描述的是否准确。当学生感知有错误,我适当引导提示或演示后,让学生重新观察,这样即调动了学生的积极性,发挥学生的主体作用,又有益于发挥教师主导作用,培养积极发展学生的观察能力和思维能力。

如蔗糖物理性质中色、态、味、溶解性的物理性质,学生时熟知的,但学生根据白糖的主要成份是蔗糖而认为蔗糖晶体是白色的产生错觉。我引导学生从生活中再搜寻一个用蔗糖的例子。有人想用高级饼干表面洒的蔗糖晶粒,蔗糖应该是无色的。学生同时也提出问题:我们平常见的白糖为什么是白色的?我反问:食盐大家更熟悉,那么食盐是什么颜色NaCl晶体是什么颜色?学生之间展开讨论,我提出无色晶体含有杂质可能成为白色或其他颜色,无色晶体其颗粒堆积在一起,看上去为白色,并从光学角度粗略解释,学生主动从日常生活中,积累知识经验的欲望经过培养之后,能变得更加剧烈。

例如:讲化学平衡时,联系NO2与N2O4之间的化学平衡及其移动,我补充讲了我国自行研制的“2号E”捆绑式运载火箭,所用的燃料主要是偏二甲肼[(CH2)2N—NH2],所用的氧化剂主要是四氧化二氮,点火后燃料燃烧放出大量的热,反应生成气体急剧膨胀产生巨大的推动,将火箭和卫星迅速送上蓝天。我让学生回忆在电视中看到的火箭起飞时底座喷出大量红棕色气体的情景,指出红棕色气体实际上就是N2O2的分解产物NO2气体。

在讲铁的化合物一节时,我补充了有关Fe2O3用途的知识。Fe2O3有两种变体:α—Fe2O3和β—Fe2O3,前者是顺磁性物质,后者是铁磁性物质。具有铁磁性的物质在外磁场的作用下,磁偶极子(磁性物质的基本单元)能根据磁场的方向而取向排列,并保持这一取向从而将电信号转变为磁信号记录在磁带上,这就是我们通过所说的录音或录像的过程。放音或放像时则是通过磁头的反转,将不同强度的磁信号重新转变为强弱不同的电信号,再将电信号转变为图像或声音。

第5篇

文章编号: 10056629(2012)4000304 中图分类号: G633.8 文献标识码: B

1 对化学实验教学重要性的认识

化学是一门重要的基础科学,虽然和物理学、生物学、天文学等学科的视角和研究方法不尽相同,但它们之间实际上是相通的。例如,核酸化学的研究促成了分子生物学的诞生;地球、月球和其他天体化学成分中化学元素分布规律的研究及星际空间简单化合物的发现,为地球化学和宇宙化学的诞生提供了坚实的基础。这类互相渗透又互相促进的事例,不胜枚举。由此说明,为了全面培育现代公民的科学素质,化学教育不可或缺。

化学是一门实验性科学。通过在原子分子水平上对物质的组成、结构、性质和变化的研究,化学促进了人们对物质世界形成和发展的认识;基于对物质构成及稳定性等的了解,化学实现了对组成和结构极其复杂的天然产物的人工合成,使得某些源于动植物的珍贵资源,可以由简单易得的化学原料进行工业化生产,人造橡胶、胰岛素和青蒿素等的全合成仅仅是其中的个例。合成自然界原来不存在的新物质,则是化学所独有的特色。所有这些成就,都源自出于化学家的实验室工作。此外,和其他基础科学相比,化学更注重物质的个性,个性的发现、识别和鉴定已成为实验化学家的主要工作。虽然近年来理论化学方法得到了长足地进步,但是所得结论仍然需要通过精心设计的实验来验证,从而说明了化学仍然是一门实验性科学。这就确定了化学实验在化学教育和教学中不可替代的地位。

既然对理论推导或科学假设的验证,通常由科学实验来完成,那么为什么又要承认科学实验所得结论都具有不同程度的不确定性,而且把这种认识视为科学素养的最重要内涵?兹以化学为例,物质的性质,不仅决定于它固有的组成和结构,还要受到所处环境(包括物理环境和化学环境)的影响。试以大家都熟悉的水为例,水的沸点依气压而变,同时也和溶解于其中的溶质的数量和性质有关;水在通常情况下是一种灭火剂,但是在遇到赤热的炭或金属钠、镁时,反而会因为分解产生氢而助燃。这些现象说明,只有在能够影响它的众多因素可以固定或忽略不计时,对物质性质的描述才是确定的。而对某些因素的固定或忽略,就可以成为科学结论具有不确定性的原因。如果用数学语言来表述,那就是“物质体系的性质是多因素的函数。”

以上的表述可以借助初等代数中的不定方程来阐明。利用一个类似于像x+y=8的方程,就可以得到上面的结论。因为要求解这个方程中的x,只有以下几种可能,即:① y有固定值;②已知x和y之间的“关系”;③假设或已知在给定条件下,y可以忽略不计。显然,①和②意味着增加了一个方程,不定方程已经转变为正规的二元一次联立方程,只有③才是符合求解不定方程的一种情况,显然③所要求的前提条件本身就包含着不确定性。对于影响因素很多的化学反应体系,基于产物所作出的结论,是在严格控制多项条件下得到的,其中也包括若干被认为可以忽略的因素(如很多实验是在对大气开放的条件下进行的,而大气对实验的影响一般认为是可以忽略的,但是并不都有严格的实验证明),参照上面介绍的那个不定方程,读者应当很容易发现科学实验和它的相似之处。综上所述,科学实验的结论(或由此推出的理论)一定存在着不确定性,就是不言而喻的了。所以,发现实验结论或科学理论的不确定性,并设法减少或去除不确定性的探究性思维和实践,是一切科学活动的核心内容,也是科学的魅力所在!绝对正确的唯一答案,可能只存在于目前的习题、考题和竞赛题之中,它着重于已知的,其实并不完全的科学知识,因而难以起到帮助学生真正懂得什么是科学的作用。

2 化学实验体系三要素

一个化学实验,不论是演示实验还是教学实验,都 可以归纳为:作为实验对象的物质体系(若目的在于探究化学变化过程,也可以称作化学体系);适当的仪器装置和必要的安全措施;合理的实验步骤和规范的操作技术等三个方面。虽然三者不可或缺,但是从学科教育的角度来看,它们的重要性并不是等同的,而是依次递减的。只要认真分析一下,就可以认同这个看法。既然化学的研究对象是化学物质,学习或探究的目标决定了化学体系的选定(如考虑试剂易得且反应具有典型性;影响反应过程的因素较少或容易控制等。对于中学化学实验来说,还要着重考虑实验者安全和是否具备处理废液等所需条件等);化学体系选定之后,使用什么样的仪器装置也就大致确定了;实验步骤决定于所选定的化学体系和仪器装置,如何安全地、有序地完成实验,决定了实验者操作技术的规范程度。只有这样来认识化学教学实验,才能真正体现出为什么化学仍然是一门实验性科学,和为什么学习化学一定离不开实验。也才能够做到通过化学实验(包括演示和教学实验、探究性实验活动)培养学生的科学精神和科学作风。

不必讳言的是,现在的化学实验教学中,因为实验体系来自教材或教参,使得实施时往往把注意力放在第二、第三两个方面,化学体系的选择反而成为次要甚至被忽略,于是除去通过实验能够加深对某个实验现象的印象外,学生受到的教育仅仅侧重于某种仪器装置的认识和基本操作训练带来的科学作风培育。化学学科本身教育的缺位,是很多老师认为黑板上“做实验”也并无不可的原因之一,也是中考高考试题中出现花样翻新的种种实验装置设计的诱因之一。

3 实验教学改革要从实验预习开始

对实验在化学教学中作用的评价虽然未必相同,化学实验的重要性在化学教育界却早已达成共识,可是近年来化学实验教学质量不高已成为一个无容讳言的问题。虽然课程内容变化和应试压力的影响、化学实验学时较少、实验经费不足以及缺少实验室辅助人员等问题确系客观存在,但是实验教学改进方向不明、教学价值模糊,以至于师生对化学实验的学习热情明显衰退,则是一个更为基本的原因。为此,新颁布的初中化学课程标准中,不仅明确规定了8个必须完成的基础化学实验,并且把化学实验定为进行科学探究的重要方式。这是我们思考并实践化学实验教学改革的依据。

在研究物质世界时,化学学科着重于物质的个性,通常以物质的组成结构和性质为切入点。因此探索现有物质和设想中的新物质的合成方法(包括分离、提纯和鉴定)便成为化学所独有的研究课题。特定物质合成与分析方法的积累和不断更新,使得化学合成与分析方法成为化学中最重要的基本文献。化学教学中的实验(包括演示实验和学生实验),无不来源于此。这种情况和中医验方汇编对中医教学的作用非常相似。一般情况下,医者在设计和制定处方时,验方通常起着基本框架的作用。但是在实际用于诊治时,通常要求根据患者的症状、体质、甚至当地当时的气候等,对验方内药剂及其配比进行适当地增减,亦即力求更加符合患者的“个性”。能否做到恰如其分,和医者对每味中药以及组合成方剂后综合药性的了解程度密切相关。所以只会照方抓药和只能熟记大量验方的人,不可能视为合格的医生。与此相似,只会按照实验讲义按部就班地进行实验,没有明确的探究目标,不能主动地把观察到的实验现象和化学基本概念相联系,从而使自己对化学的理解得到深化(即通过实验学习化学和化学是一门实验性科学等理念的落实),即使操作很规范,实验过程很顺利,也不能认为是一次高质量的科学实验活动。因为仅仅按照实验讲义规定的方法和步骤完成的实验活动,如果只能落实于所谓“动手能力”(即使对科学习惯的养成有利,也需要进行有针对性地提示和指导)的训练,就不是一次完整的化学教学实验活动,在化学学科教育方面存在着明显的疏漏。这种疏漏将使得化学教学实验的教学效果难以达到预期的目标。那种类似于操作工或实验员的训练方式和目标,用于培育科学素养为主要任务的中学生,并不能够真正引发学生对科学的兴趣和有助于提高他们的探究性学习的能力。

笔者认为实验教学改革要从实验预习开始。首先应当明确该实验的目的和采用的处理方法和步骤,以及事后检查是否达到预期目标的方法。要求的方面和程度应当根据所选择的化学实验体系、实验方法和步骤来确定,更要依据学生的实际水平(包括学科知识和从事科学实验活动的经验两个方面)来制定,这点在化学启蒙阶段尤为重要,不可要求过高。但是如果只要求粗读一遍实验讲义及所附报告格式,学生便会把注意力集中于如何从书本或课堂笔记中寻找将要填入报告空栏中的“答案”,而不会结合实验的目的和步骤进行思考和设定自己关注的重点(即希望通过实验探究的某个方面,包括化学学科内容、操作方式或步骤等)。虽然验证某些原理或化学现象的实验依然是初等化学实验选材时的重点,可是从实验教学来说,实验过程中对化学现象的观察、思考、推理和联想则更为重要。后者对学习兴趣的萌发、探究能力的提高和科学精神的培育,远比结论的再次被证明和相关知识点记忆牢固程度的加深来得重要。如果不能认识到这一点,或者仍然 不能摆脱历年的中考高考试题可能产生的困扰,化学实验教学改革就不能顺利地推进。黑板上“做实验”、纸上画仪器装置图、以及着力于某些基本操作的训练和竞赛来代替化学实验的做法,仍然会大行其道。

应当怎样进行实验的预习?试从初中课程标准中规定的8个必做实验中首先选择“粗盐中难溶性杂质的去除”为例阐明笔者的想法。

“粗盐提纯”是一个传统的基础化学实验,新的初中化学课程标准推荐的必做实验(粗盐中难溶性杂质的去除)只相当于原来的“粗盐提纯”实验的前半部(可能考虑到目前有些学校实验设备较差和学生实验操作熟练程度较低的实际情况)。如果只要求除去难溶性杂质,而不要求得到纯“盐”,可以选择的体系很多,只要组分中同时包含可溶性物质和不溶性物质就可以入选,未必一定要用粗盐。当实验条件具备时,我认为还是完成粗盐提纯实验的全过程为好,因为通过实验可以学到更多的东西。

实验原理简介:粗盐提纯实验的物质体系为同时混有难溶性和可溶性杂质(此处的杂质并非一定指废弃物,系针对纯粹氯化钠而言)的固体氯化钠。实验目的在于依据氯化钠和杂质在水中溶解度的差别使之分离并获得纯净的氯化钠晶体。虽然难溶性和可溶性杂质的去除都以溶解度差别为依据,但是前者基于可溶和难溶;后者基于温度对氯化钠在水中溶解度的影响远低于粗盐中所含可溶性杂质(如钙、镁、钾、铁等的氯化物;硫酸盐及硝酸盐等)所体现的差别,二者并不相同。为了简便实用,通常采用两次分离操作。难溶性杂质的分离采用简单的过滤分离法方案[此外还有离心分离法、抽滤分离法、倾析(decantation)法、以及类似于化工厂常用的压滤法(filter press)可供选择],易溶性杂质的分离则采用结晶分离方案来完成。

第一次过滤除去的是粒径大于滤纸孔的难溶性杂质,而不是溶于水中的分子和离子(也包括能够穿过滤纸孔的胶体微粒)。水并不是唯一可用的溶剂,对目标物质和杂质具有不同的溶解性才是选择的依据。第二次过滤是为了把滤液蒸发后得到的氯化钠晶体从残余的母液中分离出来。结晶法分离基于在同一温度下,溶液中所含物质到达饱和浓度的先后次序的不同。以温度对溶解度影响的不同为依据的体系,只有少数的特例,其中以氯化钠最为典型。当溶液中氯化钠的含量远高于其他可溶性物质时,过程则更容易控制。以至于工艺条件相当粗放的海水晒盐法已经成为海盐生产的主要途径。

简单的验纯方法:结晶分离法的实现,取决于一个基本原理,那就是在形成结晶时,晶体中不包含母液中的其他成分和溶剂分子(水合物中的水应计入水合离子,少数因离子半径相近晶格相同的物质可以形成类似于固溶体的晶体除外),这种性质和晶体结构的规整性和组成微粒的密堆积特性有关。因此结晶法不仅用于分离,而且广泛地用于提纯(并发展为重结晶法和分级结晶法等)。所以可以把晶体中是否含有溶剂(此处为水),作为初步验纯的方法之一。晶态物质因晶格不同,外形随之有所不同,但是同一纯净物的晶体,大小可以各异,基本形状却大致相同。水晶是最为常见的一例(此外还有大家熟悉的五水硫酸铜和钾铝明矾等)。用放大镜或显微镜观察食盐晶体就可以见到同样的情形(例如面角不变),所以观察和比较晶体外形也可以作为一种简单的验纯方法。

实验体系的特点:这是学生初次接触到的化学实验,选择大家所熟悉的食盐(粗盐)作为实验体系,不仅因为价廉易得,提纯过程比较简单,而且效果明显。有助于学生对所涉及的提纯方法、步骤和用到的基本操作留下比较深刻的印象。对于化学中所要求的“纯”,也能够有所体验和认识。

此处的“纯”包括两重含义,即外观和内涵两个方面。由混有有色杂质的粗盐到晶莹剔透的氯化钠晶体;由和多种无色物质共存,到组成单一的纯物质。实验者可以观察到氯化钠的“真面目”,从而对它作出精确地描述。其次,因为氯化钠的溶解度和温度关系不大,通过控制结晶条件,分离效率很高,一般不需要进行重结晶,对于初学者的实验技巧和操作熟练程度要求较低。

对实验目标完成情况的自我检查:既然实验的目的是粗盐提纯,那么最后应当从产物纯净情况和收率两个方面进行自我检查和评价。基于初等化学的要求,建议增加验纯和观察所得氯化钠晶体(外形和晶体内是否含有水)两个方面的探究内容,并引导学生思考有关物理变化与化学变化、物理性质与化学性质、纯净物等概念在这个实验中的应用。

实验后可供思考的问题:请根据学生情况进行选择,可以采用学生自行研讨和探究的方式,也可以采取教师边提问边讲解的方式,还可以选择直接讲解的方式。

(1)本实验要想除去的杂质具有什么特点,实验中建议采用的方法依据了什么原理?

(2)在实验过程中,要经过两次过滤,一次是为了除去不溶性杂质,另一次是为了把纯净氯化钠固体从母液中分离出来。完成两次过滤时,都要对滤纸上的滤出物用少量蒸馏水淋洗。这是为什么?它们的目的相同 吗?(一次是为了除去滤出物上沾附的食盐溶液;一次是为了除去食盐晶体上沾附的可溶性杂质。)

(3)去除粗盐中所含不溶性杂质的方法,除了这个实验用的过滤法外,还有其他方法可用吗?(还可以用离心法和倾析法,这些在化学实验中都是常见的方法。)

(4)所得氯化钠晶体中会有水存在吗?如何证明你的结论?(加热前后保持恒重;加热时上方的表玻璃上无水汽;碾碎后无水迹等,也都是实验中常用的方法。)

(5)假如粗盐中含有可溶性有色物质,现在用的方法也一定有效吗?(建议由学生自己探究,实验方法基本相同,更能体现化学的特点和科学精神的教育。)

(6)残液是否一定是废弃物?(进行化学和环保、资源相关联的教育。)

4 实验实施方案建议

方案1:把这个实验放在学习过溶液和溶解度的有关知识之后进行。可以更好地巩固所学的知识,使得溶解度概念在实验中得到切实地应用,而且还可以扩展到对结晶过程、提纯过程中的缜密思考及采取的有效步骤(如对滤出物的淋洗)的初步认识以及对产物的检验等方面,都是在课堂上和书本上很难直接学到或体验到的,有助于三维教育目标的落实。

预习要求除阅读实验讲义中的基本操作与实验步骤外,还要求对溶液和溶解度概念、溶解度与温度的关系图进行复习。并尝试回答教师事先设定的几个问题(由教师根据学生情况自己拟定,应包括实验目的和大致步骤,每个步骤希望达到的目的,氯化钠的溶解度和温度的关系有何特点等)

建议在学生的实验报告中增加以下项目:验纯结果;氯化钠的收率;实验过程中得失之处的反思。

方案2:把这个实验分成两个,一个以学习过滤操作为主,可以放在学期之初。另一个放在学习了溶液和溶解度有关课程之后,着重于探究如何从溶有粗盐的混浊液的滤液获取纯净的氯化钠晶体。其他建议请参照方案1,不再赘述。

参考文献: