創(chuàng)新微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)化學(xué)新課程實(shí)施的幾個(gè)案例

1、創(chuàng)新微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)化學(xué)新課程實(shí)施的幾個(gè)案例王輝(上海南匯中學(xué)201300)高中化學(xué)新課程的理念是以學(xué)生發(fā)展為本”，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨 ”，倡導(dǎo) 以學(xué)科探究為主的多樣化的學(xué)習(xí)方式”；重視學(xué)生的 親身經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)”，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的學(xué)習(xí)情境這些新課程理念在化學(xué)教學(xué)中的有效落實(shí)，都離不開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，從實(shí)踐 來(lái)看，目前制約化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革最大問(wèn)題是學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)參與度”很低，缺乏化學(xué)實(shí)驗(yàn)體會(huì)。因此，設(shè)計(jì)一些有利于學(xué)生參與的微型實(shí)驗(yàn)可以有效地促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和化學(xué)新 課程的實(shí)施。下面是筆者利用一次性注射器和青霉素瓶等作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的代用品開(kāi)展微 型實(shí)驗(yàn)的一些案例。Fe(OH)2制備微型

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)意圖Fe(OH)2制備裝置各種各樣， 其中不乏創(chuàng)意新穎的優(yōu)秀作品，2003年全國(guó)理綜試題中的Fe(OH)2制備裝置就是一個(gè)典型范例。隨著化學(xué)課堂教學(xué)改革的不斷深入，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改 革相應(yīng)滯后，如何進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革？本人認(rèn)為首先應(yīng)當(dāng)從如下兩個(gè)方面入手：(1)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與度，(2)實(shí)驗(yàn)儀器的微型化和簡(jiǎn)約化。應(yīng)當(dāng)說(shuō)現(xiàn)在的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是 以教師的課堂演示實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的程度很低，要提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與度，必須有 相應(yīng)微型實(shí)驗(yàn)儀器和簡(jiǎn)約實(shí)驗(yàn)。受2003年全國(guó)理綜試題 Fe(OH”制備啟發(fā)，思索能否將Fe(OH) 2制備作為學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)？通過(guò)實(shí)踐本人設(shè)計(jì)了適用學(xué)生分組實(shí)

3、驗(yàn)用的Fe(OH) 2制備微型實(shí)驗(yàn)。2實(shí)驗(yàn)裝置F闋溶液NnOH溶液3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(1)帶球泡的 W型管制備：選擇內(nèi)徑 8mm、外徑10mm的95料玻璃管，將一端熔封，另 一端緊套一個(gè)乳膠滴頭， 將玻璃管上確定的部位放在酒精噴燈上均勻灼燒，邊燒邊轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)玻璃開(kāi)始熔軟時(shí)，借管內(nèi)氣體受熱膨脹產(chǎn)生的壓力將玻璃管吹成圓球狀，然后再?gòu)澇蒝型管。兩個(gè)V型管用乳膠管連接成為 W型管。在W型管兩端裝上乳膠管并裝上止水夾a和b,分別從 W型兩端加入FeSO4溶液和NaOH溶液。把W型管一端的乳膠管接到氫氣的發(fā)生裝置上，讓H2緩慢地通過(guò) W型管，充分排除W型管和FeSO4及 NaOH溶液中的02,如果H2的氣流過(guò)快球泡

4、可以起到蓄液的 作用，而不會(huì)使 FeSO4溶液沖過(guò)頂端與 NaOH溶液混合。通H2一段時(shí)間后再先后關(guān)閉 a、b止水夾，然后將 W型管按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使 NaOH溶液緩緩流入到 FeSO4溶液中，生成Fe(OH) 2白色沉淀而較長(zhǎng)時(shí)間不變色。(5)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，每組只要具備一支帶球泡的W型管和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)藥品，學(xué)生就可以獨(dú)立完成該實(shí)驗(yàn)，H2的制備可由實(shí)驗(yàn)教師放置兩至三套啟普發(fā)生器即可滿足分組實(shí)驗(yàn)要求。二氯化氫及氯氣噴泉的微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)氯化氫噴泉的微型實(shí)驗(yàn)1設(shè)計(jì)意圖氯化氫的噴泉實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要演示實(shí)驗(yàn)，在課堂上演示該實(shí)驗(yàn)一般是在實(shí)驗(yàn)室事先制備好一燒瓶氯化氫氣體，再帶到課堂上演示，由于從制備到上

5、課時(shí)間間隔較長(zhǎng)，演示時(shí)效果不是太好，往往噴入燒瓶的溶液太少。特別是收集HCl的燒瓶不很干燥時(shí)，放置時(shí)間再長(zhǎng)，效果更差。本人通過(guò)實(shí)踐設(shè)計(jì)出將 HCl氣體的制備和 HCl的噴泉實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起的 二合一微型實(shí)驗(yàn)裝置，操作簡(jiǎn)單，成功率 100%,非常適合于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。2實(shí)驗(yàn)裝置耗水溶液3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(1)裝置中所用的儀器是醫(yī)用一次性注射器,在去掉活塞的注射器針筒中注入0.25mL (約5滴)的濃硫酸，用另一注射器吸入少量(約0.5mL)的濃鹽酸，將注射器內(nèi)的濃鹽酸注入到針筒內(nèi)，濃鹽酸遇濃硫酸迅速產(chǎn)生HCl氣體，將上部注射器活塞上推。(2)用注射器吸入一定量石蕊水溶液，將注射器針頭刺入含有大量HCl的針筒

6、內(nèi)，盡可能將針頭全部插入注射器，再輕推注射器活塞，將少量石蕊水溶液注入注射器針筒內(nèi)，針筒內(nèi)很快就形成紅色噴泉。(3)該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，針筒不需干燥，適合學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)使用。氯氣噴泉的微型實(shí)驗(yàn)1設(shè)計(jì)意圖在鹵素教學(xué)中對(duì)于 C12在有機(jī)溶劑中的溶解性教材中沒(méi)有說(shuō)明，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C12的實(shí)驗(yàn)室制法、C12在有機(jī)只是描述了常溫常壓下C12在水中的溶解度，更沒(méi)有安排相關(guān)的實(shí)驗(yàn)， 通過(guò)C12能與無(wú)水乙醇和 NaOH溶液形成噴泉微型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生親身體驗(yàn)并認(rèn)識(shí)到 C12易溶于有機(jī)溶劑，同時(shí)加深對(duì)C12與堿溶液反應(yīng)的化 學(xué)性質(zhì)的理解。2實(shí)驗(yàn)裝置3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(1)裝置中所用的儀器是醫(yī)用一次性注射器，在去掉活

7、塞的注射器針筒中加入約0.1gKClO3粉末塞上橡膠塞，在另一注射器中吸入少量(約 0.5mL)的濃鹽酸，將注射器內(nèi)的濃鹽酸注入到加入 KClO3粉末的針筒內(nèi)，KC1O 3遇濃鹽酸迅速產(chǎn)生 Cl2氣體，將上部注射器活塞上推，片刻后拔出針頭和注射器。(2)用注射器吸入一定量無(wú)水乙醇，將注射器針頭刺入含有大量C12的針筒內(nèi)，盡可能將針頭全部插入注射器，再輕推注射器活塞，將少量無(wú)水乙醇注入針筒內(nèi)，針筒內(nèi)很快就形成 噴泉。(3)該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，適合學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)使用。氯化氫及氯氣噴泉的兩個(gè)微型實(shí)驗(yàn)被編入筆者開(kāi)設(shè)的高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)拓展課程中，深受學(xué)生的歡迎。同時(shí)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在今年舉辦的全國(guó)第

8、九屆教學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研討會(huì)上也獲得了一等獎(jiǎng)。三常溫下1 mol H2體積測(cè)定微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)意圖本實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)僅有的幾個(gè)定量實(shí)驗(yàn)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，在上海二期課改新教材（上科版）高二第一冊(cè)的最后一章中專(zhuān)門(mén)有幾個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，其中該實(shí)驗(yàn)便列入其中。按照新教材中的實(shí)驗(yàn)裝置誤差較大， 通過(guò)實(shí)踐筆者設(shè)計(jì)出將氫氣發(fā)生和測(cè)量集于一體的二合一微型實(shí)驗(yàn)裝置，可以用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，效果良好，有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與度。2實(shí)驗(yàn)裝置3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1、用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量 20-24 mg左右的無(wú)氧化膜鎂帶，將其放入青霉素瓶?jī)?nèi)，在注射器 內(nèi)吸入1mL 4mol/L H 2SO4,再與針頭連接旋緊，調(diào)節(jié)右側(cè)輸液皮條使兩側(cè)液面水平。2、將稀H2SO4推入青霉素瓶中，用手幫助拉出注射器活塞（注意保持右側(cè)平衡管內(nèi)液面在同 一水平面），反應(yīng)結(jié)束、冷卻、調(diào)壓強(qiáng)，精確記錄注射器活塞刻度 VmL,氫氣的體積為 V （H2）=（V 1） mL03、計(jì)算室溫下 1mol氫氣的體積并分析該實(shí)驗(yàn)誤差是正誤差還是負(fù)誤差，找出產(chǎn)生誤差的原因。由此可見(jiàn)，開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以給學(xué)生提供動(dòng)手機(jī)會(huì)，有效增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與度，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)方式的改變，借助微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)這個(gè)平臺(tái)使學(xué)生在親歷和體驗(yàn)中學(xué)、在解決問(wèn)題中學(xué)、在交流與分享中學(xué)；提高學(xué)生化學(xué)學(xué)