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关键词:高中化学;实验;定量;调查研究
文章编号:1008-0546(2013)10-0051-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
对化学实验进行定量研究的思想与方法对化学科学的发展具有里程碑式的意义。古代经验化学之所以能上升为科学的化学,其中一个重要的原因,是采用了天平等衡量器具和数学的推论,如拉瓦锡通过对物质燃烧实验的定量研究,建立了氧化学说,发现了“质量守恒定律”; 道尔顿、阿伏加德罗在对气体反应实验定量研究的基础上,提出了近代原子、分子学说,宣告近代化学科学的诞生。炼丹术在公元前二世纪时就已在中国产生,比欧洲早了上千年,但为什么我国炼丹术历经千年仍然只停留在经验化学阶段,主要原因是中国的炼丹家常常缺乏数学的素养,对实验的定量研究意识与能力不足,一直未能发现物质间的数量关系规律,这就是中国炼丹家不能把古代化学发展成为科学的化学的重要的原因[1]。在近现代,稀有气体、同位素、放射性元素、有机化学等一系列重大的化学科学发现和发展都是对实验进行严格的定量研究的结果,可以说,没有对实验的定量研究就没有化学科学的产生与发展,“我们依靠的是严格的实验”,拉瓦锡的话可谓一语中的。
但在中学化学教材和实际教学中,却存在着一些药品用量、浓度的随意性。这虽然和中学化学实验的定量要求不高有关,但这种随意性却有可能损害化学的科学性,也使实验的成功率大大降低,对培养学生全面、科学地认识化学不利,对培养学生的研究意识不利。例如,向高锰酸钾酸性溶液中通入乙烯气体随着H2SO4、KMnO4浓度的不同会出现多种现象,研究表明,该实验中的高锰酸钾酸性溶液以0.5%的溶液和10%的H2SO4溶液按体积比4∶1混合,褪色现象最明显[2]。“实验,实际上是条件控制下的观察”[3],只有对化学实验的条件(物质的浓度、用量等是实验条件的重要组成部分)进行严格有效的控制,才能获得科学事实,取得科学发现。
一、中学化学教材演示实验中的非定量情况
笔者对2002年人民教育出版社出版的《全日制普通高中教科书・化学》(共三册)(以下简称人教版)与江苏教育出版社2005年出版的《普通高中课程标准实验教科书・化学》中的《化学1》、《化学2》、《有机化学基础》、《化学反应原理》(以下简称苏教版)的实验教学内容进行了分析、比较。
分析上述两表中的数据可知,两种版本教材演示实验的非定量描述特点相近,主要是对溶液浓度、液体体积、固体质量这三个方面,多用“一些、少量、一小段”等来说明物质的用量,用“浓、稀”等来说明物质的浓度,甚至不指明浓度或用量。
为什么教材中会出现这么多非定量的描述呢?主要有两种原因:(1)大部分的非定量描述的实验是因为反应物的用量多少(在相对较大的合理范围)对实验本身和现象并无明显影响,可能会因实验者使用的反应容器的不同而有所不同。(2)对某些未指明用量的药品有一些约定俗成的规则。在人教87版的初级中学化学教材中对如何取用没有说明用量的药品作出过规定:“应该取用最少量:液体用1~2毫升,固体只要盖满试管底部。”(不知何种原因,在现行教材中删去了上述规定)因此教学者应该在实际教学中针对具体情况对教材实验的非定量部分进行合理范围的定量。所以教材中大多数非定量描述的实验是为了避免学生学习时过于僵化和呆板,避免造成不必要的限制,并非对反应物的用量没有要求。教师应明确认识这点,并在教学中渗透“定量”的概念。
二、高中生化学实验定量意识与能力的调查分析
本调查分别从江苏的苏南、苏中、苏北三个地区抽取了张家港市、如皋市、灌云县三个地区的各一所学校的一个班进行了调查,共发放问卷190份,回收190份,其中有效问卷182份。
研究材料为自编的《高中化学实验定量化现状调查问卷》,该问卷测试前请化学教育专家和中学化学教师进行了分析和修改。
1. 高中生对化学实验药品定量的基本认识
由表3可知,高中生对定量化学实验对化学科学发展的突出贡献缺乏基本的认识,只有54.95%的被调查者意识到在化学实验中严格控制物质的用量主要是由于实验本身的需要,还有21.98%的被调查者不知道哪些属于实验条件。高中生对化学实验条件尤其是物质用量对化学实验的重要作用认识不够清晰,实验定量意识比较薄弱,在实验操作中表现为对药品随意取用的情况比较普遍(具体见表4),这必然导致学生做实验的随意性和实验结果的不准确性,化学实验随之也就很容易失去它应有的功能。值得关注的是,还有一些学生反映未亲手做过实验,这说明还有少部分学校对实验的重视程度还有待提高。
进一步研究发现,现行高中化学教材及实验教学中的大量非定量化处理或重视不足是造成高中生化学实验定量研究意识不强的主要原因。
2.化学实验药品的非定量描述对学生实验操作的影响
调查题1:中学化学教材中有下列实验:取两支试管,分别加入少量NH4Cl、KCl溶液,再各滴入几滴AgNO3溶液和稀硝酸,观察实验现象。请根据你的理解填写下表。
调查题2:中学化学教材中有下列实验:在一支试管中加入一小段擦去氧化膜的镁条,再向试管中加入一定量的稀硫酸,观察现象。根据你的理解实验中“一定量的稀硫酸”表示稀硫酸的物质的量浓度为
mol/L,体积为 mL。
调查题3:中学化学教材中有下列实验:取一支洁净的试管,向试管中加入0.1mol/L AgNO3溶液2mL,向其中加入稍过量的Cu粉,反应一段时间后,取上层清液于另一支试管中,再向试管中滴加0.1mol/L KI溶液,观察实验现象。如果你做这一实验,你将加Cu粉 g,反应时间将控制 分钟。
调查结果表明,化学教材中的探究实验的非定量化,给学生的实验探究造成了很大的困难,有些实验甚至到了无法进行的地步。具体地有以下几个方面:
(1)学生对实验中“药品用量含糊性描述”不能正确理解。如对 “少量、适量、稀、浓”等模糊性描述,有68.68%的被调查学生表示不知道其确切含义。在具体实验中大多数学生对药品用量表现出随意性、经验性的特点。如题1中,学生对加入“少量”NH4Cl溶液、KCl溶液的具体用量,分别有57.14%和57.69%的被调查的学生回答“不知道”,其他被调查的学生大多数认为其溶液的体积在1~10mL 之间,少数学生认为可达50mL。
(2)学生对实验中“未说明的试剂浓度”理解差异性很大。问题1中的“滴入几滴AgNO3溶液和稀硝酸”,调查发现约57%的被调查的学生不知道取用多少物质的量浓度的溶液,能确定其溶液浓度的学生也是给出了毫无根据的数值,如AgNO3溶液的浓度最小的为0.01mol/L,最大的为5mol/L。在对题2的回答中,学生选择的“加入的稀硫酸的浓度和体积”相差几十倍,答案很分散,说明学生认识很不统一,有的甚至准备用40mL 10mol/L的硫酸。
(3)学生对实验中“反应条件的含糊性描述”不能正确理解。题3中要求学生“加入稍过量的Cu粉”,加多少Cu粉可认为是“稍过量”呢?有 47.25%的被调查的学生“不知道”该取多少,其他认为取0.0064g、0.02g、0.1g 、1g 、2g的学生较多,上述答案仅占被调查者的24.17%,加入最少的为0.001 g,最大的为25.6 g,这里面虽有学生计算上的错误,但答案如此不统一,并且相差很大,这样的描述引起了学生认识上的混乱。对该实验中的另一个反应条件“反应一段时间”,认为所需时间最短的为0.5分钟,最长的为10分钟,还有47.25%的被调查的学生回答“不知道”,也同样说明了这个问题。
3. 学生解决实验问题时的定量意识
(1)学生在理解化学实验原理时定量意识较为淡薄。
在调查问卷中设置了五个判断题:
①将一定量的AlCl3溶液和NaOH溶液混合,会出现白色沉淀;
②将硝酸银溶液与氨水混合能够得到银氨溶液;
③在加热的条件下,二氧化锰与盐酸反应制备氯气;
④向澄清的石灰水中通入二氧化碳气体,最后可看到白色混浊;
⑤将氢气、氧气混合气点燃,肯定会发生爆炸。
各题的正确率如表5。
由上表可知,高中生对这类常见的与量有关的实验问题平均正确率仅为61.76%,说明高中生对于实验原理中涉及定量问题的理解是很欠缺的,究其原因,教学与教材实验中的大量出现的对药品的非定量使用造成学生理解上的偏颇与僵化应是其中非常重要的一个因素,在调查问卷的简答题和实验设计、评价题中,更可以明确地看到这一点。
调查问卷中设置了两个简答题:
(1)某同学为了制备少量的氢氧化铝,设计了如下实验方案:①向试管中加入0.1mol/L AlCl3溶液3mL,②向试管中滴加一定量的NaOH溶液,③振荡试管,④过滤洗涤。在上述方案中不合理的是步骤 (填序号),理由是 ,你的改进方法是 。
(2)为了比较碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应速率的快慢,某同学设计了如下实验:①向两只试管中分别加入一定量的碳酸钠和碳酸氢钠溶液,②向两只试管中分别滴加盐酸,③观察并记录生成气体的速度。在上述方案中不合理的是步骤 (填序号),理由是 ,你的改进方法是 。
在对上述两题的回答中,答案集中度很低。如(1)题中对不合理步骤的判断,共有七种不同的答案,分别占有一定的比例。对理由的叙述中,仅有64.29%的被调查学生提到了药品的用量问题,其中合理的答案仅占42.86%,在改进方案中,仅有2.20%的被调查学生能从浓度、体积两方面对NaOH溶液的用量进行界定,而有54.40%的被调查者的回答中根本就未从物质用量的角度进行或不知道该如何改进。(2)题的调查结果与(1)题相似,也仅有32.99%的被调查学生从物质用量的角度对实验方案作出了评价,仅有34.62%的被调查学生能从物质用量这个方面给予了比较合理的改进方法,但无人能够全面地从溶液浓度、体积两方面全面地给出改进意见。
(3)在调查问卷中设置了一道实验设计题:
某学生利用如图所示的实验装置,进行实验探究:
(1)二氧化碳气体的制备;
(2)二氧化碳使紫色石蕊溶液变色;
(3)二氧化碳能与澄清石灰水反应。
请完善下列实验步骤。
(1)检查仪器的气密性。
(2)在漏斗A中加入_______,在试管B中加入________(3)___(4)____(5)____(6)将废液倒入指定的容器中,洗涤并整理仪器。
对A中的药品,有66.48%的学生写了稀盐酸或稀硫酸,另有31.32%的被调查学生写了盐酸,但无人对酸的浓度作明确的说明。对固体的选用,有92.31%的被调查学生选择了碳酸钙、碳酸钠等碳酸盐类,但无人说明该取用多少质量的固体比较合适。对于C、D中的药品,被调查者大多只注意溶液的顺序和反应的现象,而无人关注溶液浓度。78.57%的被调查者写“在试管中放入石蕊试液”,而不是“将2~3滴石蕊试液滴加到试管的水中”。同样的,石灰水是否用饱和的也无人作出说明。从整体的实验设计来看,还有33.52%的被调查者给出的方案根本不可行或是不知道该怎么做。
从上述调查结果来看,很多学生掌握的只是纸面上的化学而不是实验室中的化学,这和教材有关,更和中学实验教学密切相关。一方面教材的实验示例要对药品浓度、用量尽可能进行定量,以期获得最好的演示效果,但也应避免过于繁琐和僵化;另一方面在日常教学中要有意识地培养学生化学实验定量意识,尤其要强调药品浓度、用量对实验原理、对操作合理性的影响,避免学生认识上的单一和操作上的随意;其三是要积极研究演示实验最优化的用量与操作,研究怎样用最少的药品完成实验,把绿色化学理念落实到日常实验中。
参考文献
[1] 张家治主编. 化学史教程 [M]. 太原:山西教育出版社,2000
[2] 周伟. 乙烯和高锰酸钾溶液反应浅探[J]. 化学教学,2004,(9):8-9
Abstract The top position internship is the key link for higher vocational colleges to cultivate and improve students' professional ability and professional quality, and occupies an important position in the personnel training system and curriculum system. The article aims at the present situation of the postgraduate internship courses construction in vocational colleges, combines the study rules and needs of students during internships, analyzes the core professional skills and professional qualities required for different marketing careers, and builds a model for post-employment internships that rely on informational teaching resources, in order to achieve the goal of improving the quality of post-secondary internship courses and the quality of personnel training in higher vocational marketing.
Keywords on-job training courses; construction mode; informatization teaching resources
顶岗实习是高职市场营销专业实践教学的关键环节。建设顶岗实习课程对于提高课程教学质量,实现人才培养目标具有重要意义。在信息化技术发展赋予高等职业教育新内涵和新要求的背景下,如何突破传统顶岗实习课程建设的局限,依托信息化教学资源,适应顶岗实习学生不断变化的学习和发展需求,有效进行课程建设模式的创新刻不容缓。
1 高职市场营销专业顶岗实习课程建设现状
当前,各高职市场营销专业在顶岗实习课程建设的实践创新中,从学校、企业、学生等各主体的实际出发,探索了多种顶岗实习课程建设模式,存在鲜明特征。主要集中体现在三个方面:一是将顶岗实习纳入课程化管理。为强化专业内涵建设,越来越多的高职市场营销专业正逐步加强顶岗实习课程建设力度,将其纳入课程体系,开发了面向工作岗位需求的项目化课程,设计了紧贴职业岗位的教学项目。
二是校企共建顶岗实习课程。部分高职市场营销专业突破学校、企业在顶岗实习课程建设中主体分离的障碍,依据企业实际需求制定和调整教学计划,确定了相应教学内容,并融合学校课程和企业课程,建立了动态的多主体共建共管的教学管理体系。[1]
三是利用信息化技?g进行顶岗实习教学及管理。虽然顶岗实习具有一般课程的系统性、教学性和实践性,但因教学内容的综合性、教学主体的多元性、教学场所的不确定性,顶岗实习教学又不同于一般课程教学。为适应顶岗实习教学的特殊性,很多高职院校市场营销专业在学生顶岗实习期开展网络教学,并通过信息化教学管理平台实时跟踪学生的学习进度和实效,适应学生实习期的学习需求。
与此同时,高职市场营销专业顶岗实习课程建设依然存在一些亟待解决的问题:
(1)教学时间长,教学管理难度大。高职市场营销营销专业学生的顶岗实习时间不少于半年,实习单位和岗位存在点多、面广、学生分散的特点。这一现象造成在长时间的教学过程中,对于课程教学质量的监控工作难以全面到位,容易出现“放羊”现象。
(2)顶岗实习教学易流于形式。部分高职市场营销专业顶岗实习教学目标不明确,缺乏完善的教学计划和教学方案,使企业导师、学院导师的教学和存在一定的随意性和盲目性,导致顶岗实习教学环节达不到专业技能提升与巩固的教学目的。
(3)教学资源管理欠有序。教学资源建设与教师教学需求、学生学习需求存在脱节、互不关联、针对性差等现象还比较突出,不能充分利用现代教学的信息化技术开展精准高效的顶岗实习教学活动,影响了市场营销专业顶岗实习课程教学活动的有效实施。
(4)课程教育教学功能未得到充分体现。部分高职市场营销专业顶岗实习课程过分重视企业和就业需要,课程建设的重点放在职业技能的培养上,而忽视了学生在实习岗位工作中所需的职业素养、职业文化和职业道德等非职业技能的培养,忽视了学生全面发展的目标,未充分发挥顶岗实习课程的教育教学功能。
2 高职市场营销专业顶岗实习课程建设模式的构建
2.1 分析营销职业岗位群所需职业技能和职业素养
基于营销职业岗位的典型工作任务,将营销职业岗位群具体划分为市场类、销售类、客服类、策划类四大类,各岗位群中岗位核心职业技能和职业素养要求如表1所示。
2.2 分析顶岗实习期学生学习规律及需求
市场营销专业学生在顶岗实习期进行工作场所学习时,需严格遵守企业的工作时间和工作纪律,常难以同时兼顾企业工作任务和学校学习任务,相对较长的集中课程学习时间十分匮乏。因而需在特定物理空间和常规教学时间内开展的传统课程教学不适合在岗学生进行学习。此外,学生在顶岗工作中遇到知识或技能缺失、存在疑惑等问题时,常无适宜的方式进行再学习。这造成学生综合职业能力的提升遇到障碍。学生迫切需要一种既能有效利用闲暇时间,又能适切学习环境和学习困惑的课程模式,满足在工作场所学习过程中的学习需求。
2.3 树立顶岗实习课程建设教学理念
高职市场营销专业顶岗实习课程建设应以课程共建、共享为目的,以互联网和移动互联网为建设载体,以信息化技术为实现工具,以教学资源、教学管理、教学方法、教学手段等为基本建设内容,以提升人才培养质量为最终目标。[2]
2.4 明确顶岗实习课程教学目标
确定校企共融开展顶岗实习教学的教学模式;培养学生综合职业能力和岗位技能;为区域经济发展输送高技能人才。三者共同构成高职市场营销专业顶岗实习课程教学目标。
2.5 设计顶岗实习课程教学实施方案
(1)打造便捷、高效的课程学习环境。为便于顶岗实习期学生在不同时间、地点进行学习,通过打造信息化教学平台,建设碎片化、微型化、可组合的信息化教学资源,为学生提供便捷、高效的学习环境,提高学生学习体验。
(2)构建教学共同体。因顶岗实习课程教学的特殊性,由学校、企业,顶岗实习学生组成教学共同体来承担顶岗实习课程教学任务。其中以企业导师为主导,提出课程建设的要求和整体构想,负责分析相应职业岗位的典型工作任务,进而对完成典型工作任务所需的知识、技能和素养进行提炼。以学院导师为教学主体,由学院组织“双师双能型”教师组成“学院导师团”,依照教学规律,将不同职业岗位上所需的知识、技能和素养进行汇总、归纳,构建不同的教学项目,制定详细的课程教学大纲和教学手册,并进一步开发和组合相应信息化教学资源,最终通过信息化教学平台进行教学。学院导师还需在学生轮岗实习后,根据企业导师的实习评价意见,综合分析学生综合职业能力形成过程中存在的问题,借助信息化教学资源,进行准确示范和针对性训练,开展对学生综合职业能力培养的补差性教学。顶岗实习学生依据其在实习岗位上的工作经历和经验,制作实景教学视频,供具有相同或相似实习任务的学生进行学习和借鉴。[3]
(3)设计教学模块和教学项目。依据营销职业岗位所需职业能力和职业素养,经过开发,形成能力本位的、灵活选择的高职市场营销专业顶岗实习模块化项目课程体系,具体教?W项目如表2所示。
其中,营销礼仪与客户沟通、营销职业道德设为必选模块,市场调研与预测、产品推销、客户服务、营销策划为任选模块,每位学生根据自己的实习岗位和轮岗顺序灵活选择相应课程模块和教学项目进行学习。
(4)有效开发和组合信息化教学资源。顶岗实习课程应符合实习学生的学习规律,便于在工作场所进行短时间的学习。因而精准开发和有效组合相应信息化教学资源,便于学生基于互联网和移动设备完成学习成为必然。同时,由于学生实习工作环境和岗位具有差异,面对不同工作任务所产生的学习需求不同,学院导师和企业导师在课程教学资源建设中应对课程资源进行标准分类,制定课程资源内容特征说明和资源间的关联信息,改变目前信息化课程资源组织结构杂乱无章,教师、学生难以有效检索和利用的现状。[4]
(5)构建全过程的立体考核评价机制。市场营销专业顶岗实习课程应借助信息化技术对考核内容进行加工处理,结合顶岗实习课程教学模式和学生学习方式,进行全过程、标准化、灵活的考核评价。采用学院导师评价、企业导师评价、学生自评结合,项目考核、岗位考核、阶段考核结合,过程考核和综合考核结合、教学考核和工作考核结合的立体考核评价机制,确保顶岗实习高质量完成。[5]
关键词 : 微型化学实验,绿色化学实验,中学化学,
Abstract: Based on the sustainable development strategy and the concept of green environmental protection,this paper introduces the research background,general situation and research progress of micro chemistry experiment. Combined with the new curriculum background of middle school teaching,the problems existing in the promotion and application of micro chemistry experiment are deeply discussed. Miniature chemistry experiment can not only enhance students′ practical ability,but also cultivate students′ strong interest in learning.
Keyword: micro chemical experiment; green chemistry experiment; high school chemistry;
在微型化学教学改革的大潮中,微型化学实验的改革和发展已经成为人们十分重视的热门话题。二十世纪80年代美国化学家Mayo对微型化学实验的概念进行了界定,即用尽可能少的化学药品与试剂获取所需要的化学信息与原理的实验技术[3]。在我国,关于微型化学实验的定义有以下几种:第一种认为微型化学实验是为了减少消耗和化学污染而发展起来的一种化学实验的新方法;第二种定义是在微型化的仪器装置中进行的化学实验,其试剂用量比对应的常规实验节省90%以上,该概念是由我国周宁怀教授提出来的;第三种认为微型化学实验是在专门设计的微型仪器中进行的化学实验,在不影响化学实验结果的基础上,用尽可能少的试剂来获取化学信息的实验方法与技术。根据概念一般从其本质属性和种类进行界定的原则,我们认为第三种概念相对来说比较准确。
微型化学实验遵循现代可持续发展理念,在实验过程中不仅试剂用量少,安全环保[3],而且可以使实验在较短时间内完成,保证了化学实验的次数,对于培养学生的实验素质和科学素养有着重要的作用[4]。当前,微型化学实验还处在不断尝试和探索中,在日常教学中的应用还比较少,且中学化学实验教学被忽视的现象越来越严重,尤其是重化学理论而轻化学实验,重化学实验结果而轻化学实验过程的现象普遍存在。另外,微型化学实验不仅能提高学生实验技能,还能激发学生的学习兴趣,更好地帮助学生理解和掌握有关的化学知识,提高学生的科学素养和创新意识。因此微型化学实验的推广迫在眉睫。
高中微型化学实验就是把微型化学实验的理念应用于高中化学实验中,其优点是仪器微型化,药品用量少;学生有较大的自主发挥空间,能促进学生自主学习,主动地发现问题、设计实验、观察实验。概括起来,微型化学实验设计应遵循科学性[5]、安全性、可视化[6]、简便化[7]、可操作化、趣味性[8]、探究性实验原则。
1 、微型化学实验设计案例——铜与硝酸反应的微型化实验
在中学化学实验教学中铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应是中学化学经常使用的演示实验,其能让学生通过实验现象分析和得出实验结果认识化学物质的本质,理解不同浓度硝酸的氧化性,但是该反应会分别产生有害气体NO2和NO,进而污染空气[9]。目前,对该演示试验的微型化设计已经有大量的报道,但是均存在着一些不足,比如(1)实验装置的安全性差;(2)实验反应速率难以控制;(3)实验尾气随意排放,污染环境。
针对以上缺点,我们对铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应的微型实验装置进行改进,有效地提高了学生的环境保护意识和动手能力,进一步加强了学生科学素质教育[10]。
1.1、 实验原理
1.2、 微型实验设计思路
在经典的铜与硝酸反应中,会产生大量的有毒气体NO2和NO,但是无色的NO气体不易观察,且它们均严重污染环境。我们设计串联反应装置,通过一次实验,就能够了解不同浓度硝酸的氧化性大小,且通过中和反应有效除去反应中产生的有毒气体。基于此,我们采用特制U型管作为反应装置,尝试使用医用注射器在反应中加入硝酸和氧气,简化实验装置,反应结束后,使用医用注射器向反应体系中注入氢氧化钠溶液,除去有毒尾气,且中和了反应废液稀硝酸,防止环境污染。上述U型管内发生如下反应[11]:
1.3 、微型实验装置设计(图1)
图1 微型实验装置设计
1.4、 实验仪器和药品
实验仪器:特制U型管1支,注射器(带针头)2支,橡胶塞2个,烧杯。实验药品:等量的铜片2块,浓硝酸,稀硝酸,NaOH溶液。
1.5 、实验步骤及现象
(1)首先检查装置气密性。
(2)将等量的铜片分别置于U型管底部和医用注射器中。
(3)排干净医用注射器内的空气,再吸取浓硝酸,快速将医用注射器针头插在输液管上,仔细观察铜片表面,会产生大量气泡,并且随着反应进行气泡会逐渐加快,红棕色NO2气体很快充满U型管大端部分,同时医用注射器内溶液由无色变为蓝绿色硝酸铜溶液。这个反应现象是由于铜片与浓硝酸发生了反应,产生了大量的NO2红棕色气体和蓝绿色硝酸铜溶液。小心用手摸医用注射器管壁,会发现烫手,说明该反应是放热反应。
(4)随着红棕色NO2气体不断向U型管内水中溶解,观察到U型管大端液面向上缓慢升起,U型管大端红棕色NO2气体变浅,这表明3当量的红棕色NO2气体与水发生反应,生成了稀硝酸和1当量的无色NO气体,这不但使得U型管大端的压强变小,而且生成的无色NO气体稀释了U型管大端的红棕色NO2气体。另外,U型管底部的铜片表面不断出现小气泡,无色液体逐渐变成蓝绿色溶液,且U型管小端液面缓慢下降,但U型管小端液面上部仍然保持无色,这表明红棕色NO2气体与水反应生成的稀硝酸与铜反应,生成了无色的NO气体和蓝绿色硝酸铜溶液。相关反应式为:[12]
(5)5 min后,U型管小端的无色NO气体浓度增大;将另一支充满大部分空气的医用注射器插在橡皮塞上,拉动活塞吸气,仔细观察医用注射器内气体的颜色,发现其逐渐变为红棕色,这说明U形管小端的无色NO气体与空气中氧气反应生成了红棕色NO2气体。
(6)第一支医用注射器内再吸入氢氧化钠溶液,发现注射器内有蓝色的沉淀物生成,这表明蓝绿色硝酸铜溶液与无色氢氧化钠溶液反应,生成了蓝色的氢氧化铜沉淀,反应式如下:
(7)实验完毕后,用注射器向上述U型管内注入无色氢氧化钠溶液,发现U型管内有蓝色沉淀物生成,表明稀硝酸首先和铜反应生成的蓝绿色硝酸铜溶液继续与无色氢氧化钠溶液反应,生成了蓝色的氢氧化铜沉淀。
1.6、 微型实验设计反思与评价
上述微型化学实验比常规化学实验操作更加简单方便,反应时间缩短,反应过程中有害气体易控制,杜绝环境污染,趣味性强,实验现象明显,具有如下优点:
(1)该实验装置整体密封,将这一反应体系的有毒气体限制在实验装置内,处理有毒尾气方便、简单、安全,从而提高学生的环保意识。
(2)化学实验仪器操作简便、微型化,大大减少了化学实验试剂的量,从而节约化学实验药品。
(3)该实验装置使学生观察实验现象简洁而方便,学生更加容易理解实验原理,激发学生的兴趣,提高学生的主动思考意识。
(4)实验结束后,废弃液的处理方便,能够使用氢氧化钠充分吸收,防止环境污染。
(5)实验过程可靠性强,安全性高。
2、 结论
微型化学实验过程中始终贯穿绿色化学思想,有效实现“小剂量实验、节约资源、减少环境污染、降低实验成本”,是对中学化学中定量实验的改革与发展,在化学教学与应用中具有不可忽视的作用。积极倡导教师开展和推广微型化学实验,可以有效增强师生对环境的保护意识,不断提高学生的综合素质。微型化学实验简单易行、安全可靠、趣味性高、实验现象明显,极大地提高了学生参与实验的积极性,培养了学生的动手能力和实验技能;实验快捷,验证简单,学生可以人人动手做实验,改变“一人做,多人看”的局面,便于学生的自主探究;学生亲手体验科学研究,激发其学习化学的兴趣,强化其科学探究的意识,促进其学习方式的转变,培养其创新精神和实验能力。
参考文献
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C语言实验报告《数组》学号:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 日期:__________指导教师:__________ 成绩:__________实验三 数组一、实验目的1、掌握一维和二维数组的定义、赋值和输入输出2、掌握字符数组和字符串数组的使用3、掌握与数组有关
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C语言程序设计实验报告实验名称 计算出1000以内10个最大素数之和 实验目的 1、熟练掌握if、if…else、if…else if语句和witch语句格式及使用方法,掌握if语句中的嵌套关系和匹配原则,利用if语句和switch语句实现分支选择结构。
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微生物学实验报告实验名称:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动一、实验目的1.初步掌握高倍显微镜的使用方法。2.观察高等植物的叶绿体在细胞质基质中的形态和分布二、实验原理高等植物的叶绿体呈椭球状,在不同的光照条件下,叶绿体可以运动,改变椭球体的方
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生物实验报告《观察植物细胞的质壁分离与复原》一、实验目的1. 初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法。2. 理解植物细胞发生渗透作用的原理。二、实验原理当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶 液中,使细胞壁和原生质层都出现一定的收缩。
生物实验报告《观察植物细胞的有丝分裂》一、实验目的1.观察植物细胞有丝分裂的过程,识别有丝分裂的不同时期。2.初步掌握制作洋葱根尖有丝分裂装片的技能。3.初步掌握绘制生物图的方法。
生物实验报告《比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率》一、实验目的1.初步学会探索酶的催化效率的方法。2.探索过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低。二、实验原理新鲜的猪肝中含有过氧化氢酶,Fe3+是一种无机催化剂,它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧三、材料用具新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨
初一生物实验报告实验 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用一、实验目的1. 初步学会探索酶催化特定化学反应的方法。2. 探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
生物实验报告实验 生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定一、实验目的初步掌握鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。二、实验原理1.还原糖的鉴定原理 生物组织中普遍存在的还原糖种类较多,常见的有葡萄糖、果糖、麦芽糖。
初三化学实验报告实验步骤 (1) 在试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管; (2) 加热实验(1)的试管,把带火星的木条伸入试管; (3) 在另一支试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液,并加入2g二氧化锰 ,把带火星的木条伸入试管; (4)
化学实验报告《CCl4把溶于水里的Br2萃取出来》1、实验目的:CCl4把溶于水里的Br2萃取出来 2、实验仪器和药品:分液漏斗,铁架台(带铁圈),溴水,CCl4 3、实验步骤:] 您正浏览的文章由DIYIFANWEN.COM(第一·范·文网)整理,版权归原作者、原出处所有。
化学实验报告《从锈水中蒸馏出蒸馏水》1、实验目的:从锈水中蒸馏出蒸馏水 2、实验仪器和药品:酒精灯,蒸馏烧瓶,铁架台(带铁圈),冷凝管 3、实验步骤: 装配仪器,加锈水和少量沸石,加热,接通冷凝管处的冷水,收集液态水,蒸馏完毕,应先停止加热,然后停止通水,拆下仪器 4、实验记录
中学化学实验报告1(1)向容器内通风(2)使用催化剂减缓反应速率 2(1)反应容器的选择(2)反应容器的气密性 二选择其他实验方法例如在大烧杯的竖向不同高度分别放两支点燃的蜡 烛(烧杯口不封闭),向烧杯中缓慢倒入二氧化碳气体,下面一层的蜡烛先熄灭说
高中化学实验报告1 (1)称取4gNaOH,5.85gNaCl (2)用量筒量取适量蒸馏水 (3)置于烧杯中搅拌溶解冷却 (4)用玻璃棒将液体引流到1L的容量瓶中 (5)再用蒸馏水洗烧杯,再引流到容量瓶中 (6)用胶头滴管定容 (7)盖上容量瓶盖子,上下摇晃,混合均匀即
化学实验室规章管理制度1.化学实验室必须保持安静,不得大声喧哗、嬉笑、打闹。 2.保持实验室的清洁、整齐,不随地吐痰,实验室中的废纸、火柴等必须放在指定容器中,实验完毕后按教师要求清洗仪器,做好各项清洁工作,仪器、药品安放整齐,桌面、地面保持整洁。
化学实验室规则1、根据理论与实践统一的原则,实验前要预习,明确实验目的和实验方法。 2、遵守纪律,准时上课,对号就位,保持安静,注意安全,听从指导,注意节约。 3、要正确操作,仔细观察,积极思考问题,及时做好记录。
初中化学实验报告2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2[此有一个箭头表沉淀]+Na2SO4 氢氧化钠溶液和加入硫酸铜溶液反应成氢氧化铜沉淀和硫酸钠 Cu(OH)2=[等号上面写上条件是加热,即一个三角形]CuO+H2O 氢氧化铜沉淀加热变成氧化铜和水实验报告: 分为6个步骤: 1):实验
化学实验报告《密度=质量除以体积》烧杯质量为M 加水后测量质量和容积 测得质量减去烧杯质量就是水的质量 记录若干组数据 在坐标纸上取点 连线 坐标系横坐标取体积 纵坐标取质量 各个点接近在一条直线上 而线的斜率就是水的密度物理实验报告 ·化学实验报告 ·生物实验报告
怎么写化学实验报告1.实验目的 2.实验原理 3.产物(原料)的物理常数 4.试剂浓度 本文由第 一·范 文 网WWW.DiyiFanwen.Com整理,版权归原作者、原出处所有.../5.实验装置图 6.实验步骤 7.数据记录与处理 8.实验讨论与回答思考题
高二化学实验报告1实验目的:探究醋酸能否与碳酸钙反应 2实验器材:食醋适量,带有水垢的热水瓶 3实验步骤:A将适量醋酸倒入有水垢的水瓶中 B振荡并静置一会,使其充分反应 C打开瓶塞,(现象)发现水垢消失,即水垢中的碳酸钙能与食醋中的醋酸反应,被溶
化学实验报告的格式1.实验题目 编组 同组者 日期 室温 湿度 气压 天气 2.实验原理 3.实验用品 试剂 仪器 4.实验装置图 5.操作步骤 6. 注意事项 7.数据记录与处理 8.结果讨论 本文由第 一·范 文 网WWW.DiyiFanwen.Com整理,版权归原作者、原出处所有.../9.实
化学实验报告《排水集气法》实验名称:排水集气法 实验原理:氧气的不易容于水 仪器药品:高锰酸钾,二氧化锰,导气管,试管,集气瓶,酒精灯,水槽 实验步骤:①检----检查装置气密性。
化学实验报告《食用碱和醋会不会产生化学反应》1.实验目的 探究食用碱和醋会不会产生化学反应 2.实验原理 食用碱是碳酸盐,醋是乙酸,根据强酸制弱酸原理可以反应 3.所需试剂及器材 食用碱(碳酸钠) 食醋 试管 4.实验步骤 取食用碱少量加入试管中,再滴入食醋若干滴 5.实验现象及结论
化学实验报告《观察铁钉生锈的过程》1,生锈,但不严重,水中溶解有一定的空气,金属铁在潮湿的空气中生锈; 2,不生锈,只有水,但是没有空气; 3,生锈,最严重,水和空气都很充足; 4,生锈,较严重,空气中有一定量的水蒸气。 蒸馏水中的铁钉生锈速度最慢。
化学实验报告化学是一门以实验为基础的学科。化学上的许多理论和定律都是从实验中发现归纳出来的。同时,化学理论的应用、评价也有赖于实验的探索和检验。虽然到了近代乃至现代,化学的飞速进步已经产生了各种新的研究方法,但是,实验方法仍然是化学
中学物理实验报告物理实验的学习步骤和方法 中学物理实验是培养学生科学的观察、实验能力,科学的思维、分析和解决问题能力的主要课程之一。正向李政道先生所说的那样:“教物理重要的是让学生懂道理……”根据中学物理教学的目的和教学大纲的基本要求,在
什么是实验报告及实验报告怎么写把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。 实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。
[关键词]:化学实验;启发―探究
化学教育与化学研究是密不可分的。化学实验是化学教学的基础。早期的化学家都出自于化学实验室,通过不断的探索研究实验发现新元素或者新现象。由此可见实验对于化学教学的重要性。实验在化学学科教育教学活动中占据着无可比拟的地位。
一、国内高中化学实验教学现状
我国自80年代开始注重化学实验教学改革活动。化学实验教学有了一定发展。教育部于2001年又开启了一轮新的课程改革,于2003年针对化学教学颁布了《高中化学课程改革纲要(试行)》,引导学校与教师采用探究式教育教学。但是基于各省各地区经济发展情况不一,相应的化学实验教学情况也有较大的偏差。经济情况对化学实验条件有决定性的影响。化学实验条件薄弱的情况多存在于经济欠发达地区。实验条件是学生掌握实验、探究实验的硬性条件。教学者与学习者对化学实验理念的理解,对化学实验的认识是化学实验条件的软件条件。即使学校有再好的实验器材与实验环境,这些得不到领导、教师与学生的重视,也会影响实验教学成果,导致化学实验室成为应试教育的摆设。
国内化学实验教学现状不容乐观。教师把“画实验”“背实验”作为实验教学的主要内容,重视演示实验。造成学生需要较长的时间理解实验,或者死记硬背实验,只获得较少的自己动手实验的机会。甚至有的高中存在学生甚至没有获得过化学实验机会的现象。化学实验类型单一也是化学实验教学硬伤之一。验证性实验成为实验主导。化学实验内容缺乏探究性实验,忽略学生创新能力与探究能力的发展。
二、“启发-探究”式教学的应用
1.探究式教学的定义
探究式教学是指,教师为学生创造与学术研究相类似的学习情境,鼓励学生通过自主探索研究,获得探索精神、发现问题、解决问题的能力,从而获得更多的化学知识。“启发―探究”式教学理念是以“学生为主体”为基础,体现了素质教育的特点。探究式教学强调了培养学生自主学习能力,强化探究性学习在学生学习过程中的作用。
2.“启发―探究”式教学的应用意义
传统的示范教学方式,利于培养学生基本操作能力,与背实验的能力。不能提供给学生更多的亲自动手实验的机会,无法培养学生实际操作能力。示范教学方式倡导的是,教师示范,学生模仿。此种教学方式忽视学生的综合素质全面发展,影响学生的创新能力与自主学习能力。“启发―探究”式学习,为学生带来更多的实际操作机会。老师负责“启发”,学生“探究”,利于形成良好的课堂氛围。学生在良好的课堂氛围中,可以感受到化学科学的力量。化学实验并不是教材上的几个简单化学方程式,只需要学生死记硬背即可。学生要加强动手能力,探究化学世界。
2“启发―探究”式教学的应用要点
化学实验强调的是学生的主体地位,形成自己独特的特点。化学课程应该为学生提供更多的类型丰富的学生实验,鼓励学生自主动手完成实验,培养学生的创新能力与探究能力。实验手段也要体现现代化,为学生进行化学实验创造良好的实验环境。教师“启发―探究”式教学不能盲目应用与教学活动中,需要注意一下几点:
(1)树立“启发―探究”理念。教师要摒弃传统实验教学方式,构建探究型教学方式。以启发为主,鼓励学生探究问题、解决问题,发展学生的创造与创新思维。
(2)发挥教师示范作用。教师在教学活动中起着重要的引导作用,其一举一动都会对学生产生影响。为给学生传授更多知识,起到良好的“示范”作用,教师要多收集材料,多学习个方面的知识,提高自身文化素养。
(3)建立探究氛围。将学习问题转化为学生感兴趣的话题,让学生乐于探究结果。根据教学内容,设定特定的探究氛围,把需要解决的问题埋设于特定探究氛围中,激发学生学习积极性与探究兴趣。通过教师设定的实验情境的影响,激发学生求知欲。为获得更多的知识,而主导参与到实验过程中。比如说,教师可以生活中的含碘盐为例。鼓励学生去探索,标着含碘盐的食盐到底含不含碘元素。这一探究问题,既结合学生的实际生活,又让学生掌握碘元素的检测方式。
(4)汇总资料。为学生多多收集材料,让学生多接触实验内容。同时也可以对培养学生信息处理能力。教师为学生提供参考资料或书籍后,学生可自行从中获得与实验有关的知识。
(5)鼓励学生提前做出假设。学生了解实验有关内容与有效信息后,根据老师提出的问题,制定出具体可行的实验方案。做出假设与制定实验方案即利于加强学生之间的交流,也利于加强学生的团队合作精神,当然最重要的是开拓了学生的思维,提高其思考能力。教师针对不同学生的设计,找出不同方案的优点与缺点,指导学生做出正确的实验方案。
(6)实验是培养学生实际操作能力的唯一方式。它利于培养学生尊重科学结果,根据实验数据实事求是,养成积极探究的学习习惯。教师可以根据教材实验内容选择实验参与机会。若是小实验,那么可以采用“讲解方式”,为学生展示实验过程与实验结果。随机选取两名同学上讲台,进行实验操作,增加实验直观性。但若是大实验,则需要学生参与到实际操作中。带领学生到化学实验室,进行相关操作。学生实际操作之前,教师一定要规范学生动作。避免实验危险。
三、结论
“启发―探究“式教学是一种教师起着主导作用,学生发挥主体作用的教学方式,可以体现在多个化学实验教学中。此种教学方式利于教师引导学生掌握正确的实验原理,开拓学生思维,鼓励学生做出假设,提出实验方案,又可以规范学生实验操作动作,指引学生进行定向观察,及时解答学生提出的问题,发现并指出学生实验操作中的问题。实验结束时,学生可结合实验事实与实验假设,进行实验总结。“启发-探究”式教学可以培养学生发散性思维与创造性思维,充实学生获得知识的过程,突出学生的主观能动性,帮助学生形成良好的学习习惯与探究习惯。真正体现了“教为主导,学为主体”的教学思想,并将此教学思想灵活地运用在教学方法中。社会的不断发展,导致其对教育教学产生不同的需求,教师要灵活应对社会需求,寻求更适合社会发展趋势的教学方式,为祖国教育事业的发展,贡献自己的力量。
参考文献: