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高三化学复习中引入实验的必要性探析论文

时间:2022-10-08 07:23:08 化学毕业论文 我要投稿
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高三化学复习中引入实验的必要性探析论文

  实验是化学学科的基础和灵魂,一切的化学知识和原理都来自于实验,化学实验最能激发学生学习兴趣,培养学生的探索精神,提高学生学习积极性,提升学习效率。但进入高三后,学生的学业压力加大,学习负担加重,教师不愿意、不敢把时间用于课堂实验,就连实验复习也仅仅停留在纸上,就题讲题,实行“空对空”教学。学生对实验现象、原理、规律的理解与掌握只能靠记忆,对实验过程中出现的一些意外现象表现得不知所措和无所适从,思维狭隘,对全新情境下的问题缺乏必要的分析技巧和分析能力。

高三化学复习中引入实验的必要性探析论文

  一、课堂引入实验必要性分析

  (一)重现实验现象 回顾所学知识

  有些高中化学课堂实验是一次性的,因出现频率不高,造成学生对实验现象或者实验原理印象不深刻。笔者有一次提问学生重铬酸钾的颜色是什么,班级中竟然一半以上的学生不知道或不确定,因此有必要梳理那些冷门的、学生比较容易遗忘的实验,在高三课堂上再让学生重做一次,引起学生回忆,加深实验印象。如笔者对2015届高三毕业班重做表1中的前6个实验,对部分学生重做表1中的全部实验。

  (二)熟悉使用一些新装置、新仪器

  高三习题中,常出现一些比较新颖的仪器,如各种形状的冷凝管、恒压漏斗、分水器等。试题常常要求学生分析仪器的工作原理及在实验中所起作用。但由于学生对仪器认识不够到位,对功能的描述也无从下手。如常见的冷凝管有三种:直形、球形和蛇形。实验中只出现过直形一种,如图1的蒸馏实验。那么球形和蛇形冷凝管与直形的区别在什么地方?有什么优点?能否在蒸馏实验中使用球形和蛇形冷凝管?要回答这些问题,必须要让学生“眼见为实”。看到实物,了解三种仪器的不同点,明确冷凝管用于液体或有机制备中,起冷凝或冷凝回流作用。从冷凝效果来说要增加气体在冷凝管中的停留时间,所以蛇形最好,直形最差;但从回流的效果来说,蛇形和球形会有一部分冷凝的液体滞留在冷凝管中,所以直形效果最好,获得产物产量和纯度最高。只有这样学生才可以知所然,无形中又增强了学生的分析和观察能力。又比如图2中是带有分水器的装置,在进行某些可逆平衡反应时,为了使正向反应尽可能进行到底,可将反应产物之一不断从反应混合物体系中除去,常采用回流分水装置除去生成的水。回流下来的蒸气冷凝液进入分水器,分层后,有机层自动被送回烧瓶,而生成的水可从分水器中放出去。又如图3、4是带有恒压漏斗的反应装置,为什么在实验中要用?有什么优点?教师可以分析功能和原理,但不能一味地在黑板上讲实验。要充分利用学生的好奇心,及时地将新装置、新仪器带进课堂,通过教师的演示实验,转化为工作原理的理解,引领学生深度学习、深度思考。

  (三)剖析规律与原理 解决日常练习中的疑惑

  “老师,压缩二氧化氮的时候颜色真的是先变深后变浅的吗?这个能看得清楚吗?”“过氧化钠与水反应后有过氧化氢是真的吗?”“二氧化氮氧化性强,它能支持燃烧吗?”课后总有一些学生对练习中碰到的问题提出疑问,虽然有些问题可以用原理或者规律加以适当的推导而得到解决,但确实也存在一些教师“以权压人”的情况。每每讲不清道不明时甩出一句事实就是这样的“霸王条款”。高三复习中会出现较多与实验相关的练习,这时的学生已经对化学有了较全面的认识和理解,对问题更有自己的想法和见解,此时只能以理服人,必要时可以用实验来证明。有些化学实验本身并不复杂,现象也比较明显,从实验中获得的结论更加有力,更加能让学生信服。如最让学生与教师头疼的气密性检查。学生总是答不好,答不全。一方面需要给学生梳理各种类型的气密性检查,但更重要的是要让学生知道他为什么是错的。

  如检查图5所示装置气密性。

  学生方案一:往长颈漏斗中加水,水不滴下,则气密性好。

  学生方案二:关闭K,往长颈漏斗中加水,水不滴下,则气密性好。

  学生方案三:关闭K,往长颈漏斗中加水浸没漏斗底部,并在长颈漏斗内形成液柱。

  学生方案四:往长颈漏斗中加水浸没漏斗底部,关闭K,并在长颈漏斗内形成液柱。

  学生方案五:K活塞连接有乳胶管的导管,并伸入水槽中,微热试管,导管有气泡, 冷却后有稳定液柱。

  学生方案六:先液封漏斗底部,K活塞连接有乳胶管的导管,并伸入水槽中,微热试管,导管有气泡,冷却后有稳定液柱。

  在实际的课堂演示实验中,学生可以看到关闭K后,水是可以滴下的,但不能浸没漏斗底部,若长颈漏斗没有液封,K后连乳胶导管,加热后不能形成稳定液柱。针对这一实际情况,可以借机展开讨论,方案为什么不严密,原因在哪里?通过学生的沟通与交流,加上教师的引导与点拨,让学生体会到化学实验的严谨和科学,方案设计中可行性、科学性是开展实验的前置条件。

  二、高三复习中引入实验的注意点

  高三处于冲刺阶段,课堂实验的引入应该为主题服务,有利于学生理清原本混乱的知识,形成完整的知识体系,有利于学生拓展知识视野,学会全面看问题;有利于学生分析能力的提高,增加学生随机应变的能力。因此在高三复习中的课堂实验或者学生实验有必要注意以下几点。

  (一)注重实验的基础性 有利于学生知识的构建

  实验中的原理、试剂和装置应该立足课本,能在课本上获得原型。但接地气的实验,当然不是简单的重复,或者没有目的的简单重复。

  案例:通过CaCl2和Na2CO3溶液制备CaCO3,如何确定已经洗涤干净CaCO3固体。

  沉淀的洗涤属于基本实验操作,但实际上在高中实验中基本不涉及沉淀的洗涤,更谈不上沉淀是否洗净这一命题。学生的答案多来自于教师口头讲解后的临时记忆,很容易遗忘,而且对于其中的一些关键词也不能很好地理解。为什么要取最后一次滤液?为什么不用钠离子和氯离子同时检验?为什么检验的是氯离子而不是钠离子?通过课堂实验对三次滤液检验发现浑浊程度依次变弱,明确为什么要取最后一次。

  (二)注重实验的拓展性 有利于学生知识的拓展

  高三复习阶段要提升学生分析和解决问题的能力, 实验是一个很好的载体,教师通过对实验装置、试剂等改变,发散、拓展课本实验,创设陌生实验情境,通过协作与会话,充分发挥主动性和积极性,通过具体的实验,获得验证。在巩固基本知识、基本原理的同时,提高学生接受、吸收、整合信息的能力。如氢氧化亚铁是一种白色沉淀,在空气中或含有氧气的水溶液中很容易被氧化而变色,难以观察到它的本来颜色。如何创设一个无氧的反应环境,教师可以积极组织学生展开讨论,优化实验装置,有选择性地进行课堂实验,让学生获得成功的乐趣。如笔者所任教班级所设计的实验装置汇总,如图6。

  (三) 注重引入实验的启发性 有利于学生能力的提升

  高三复习中会时常面对各种复杂的新问题,问题的设计可能是课本知识的自然延伸,也可能是拓展与提高,需要学生综合利用所学知识。在教学过程中要引导学生敢想、敢做、敢于尝试。教师也要挖掘素材,积极进行实验探究,加深学生对知识的深层理解,提升学生解决实际问题的能力和水平。如复习有关金属镁的知识时,镁与冷水不反应,与热水能反应的原因,一方面加热增加了反应速率,另外一方面是增加了Mg(OH)2的溶解度,不断促进反应进行。一学生提出:若在溶液中增加能促进Mg(OH)2溶解的溶质可以实现镁与冷水的反应吗?如镁条加入到NaHCO3溶液中,能有气泡产生吗?此时简单的理论分析比较苍白无力,对学生的说服力不强。为了满足学生的好奇心,发散学生思维,笔者组织学生进行如下实验,获得很多“意外”的实验现象。

  实验:将大小和长度相同的镁条分别放在不同浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液中。

  现象:反应的速率随浓度的增加而加快,与饱和NaHCO3及饱和Na2CO3溶液反应时,可观察到放入镁条均会迅速反应,产生大量气泡,并且产生气泡的速率NaHCO3溶液明显比Na2CO3溶液更快。放置1个小时左右NaHCO3溶液中有白色沉淀生成,放在Na2CO3溶液中的镁条表面变暗。放置2小时左右,再进行观察,Na2CO3溶液中也产生白色不溶物,但前者不溶物多一些。

  理论:NaHCO3溶液中存在如下平衡:HCO3-?葑H++CO32-、H2O?葑H++OH-;Mg和H+反应生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、CO32- 生成难溶物Mg(OH)2和MgCO3,则H+、OH-、CO32-的浓度均降低,促使上述两平衡均向右移动。所以,擦去氧化膜的镁条与饱和NaHCO3溶液反应时观察到:立即产生大量气泡。根据Ksp(MgCO3)=6.82×10-6,Ksp[Mg(OH) 2)]=5.61×10-12可知,当OH- 与CO32- 离子浓度相当时,可同时与Mg2+生成沉淀,生成难溶物可能是Mg(OH)2与MgCO3按一定比例混合而形成的固体物质。

  镁能与酸反应,但是镁与碱性物质的反应,学生不曾遇到过,更没有深入地思考过,如何摆脱思维的禁锢,提高思维的层次,多角度、多维度地看待问题?有启发性的探究实验可以实现有效的锻炼。

  为了提高学生对化学知识的掌握和巩固,提升在高考中的竞争力,不少教师常常采取加大解题训练的力度的方法。通常情况下,反复的解题训练确实会有效果,但学生长期超负荷学习会伤害他们的学习积极性,产生对学习的厌烦情绪,学习变得消极被动。学习效率低下,投入与产出不成比例,对学生的高三复习带来负面作用。在学生学习的低迷期、低落期、瓶颈期,教师完全可以借助实验来改变局面,实验能提供学生积极的情绪体验,在实验过程中学生会被实验现象所吸引,会产生对实验结果的期待,有时还会发生认知冲突,会引起对未知领域的探索,提升学习的原动力。高三课堂上适当、适量、适度地引入实验可以解决知识或者规律上存在的盲点,拓展认识面,增强解决问题的能力和信心,何尝又不是在提升学生的竞争力?

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