浅析“微型实验”在生态化学构建中的妙用

浅析“微型实验”在生态化学构建中的妙用

韩少华丁万山山东省寿光市洛城街道留吕初中262734

微型化学实验的试剂用量比常规实验节省90%左右,体现化学科学发展的趋势,符合可持续发展战略和科学发展观的要求。

沈家骢院士曾题词:“化学实验的微型化是实验教学的新发展。强化实验训练,节约试剂,减少污染,一举多得,值得推广。”由此,农村背景下从微型化实验入手,寻找实验药品、实验装置的代用品、创新综合性实验等实现了化学实验的生态化,使我们达成环保、经济与教学效益的双赢。

其具体操作如下:

一、用足微型仪器,激发探究欲望

微型实验既在微型化的仪器中(如点滴板、井穴板注射器、多用滴管、分叉管、三通玻璃管……)进行化学实验,它作为一种化学实验的新方法、新技术,微型化学实验具备两个突出特征:一是实验中试剂用量很少,二是在微型化的仪器装置中进行化学实验。它以在物质的上“减量、循环、重利用”等原则,大幅度地降低原料试剂的用量,缩短反应时间,实验现象更易观察,同时,减少了化学反应对环境的污染,有极好的教学效果。既安全又节省,实验教师可更放手地采用开放型和探索型的实验教学方式。

如在学习碱的性质实验中,教师只用四只滴瓶分别盛放氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、石蕊试剂、酚酞试剂,在点滴板上对碱的性质进行探究,让每位学生动手做、用心观察,进而对比归纳,既节约实验经费和实验时间,而且还能培养学生的节约意识和环保意识,激发学生的学习兴趣。

对同一实验课题,还可设计几种不同的原料或几个不同的用量,由学生选做。如过氧化氢制取氧气的实验中,可使用微型试管,在相同的环境下,使用等质量的二氧化锰、四氧化三铁、氧化铜、马铃薯、红砖粉等不同的催化剂制取氧气,研究催化剂的种类对化学反应速率的影响。微型实验改变了过去那种实验内容和实验要求过于统一的格局,充分地调动学生的学习积极性,使他们在主动探索的气氛中,做好微型化学实验。

二、整合微型装置,激活创新意识

以常规实验的微型化为切入点,尽可能将常规实验微型化延伸到微型实验的系列化,会极大地推动农村实验教学的革命性发展。

如:氢气的制取与性质实验是初中考试评价中的增补内容,在长期的教学中,我对其进行整合,并进行了多年的操作与改进,逐步形成了(如图示)氢气还原氧化铜实验的简易综合装置图,其中具支试管(一种带有侧管的试管)底部装有稀硫酸和锌粒,铜丝下端弯曲成螺旋状,上端带有单孔橡皮塞,侧管用于导出气体。

实验操作步骤如下:

(1)先将锌和稀硫酸加入到具支试管中,使之反应产生氢气。

(2)检验氢气的纯度。

(3)用酒精灯加热铜丝下端。

(4)迅速把铜丝伸到具支试管内液面上方。

当然,诸如此类的整合还有很多,如在制取H2并还原氧化铜的的微型实验装置。同常规化学实验相比,微型化学实验在节省化学药品、减少实验开支的同时,绿色循环实验的开设有效地引导学生全方位树立环保、循环经济以及绿色化学意识。

三、用活替代品,提升环保意识

“STS”是当前化学发展的必然趋势,化学学习充分体现了化学来源于生活,服务于社会,与环境密切相关的理念。

微型仪器来源广泛,只要引导得当,学生可以从生活中寻求药品的代用品,可以做到人手一套,大大激发学生进行化学实验的兴趣。

如我们身边的生活废弃物(如废铜烂铁、旧电线、废干电池、废银液、废铝箔、牙膏壳、牛奶瓶铝盖、矿泉水瓶、塑料药片板、眼药水瓶等),可将它们通过化学的方法进行转化、制备、提纯、再利用。例如:从废干电池可得到纯锌、氯化铵、二氧化锰、铜、石墨等,锌可用于实验室制备氢气及各种锌的化合物,二氧化锰可用于实验室制备氯气,废电池上的石墨用做电解池的电极,氯化铵用于实验室制备氨;用鸡蛋壳代替碳酸钙制备二氧化碳;用废热水瓶胆制硝酸银溶液。还可通过开展化学课外实验、家庭小实验、研究性学习等活动,使全体学生行动起来,将周围的废物利用起来,达到变废为宝,净化环境、绿化家园之目的。同时,让学化学的每一个人都感受到,我们的周围无废物存在。

通过开展微型化学实验,让每位学生体验了实验的快乐与获取知识的过程,极大地激活了学生的探究欲望与学习兴趣,改变了学生在化学实验中的地位,由“看客”变成化学实验的参与者,学生学习质量明显提升。同时培养了学生的创新能力和环保意识,增强了学生的主人翁责任感,提升了学生的综合素养。

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