如何防止逆反应以收集足量的乙酸乙酯,关键在于加热时的方法,开始时用小火均匀加热混合物,目的是使反应物充分反应,然后集中加热提高温度,目的是使生成的乙酸乙酯迅速蒸馏出来,减少逆反应,这样可获得较多的乙酸乙酯。将蒸气经导管通入饱和碳酸钠溶液,用饱和碳酸钠溶液的目的可以减少乙酸乙酯在水溶液中的水解,同时可以除去未反应的乙酸,获得较纯的乙酸乙酯。这样演示时既引导学生视察现象又分析这样操作的原因,以达到预定的目的。
(2)注意实验的安全性。
化学实验最首要的要求是安全性,教师在实验时要仔细检查,严格遵守操作上的安全规则,对易燃、易爆、易中毒的实验更应特别重视,不可稍有疏忽,教师在演示时不但自己注意实验的安全性,同时要对学生加强纪律教育和安全教育。如做钠与水反应的实验时,一定要注意钠块的大小,注意钠表面氧化层的除去,否则氧化钠与水反应会生成氧气,钠与水反应会产生氢气,两者混合在一定的条件下有产生爆炸的危险性。如在演示制取氯气或硫化氢气体时要注意教室内的通风,实验完后立即将仪器移出教室。
(3)注意实验现象的明显性。
示教实验力求操作简便现象明显。如演示苯与苯的同系物性质比较时,甲苯与二甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色,而苯则不能。做好这个实验的关键是掌握好加入硫酸的量,若酸化时加入硫酸的量过少,苯与苯的同系物均不能立即使高锰酸钾褪色,若加入硫酸量过多,苯与苯的同系物均迅速使高锰酸钾褪色,我们经过反复试验采用3毫升(1∶5)的硫酸中滴入5滴05%的高锰酸钾,实验效果比较明显。又如做胶体溶液的渗析实验时,要用半透膜,我们改用鸡蛋壳或玻璃纸来代替,实验的效果亦较好。
(4)注意实验的示范性。
教师是学生模仿的榜样,教师的一举一动都对学生有很大的影响,因此教师的演示一定要规范,是做到熟练正确,有条不紊,从容不迫,所用仪器及桌上保持整齐清洁,对学生起良好的示范作用。教师对仪器的安装,试剂的用量,操作手续都要结合实验加以说明。如配制摩尔浓度溶液时,为什么要用量瓶来量溶液体积,而不用量筒。教师在演示配制摩尔浓度溶液后,总结出实验步骤;①计算,②称量(固体称重量,液体量体积),③溶解,④洗涤,⑤定容。这样总结后学生印象深刻,自己配制时就能按一定的步骤去进行。
(5)注意实验的启发性。
示教实验更容易体现教师的主导作用,实验不局限于验证所讲的内容,要结合教学内容启发学生积极思维。如做二氧化硫性质实验时,将二氧化硫分别通入①滴有酚酞的稀碱溶液,②品红溶液,③硫化氢溶液,④溴水溶液。根据实验现象,启发学生分析产生这些现象的原因,从而得出二氧化硫不但有酸碱的通性,而且既具有氧化性又具有还原性的特征。引导学生把观察实验现象和积极的思维结合起来,以达到不断提高教学质量的目的。
对于学生分组实验与示教实验中的一些简单实验,我们逐步用边讲边实验代替,但一些较复杂的实验仍需按分组实验进行。
学生分组试验
教学实践证明,学生独立完成分组实验,是培养学生熟练地掌握仪器使用、仪器的安装,实验的操作技能,亦能更好地巩固有关基础知识、基本概念和基本理论。实验前要求学生必须预习有关实验内容,并通过“问、做、记、写”四个环节来严格要求学生。
(1)问,为了使学生明确实验的目的性和对实验观察的效果,在实验前根据实验内容提出思考题让学生回答,以督促学生预习。如做中和热测定时提出①为什么大小烧杯之间要填充一些碎纸屑起什么作用?②实验中用强酸、强碱的稀溶液,为什么碱的溶液浓度略大于酸?③能否用硝酸代替盐酸,同氨水来代替氢氧化钠呢?为什么?通过提问让学生了解测定中和热的原理,为了测得准确在实验过程中防止热量的损失是关键。
(2)做,要求每个同学都动手操作,仔细观察试验的全过程。人们对事物的认识都是从现象开始,观察现象的能力是智力发展的前提,观察现象形成感性认识,激发思维进一步揭示矛盾,进行推理达到理性认识。有些同学观察现象时只注意到现象的一个方面,忽视了现象的另一方面。如做浓硫酸与金属铜反应时,在常温下不反应,当加热时立即有刺激性的二氧化硫气体生成,同学们只看到剧烈反应生成二氧化硫的一面,往往忽视铜与浓硫酸要发生氧化还原反应,铜被氧化生成黑色氧化铜这一现象,通过全面观察与分析,就会深刻认识到浓硫酸与金属反应为什么不是放出氢气而放出二氧化硫的本质。实验过程中,严格要求学生对仪器的正确使用,仪器的装配,仪器的拆卸都要按一定的操作步骤进行。
(3)记,实验过程中观察到的现象及测定的数据,要如实地记录下来,养成实事求是的科学态度。
(4)写,实验完后要当堂交实验报告,这是分析、综合、推理的过程,通过独立思考得到结论,对某些测得的数据要进行运算,所得结果再与理论值对照,分析实验中产生误差的原因,如何才能减少误差,这样通过分析综合,使学生获得的化学知识深刻、具体、难忘。
实验考核
为了解学生掌握实验操作的技能,我们实行对学生进行化学实验操作的考核,成绩作为学期考试成绩的一部分,采取抽签考试的办法,分期分批进行,两周内考完,每个同学只做其中四个实验。
1号考答①实验室制取氧气②称取一定量的胆矾加热,除去结晶水③配制5%Na2CO3溶液50克④鉴别三种白色固体〔Na2SO4、(NH4)2SO4、NH4Cl〕2号考答①实验室制取氨气②制取Fe(OH)3沉淀并进行过滤、洗涤③配制005MNa2CO3溶液250毫升④鉴别三种酸(浓H2SO4、浓HNO3、浓HCl)考核中反应出来的主要问题是①安装仪器的能力差,有些同学不是根据由下而上,再由左至右的一定顺序安装。如安装制氯气实验装置需要十多分钟才能安装好,速度慢。②过滤时不会将方形滤纸剪成圆形滤纸,不会折叠滤纸,不会洗涤沉淀,怎样才算洗净。③鉴别物质时设计方案不简便,实验时不知先后操作步骤。
鉴于这些情况,我们有必要加强化学实验课教学,以便使每个学生确实掌握化学实验的技能、技巧。
加强化学实验教学的途径与方法(四)
化学教学离不开化学实验,提高教学质量必须加强实验教学。而加强实验教学,必须从解决教师的思想认识入手,从提高教师的实验能力为突破口,有布置、有检查,解决教学中的疑难,调动广大教师的实验积极性,从而收到了较好效果。
开展演示实验竞赛农村中学的化学教师,有一部分不具备化学专业素养,实验操作能力亟待提高,为了促使化学教师们动手动脑,提高自身的实验水平,我们开展了化学教师演示实验竞赛。化学教师人人出台,一方面发现问题,另一方面促进交流。具体做法是:学期初公布竞赛时间及竞赛范围,平时我们利用听课、视导等机会以督促、检查教师们的准备情况,届时将化学教师集中起来进行竞赛。竞赛分预赛和决赛两轮进行,首先抽签分组,并排出前后顺序,当第一组参赛教师进入实验台各就各位时,再让他们选出代表,当众抽取具体的实验名称,然后,由服务人员迅速为他们配备实验用品,一切就序后,主持人宣布开始,每组的参赛教师同时做同一个实验,其他教师观摩,因实验项目相同,对比度十分明显。评审小组根据竞赛细则分别给分或扣分,评出小组第一名,各小组第一名参加决赛。对竞赛优胜者颁发奖品及证书,这一活动催人进取,逼人苦练,克服了部分教师平时做实验“照方抓药”的偏向。总结起来,主要有两点收获:(1)引进了竞争机制,强化了教师的竞争意识,极大地调动了教师的实验积极性。(2)发现了教师实验中存在的问题,在总结时及时进行了纠正,起到了“实验培训”的作用。
举行专题讲座解决实验疑难
化学实验是一项科学性很严谨的工作,每一个成功的实验,无论从操作要领,反应条件,实验现象都必须达到最佳水平。几年来,我们经过反复探讨,对教材中难度较大的实验,抓住其成功关键并探索出了一些常用实验技术数据。为了推动实验教学,我们举办了化学实验专题讲座,帮助教师解决实验中的疑难问题。例如:氢气还原氧化铜生成铜和水的实验,一般教师认为只要试管口有水珠出现,黑色氧化铜变成红色物质就认为实验成功了,而对生成物的红色应红到什么程度,很少有人提出疑问。我们讲评此实验时,向教师们展示两支演示过的试管,一支试管内黑色物质部分变成砖红色了,另一支试管内的物质部分变成紫红色了,让化学教师们议论,哪种现象说明实验成功,大家众说不一。其实生成物为砖红色说明实验失败,因为此时发生的是生成Cu2O的反应。氧化铜没有被还原成铜,其原因是反应温度偏低,只有生成物出现紫红色时才是实验成功的标志。用稀硫酸跟锌反应制取氢气的实验,硫酸的浓度和锌的纯度对反应速度影响很大。我们通过多次对比实验证明,硫酸溶液浓度为25%左右时反应速度最快,使用的锌纯度较高时反应速度较慢。若加入硫酸铜便可大大加快反应速度,经过进一步摸索,5克锌加入015克左右硫酸铜效果最好。
举办专题讲座,新老教师都有所获,明显提高了化学教师的实验成功率。
开展实验改革汇演
教材上设计的化学实验,在程序及方法上是经过千锤百炼的,有其特有的长处及优点。但是,具体到我们每一所中学,由于实验设备及条件所限,个别实验显得有点“高不可攀”,有的实验较繁琐,技术要求较高。因此,扬长避短,搞好实验改革,就更有其现实意义。我们根据化繁为简、时间缩短、效果明显的改革原则,群策群力,以老带新,以新促老,掀起了人人搞改革的热潮。根据我们的教学实际需要,每一学年都有布置、有重点,并责任到人,几个人一组,合攻一个实验。教研室化学教研员巡回指导,并在适当机会召开实验改革研讨会,由主攻小组介绍他们的改革方案,并进行现场表演,然后,大家进行评论,各抒己见,进行完善。例如:氢气还原氧化铜实验,我们进行了如下改革,用经灼烧氧化变黑的细铜丝取代粉末状氧化铜,将启普发生器的气体输出管用三通管分成两个支管,一个管通入盛有氧化铜的试管,另一个支管接上金属尖嘴管取代酒精灯。实验开始后,首先向试管内通入经验纯的氢气,过一会儿再点燃氢气灯,待黑色氧化铜丝被还原成紫红色时,可从试管内取出铜丝,观察到由紫红色又变成黑色,放回试管内一会儿,又变成紫红色,实验到此结束。这样改进后有两点好处:(1)将氢气的重要化学性质可燃性、还原性集中于一个实验,便于学生系统掌握。(2)将刚被还原的铜丝取出后立即重新被氧化,这一事实使学生对停止加热后继续通入氢气至试管冷却的做法体会十分深刻。
再如,采用不等臂杠杆测量二氧化碳比空气重,现象十分明显。具体做法是:将一细杠杆用绳子系住距一端1/3处悬挂起来,两头分别挂上用玻璃纸做的小圆桶,准备装二氧化碳的小桶底部打一小孔,并用胶布粘好,挂在力臂长的一端,在力臂短的一端小桶里加些细砂,将杠杆调平。实验开始后,向力臂长端的小桶里注入二氧化碳,由于用的是省力杠杆,灵敏度很高,因而这端明显的沉下去,说明二氧化碳比空气重。这时用手稳住小桶,将桶底胶布揭开慢慢放手,(注意只揭开小孔,而不能取下胶布)二氧化碳从桶底漏掉,过一会儿杠杆又恢复平衡,这一实验从正反两个方面证明了二氧化碳比空气重。
对学生进行实验考核评价教师的实验教学水平
学生是教学活动的主体,从学生身上,可以体现教师辛勤劳动的硕果,也可以发现教学的薄弱之处,我们在听课,视导到每一所学校时,经常对学生进行实验考核,用以检查教师的实验教学情况。具体做法是:
(1)座谈:
召开学生座谈会,了解实验开设情况,统计开了哪些实验,效果如何。
(2)口试:
一般抽两组,任课老师指定一组,我们指定一组,口试的内容主要涉及具体的实验技术、操作规程及注意事项,根据两组学生的回答情况进行比较,用以考察学生对实验的掌握程度。
(3)实验:
让学生当场表演,任课教师指定一组,我们指定一组,每组两个人,同时开始做同一个实验,根据学生的操作水平,掌握教师的实验教学情况。
(4)交换意见:
对座谈,口试,实验中反映出来的问题与任课教师交换意见。根据该校的仪器、试剂配备情况,应开足哪些实验,应开而未开的要说明原因。对学生实验中存在的问题进行分析,属于教师的问题要求教师加以改进。
开展实验考核,对那些黑板上讲实验,让学生背实验,认为我不做实验谁也不知道的教师教育很深,对加强整体实验教学起到了很大的促进作用。
加强化学实验教学的途径与方法(五)
加强化学实验中的基本操作、基本技能的训练和培养
①认识中学化学实验中的常用仪器的名称、用途、操作等(尤其是初三起点班)并注意贯穿在整个化学实验过程中。
②实验前认真准备,周密安排。初三学生刚开始学习化学,对化学实验有极浓厚的兴趣,但缺乏冷静思考,认真分析,细微观察的能力。因此,在实验前要求学生作好预习,弄清实验内容、目的、要求等。教师把实验步骤、主要化学方程式和注意事项提前写在黑板上,实验开始时重点讲一讲,使学生在动手做实验前,明确实验原理和观察的任务,争取达到良好的实验效果。
③实验时将实验内容按段分步进行,由教师带领示范,让学生跟着做,使学生严格按照实验操作常规练习。同时能避免产生混乱,要求教师的实验操作一定要规范化,一丝不苟,如酒精灯的使用,固、液体药品的取用等。
④培养学生“边实验边记录”实事求是的科学态度。实验后,要求学生认真书写实验报告(初三的实验报告单由教师设计制作),对实验中出现的问题,要加以讨论。
如有的学生通过“中和滴定”实验,求酸(或碱)的未知浓度时,并不按实验数据计算得出,对产生误差的原因不进行总结,而是去打听邻近小组滴定时的一般溶液消耗毫升数,从而得出相近的浓度。针对个别学生的这种自欺欺人的态度,严厉批评后重做实验。
⑤实验完毕,教师带领学生进行本实验的小结。要求学生达到“一懂两会”:懂原理、会操作、会绘图(制备实验)。
培养学生的观察和分析能力