第8章 實驗儀器的製作和巧用(8)(1 / 3)

根據對北京市海澱區(總的說是教育發達地區)的調查,發現各類中學的化學實驗條件(實驗室、儀器、經費等)差別甚大。有的學校雖有化學實驗室,但無上、下水道,更不用說通風條件;有的學校全校無一台投影儀。再則實驗室工作人員的缺乏和水平的限製,不可能在簡陋的條件下創造條件為學生經常開出實驗課和給學生做演示實驗(教學檢查除外)。此外采購所需的儀器,藥品也是個極大問題。如海澱區永豐中學一老師要帶著幹糧,騎自行車行程幾十公裏到為數不多的幾家商店采購化學實驗用品。這在大城市尚能做到,但地處遠離城市的中學即使有心也做不到。

若能為中學提供價廉、成套的微型化學實驗箱,供教師做演示實驗,學生做化學實驗用,那麼對真正提高化學實驗開出率將會作出很大貢獻,同時又能減輕教師事務性勞動的負擔使其能專心搞好教學。

為此,北京科大姚迪民、杜淩、鄭維冬、施威老師對現行初級中學化學教材中的實驗進行了微型化的探索性研究。

初中學生做實驗的微型化研究

初三化學教材中安排學生做八個實驗,可分成三類。(1)基本操作訓練實驗。有粗鹽的提純、溶液的配製。(2)氣體(氧氣、氯氣、二氧化碳)的製備及性質實驗。(3)酸、堿、鹽的性質實驗。對這些實驗的微型化所遵循的原則一是基本上符合教學大綱的要求;二是符合教育心理學原則,“使學生對所學材料有內在興趣”。微型化過程中將化學實驗與生活相聯係,尋求生活中存在的、熟悉的材料代替陌生的化學藥品、材料,使學生感到化學就在他們身邊,從而激發學生學習化學的積極性。另外,盡可能開發實驗本身的內涵,使學生通過較少量的實驗在教師的指導下培養觀察能力,分析問題和解決問題的能力。

關於基本操作訓練的兩個實驗——粗鹽提純、溶液配製,可合並成一個“粗鹽提純”。先配製25%的“粗鹽溶液”10克,用微型吸濾裝置或小型漏鬥(見附圖1)過濾於20~25ml燒杯中;蒸發、結晶、固體與母液分離;再配製25%的“青鹽溶液”5克;用Na2CO3飽和溶液和BaCl2溶液在井穴板或透明厚塑料膜上檢驗鎂及硫酸根,比較“粗鹽溶液”和“精鹽溶液”

的純度。

在教材中的氣體製備用了固體熱分解和固液反應兩種方法。熱分解法製取氧氣,設計了三個鼓泡的試管。在三個鼓泡內分別裝入KClO2、MnO2、KClO2+MnO2的混合物,分別加熱。這樣既可通過製得的氧氣試驗其助燃性,而且可同時說明MnO2的催化作用。

對於固液反應製取氫氣、二氧化碳的裝置改進成由學生參於製作、裝置的氣體發生管。

酸、堿、鹽的性質實驗,可在井穴板或透明厚塑料膜上進行,需加熱的反應可在5ml試管中進行。在做這些實驗時,除了用教材中規定的試劑實驗外,還可用生活中的物品做實驗。如酸、堿與指示劑作用實驗,可以讓學生自找白醋、麵堿、小蘇打(大部分學生家中都有的),試驗它們與指示劑的作用。實驗酸與金屬作用,可試驗牙膏,舊電池皮與酸的反應。酸與鹽的作用實驗,可讓學生找蛋殼、水垢等。試驗它們與酸的作用。這樣做的目的是將化學與生活聯起來。

初中化學演示實驗微型化研究

初中化學教材中列出的演示實驗有80多個。可分成兩大類:一類氣體的製取與性質實驗;一類是固體、溶液的反應。

演示實驗的任務是要學生能搞清教師是怎樣操作的及實驗的現象。太小了學生看不見就達不到演示實驗的目的。

應用投影儀對第二類實驗是有效的,但對第一類實驗的效果不好,況且還有些學校沒有投影儀。為此設計了“多功能演示架”(詳見附圖3)。“多功能演示架”中裝有3或5放大鏡,放大鏡可以焦點為中心旋轉90°。經試驗在10米內視力在10以上的人可看清實驗現象及操作。該演示架可拆裝,並用角鋼代替通常鐵架台的底座,具有靈活、重量輕的優點。

對於在溶液中的反應和由固體與溶液反應說明化合物和單質性質的試驗,可在5ml試管應用多功能演示架進行。