陈荣聪
南安市侨光中学,福建南安 362314
新课改的高考为了体现为高校选拔人才,化学科高考试题的编制力求做到有利于真正做过实验的考生。对学生动手操作能力的考查(考查实验操作的细节),是高考一个非常重要的考查对象,对学生进行实验方案的评价和语言表达能力的考查是当前高考实验题的一个特色,考查了学生观察、比较、分析、判断、表达和交流的能力。高考强调以“能力立意”,能力源于基础,因此教师要立足基础,在化学实验教学中充分利用、挖掘教材资源,尤其是重要基础实验的原理、方法、规范操作、装置设计、现象的观察与描述、现象的变化及其原因的分析和推理等,不断创造条件和机会,让学生手脑并用去弄清楚重要基础实验的原理、操作过程、现象、原因、结论、注意事项、影响因素、结果分析等。本文从操作的顺序性和规范性、实验现象的观察、实验原理的分析三个方面结合实例探讨实验教学的一些细节。
1 操作的顺序性和规范性
例1:请选择适当的化学试剂和实验用品,用图中的实验装置进行试验,证明Na2O2可作供养剂。则试管F中收集满气体后,下一步实验操作是: 。
更多学生的答案为“用带火星的木条靠近试管口,……”,忽视了将导管移出水面的操作,忽略了操作的顺序。
例2:如何检验建筑用红砖中含有Fe3+?请写出实验方案。
多数学生忽略了“取少量样品、研磨或粉碎、用酸溶解”等步骤,而回答“滴加KSCN溶液,若……”。
以上两题对实验操作的顺序性进行了考查。没有真正动过手,或很少动手的学生,对操作的顺序不够敏感,停留于感性的认识,更为关注知识层面,而非操作。所以要求将实验的要领贯穿于教学的始终,时刻注意实验的完整性。如在离子检验部分可以将以下两题和题1、题2相互结合,让学生充分感受实验操作顺序的准确对实验的重要性。
例:(1)如何检验某无色透明溶液中含有SO42-离子?(2)如何检验某白色粉末是Na2CO3?
从解答上述实验存在的种种问题,反映出学生平时是否真正做过实验,是否用心地完成实验,是否在操作的顺序、规范和严密上严格的要求自己。为了在高考中能顺利解答,为了真正提高学生的动手能力和逻辑思维能力,务必让学生真正动手实验,并严格要求、规范操作,培养良好的实验习惯和严谨的科学态度。
2 实验现象的观察
例3:为了研究稀H2SO4与Zn制取氢气的实验中CuSO4的量对H2生成速率的影响,设计了如下一系列实验。将表1中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量锌粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。 则,反应一段时间后,实验A中的金属呈 色,实验E中的金属呈 色;
学生的答题受思维定势严重影响,仅停留于物质的知识本身,缺乏对实验现象观察的细心和严谨,实验中没有多问为什么,或者说老师在教学中过分强调关注本实验的知识本身,并没有要求、指导学生实验观察的整体性和严密性(即忽视对观察品质的培养)。当完成稀H2SO4与Zn制取H2、电解CuCl2溶液等实验时,教师若注意引导现象观察,鼓励学生多问为什么,不难发现制取H2实验过程有灰黑色颗粒(反应剧烈掉下的微小颗粒对光的反射、散射很少所致等)出现,随着反应进行而消失;由于电解时间较短、析出的Cu少且颗粒较小而呈现暗红色。
课程标准中强调培养学生的观察能力,而观察能力的培养首要的就是使学生具备良好的“注意品质”。实验的现象正是培养学生敏锐的观察、正确的判断、严谨的分析能力的极好时机,是培养和提高“注意品质”很好的途径,所以在教学中要积极去创设、捕捉、把握、利用一切可用的现象观察的时机。
3 实验原理的分析
例4:化学兴趣小组设计如下实验,测定Na2CO3与NaCl混合物中Na2CO3的质量分数。
(1)试剂B可以选择BaCl2溶液或者CaCl2溶液,从减少误差的角度BaCl2溶液较合适,为什么?(2)试剂B若选用AgNO3溶液,与(1)相比较,沉淀C的干燥条件是否相同?
分析物质组成选用较多的试剂或稳定性强且式量较大的试剂有利于减小相对误差,这是化学定量分析的基本知识。老师们自然要有扎实的功底,方能在定量实验的教学中将原理分析透彻或引导学生去理解和掌握。方案(1)和方案(2)分析法的原理相同、沉淀试剂不同,在选择干燥方式时要明确沉淀物的理化性质间的区别。很显然,AgCl具有较强的感光性,而CaCO3和BaCO3均具有较好的热稳定性,所以其干燥方式明显有所差异。AgCl要在暗处低温风干,而后者则可以烘干。
例5:实验室能用稀H2SO4和CaCO3反应制取CO2气体吗?
初中化学在实验室制取CO2气体试剂的选择时强调,若选用稀H2SO4和石灰石(默认为块状)反应,则会因为生成微溶的CaSO4覆盖在石灰石表面,阻止反应继续进行。但随着学习的深入,高中化学对学生知识和能力的要求也进一步提高。若选用CaCO3粉末,由于其颗粒小、接触面积大,即使选用稀H2SO4,生成的CaSO4对反应的顺利进行影响并不大。“凡能引起差异刺激都能唤起人的注意”,该实验若老师没有动手实验、没有演示,又怎能颠覆学生根深蒂固的记忆?若将本实验和“CO2气体与澄清石灰水反应”等实验补充安排在初高中衔接之时,先给予学生强烈的精神刺激,同时把学生从初中粗浅实验现象的观察引入到高中对实验原理的探究,从初中的定性实验进一步深入到高中的定量实验问题。让学生逐步的认识到必须学会用发展的观点来认识知识,引导学生形成、完善科学的认识发展观。若设计在化学反应速率的影响因素之中,对学生理解和掌握固体接触面积对速率的影响有非常好的效果。
从基础实验中积累点滴,逐步训练学生的动手操作能力,培养良好的观察和注意的品质,增强对有关实验问题分析和讨论的逻辑思维能力和分析推理能力,提高综合实验的能力。但基于回答这类试题需要准确精炼的语言,同时应重视培养学生实验规范表达能力,指导规范使用化学实验术语和化学用语记录实验过程和实验结果,解释实验问题,提高实验教学的整体效果。