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观湖北省中学实验创新大赛之感

——有感于2011年全省实验创新大赛

时间:2011-11-25 08:45:10    作者:吕家宇    来源:鹤峰县教研室
  2011年11月16至18日,湖北省中学化学实验创新大赛在水电之都宜昌市举行。来自全省各地区71名初中化学教师给大家带来了精彩纷呈的实验创意展示。参赛选手整体水平高,所呈现的实验具有三大亮点:绝大多数贴近教材,突出重点;绝大多数操作规范,安全实用;绝大多数匠心独运,发人深省。具体而言:
 
  1.选题围绕主干知识,力求突出重点,突破难点
  据统计,参赛的实验名称与数目如表所示:(一个实验未展示)

实验名称

参评

数目

实验名称

参评

数目

测定空气中氧气的含量

8

燃烧趣味实验

2

分子的运动

7

粉尘爆炸实验

2

二氧化碳的化学性质

7

影响气体溶解度的实验设计

2

氢气的爆炸

6

多彩喷泉

1

燃烧的条件

5

人体吸入和呼出气体的不同

1

氧气的化学性质

(三个硫的燃烧实验)

4

火焰温度比较及蜡烛熄灭白烟成分

的实验改进

1

质量守恒定律的探究

4

气体分子间隔大于液体分子间隔

1

木炭还原氯化铜

3

化学反应中能量变化

1

蜡烛燃烧产物的探究

3

酸雨危害的模拟实验

1

电解水

3

Na2CO3 Na HCO3 HCl的反应

1

二氧化锰的催化作用

2

吸烟的危害

1

氧化碳还原氯化铜

2

增添家庭化学实验

1

活性炭的吸附与脱色

2

自制气体发生器

1

  其中,创新实验前三甲的分别是第三单元17个、第二单元14个、第六单元14个。数据足以说明选题确实贴近教材,重点突出。
 
  2.实验设计独具匠心,强调安全简单,绿色环保
  “创新是一个民族进步的灵魂,是因为兴旺发达的不竭动力”。“一个没有创新意识的教师不可能培养具有创新精神的学生”。透过现象看本质,我们会被许多选手对实验的精彩呈现所感动,尤其是他们的创意令人折服。如:40号参赛实验——气体分子间隔大于液体分子间隔,简单地利用生活中极为常见的用品打火机,通过比较减少的液体体积小于收集的气体体积(用排水法),极为直观解决问题。同时,通过把收集的气体利用其可燃性处理,不仅渗透绿色化学理念,且现象有趣之极,令会场掌声雷动;4号及20号参赛实验——测定空气中氧气的含量,二者的设计大同小异,具体为:1.取一支干燥的试管,连接单孔橡皮塞、短玻璃导管和乳胶管,用弹簧夹夹住乳胶管。测量试管的容积,将其五等分,并用橡皮筋作好标记。查密备用。2.用镊子取黄豆样大小的白磷一粒,用滤纸吸其水分,立即放入备好的干燥试管里,塞上橡皮塞,夹紧弹簧夹。在烧杯中注入少量热水,将装有白磷的试管插入热水中,引燃白磷(或直接用酒精灯微热)。白磷在试管内迅速燃烧,产生大量的白烟,放出热量。燃烧停止时出现黄烟,此为空气里的氧气快耗尽的现象。3.待火焰熄灭,试管不发烫时,将试管放入装有冷水的烧杯中(或用冷湿毛巾反复擦拭试管外壁),使试管内温度骤降到室温,加快实验速度。此时可见白色固体。4.冷却后的试管倒置在硫酸铜溶液中,在液面下打开弹簧夹,硫酸铜溶液立即沿导管进入试管,液面上升到一定位置后恒定不动。捏住乳胶管,把试管从硫酸铜溶液中取出,直立试管观察,液面高度大约是试管容积的1/5。由此得出所需结论。该实验特色就在于误差最小化,操作更简便,现象更明显。再如:62号参赛实验——用一瓶CO气体完成CO性质实验,从物理性质到化学性质的几个实验是一气呵成,效果相当出彩。具体做法是,观察颜色→加澄清石灰水振荡并观察→点燃酒精灯,加热螺旋状铜丝(实践证明,直径2㎜的铜丝绕制最好)→观察颜色后,再次加热→将红热的螺旋状铜丝伸至盛CO的集气瓶,取出观察颜色变化→再加澄清石灰水振荡并观察→用木条点燃后伸至瓶口并观察→仍加澄清石灰水振荡并观察;44号、47号、50号参赛实验——电解水,这三个实验设计可谓各有千秋,44号选手来自恩施州,是一位工作一年有余的资教老师,但是其创造力让我们在学科领域践行多年的工作者有些汗颜,他主要用生活中廉价的不同型号的注射器、电极、导线等自制水电解器,最大亮点在于收集的气体在做验证实验时,便于掌控,效果明显,持续时间长,而且,还可以做氢气的爆炸实验;来自宜昌市的47号参赛实验,相对44号,其装置更简洁,宜推广,戏称草根制作,其点睛之笔在于电解过程耗时极短,这点上较44号更胜一筹;而来自武汉市的50号代表,她的最大特色是改进电解质溶液,用10%的磷酸二氢钾电解质既不污染环境,产生的气体速率快而稳,无杂质,且残留液不用回收处理,可直接用作植物的养料。有着异曲同工之妙的36号、37号、66号参赛实验——木炭还原氧化铜,前两者更换的是反应装置,一个是用直导管直接与橡皮管相连,一个是用“L”形胶头滴管替代带塞试管,66号则只将木炭粉换成废弃的打印机里的炭粉,均耗时少而现象明。
  把复杂的事情简单化是一种智慧。看似不经意而又朴素的小改变,却有效解决了长期困扰众多教师的突出问题就是智慧的体现。如,6号选手所呈现的氨分子的运动实验,既尊重经典,又在用量上使氨水循环使用,且整个体系处于封闭状态,充分体现绿色化学理念。试看他的具体做法:用大试管替代大烧杯,将间隔滴有酚酞试液的滤纸条放入其中,倒立在内嵌盛装浓氨水的小玻璃瓶(可用眼药瓶)的适宜橡皮塞上即可;53号实验——铁与硫酸铜溶液的反应,仅将铁钉换成经去锈及蒸馏水冲洗的废旧铁丝网,就在不到两分钟时间呈现出常规做法需第二天才较明显的溶液变绿的现象;23号实验——二氧化碳的收集与性质,借用白烟帮助观察二氧化碳的集满(长期以来,关于满否,师生均是凭感觉),一个“小动作”,既节约原料又能感知二氧化碳的无色。而巧用一块纸板,则有效解决下面的蜡烛可能先熄的意外状况;69号实验——燃烧的条件,传承的同时,仅将装置原圆形铜片改成“U”形架,由原来放在烧杯口改为烧杯内(略高于液面),从而耗时更短。通过加盖一圆形纸片,既让装置不是完全密封态确保燃烧充分,又能利用现成的水吸收有害的生成物以防空气污染,真的是一举多得。
  化学——人类进步的关键。生活与化学密不可分的理念,在本次实验创新大赛得到完美诠释。增补实验——吸烟的危害、家庭化学实验、自制气体发生器、自制收贮气装置等;趣味实验——用火写字、火球跳舞、玻璃棒点燃手帕等。这些实验的展示,不仅仅是“热闹”,更有意义的是,将启迪我们的教研当不断求索……
 
  3.  参赛选手功力扎实,注重示范作用,风采照人
  纵观全局,武汉市、宜昌市代表队成为楷模当之无愧。无论是着装礼节(统一白色工作服),还是语言表达及操作流程等无不渗透较高的师德风范与专业素养。
  当然,反思整个活动,至少有三点瑕疵:基本操作欠规范、简单实验复杂化、创意实验乏原创。这必将催生我们的专业素养快速提高,真正实现——培养学生的化学科学素养。
  实验——化学的魅力;创意——实验的灵魂。社会的期盼,学生的幸福,是我们生生不息的强大动力。让我们放开脚步一同前行,朝着化学教育更加灿烂的愿景走去!