《初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新整合與應(yīng)用的研究》課題階段成果

化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的研究 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新整合與應(yīng)用的研究初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新整合與應(yīng)用的研究 課題階段成果課題階段成果 實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ) 同時實(shí)驗(yàn)也是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分 通 過實(shí)驗(yàn)教學(xué) 不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣 幫助學(xué)生形成化學(xué)概念 獲得實(shí)驗(yàn)知識 和實(shí)驗(yàn)技能 還能培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)精神 并最終成為一名有科學(xué)素養(yǎng)的人 但實(shí)驗(yàn)過 程中 會產(chǎn)生各種生成物和廢棄物 或無毒 無害 或有毒 有害 也有危險爆炸的情況 發(fā)生 那么怎樣才能既圓滿的完成實(shí)驗(yàn)又減少有害或危險結(jié)果的產(chǎn)生 就成了我們 初中化 學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究 課題組研究的方向和追求的目標(biāo) 一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意義一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意義 1 教師為了教學(xué)對實(shí)驗(yàn)有了新穎 大膽的創(chuàng)意教師為了教學(xué)對實(shí)驗(yàn)有了新穎 大膽的創(chuàng)意 要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神 首先要求教師要有創(chuàng)新精神 課堂教學(xué)始終是學(xué)習(xí)的主陣地 提高課堂效率是我們共同的目標(biāo) 對于化學(xué)教學(xué)來說 有很多課上是有實(shí)驗(yàn)的 實(shí)驗(yàn)的成 敗及時間長短直接影響課堂質(zhì)量 更會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果 所以對有些老套的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行 改進(jìn)和創(chuàng)新很必要 一是可以將幾個知識點(diǎn)融為一體 如 凈化水方法 課本只詳細(xì)介紹 了 過濾 但對重要的知識點(diǎn)吸附卻無實(shí)驗(yàn) 若再做活性炭的吸附性實(shí)驗(yàn)很費(fèi)時間 所以 把兩個知識點(diǎn)融為一體制成 過濾 吸附一體裝置 進(jìn)行教學(xué) 效果奇佳 再如 課本上用 兩個實(shí)驗(yàn)演示分子運(yùn)動及運(yùn)動速率受溫度高低的影響 且裝置不便移動 學(xué)生觀察起來不 夠方便 我改進(jìn)后的裝置即輕便 環(huán)保 又省時 易觀察 一個裝置通過對比 明顯看出 分子不斷運(yùn)動 溫度越高 分子運(yùn)動越快 分子間有間隔 且趣味性強(qiáng) 還便于學(xué)生制作 二是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 通過改進(jìn)使實(shí)驗(yàn)更簡單 快捷 老師的創(chuàng)新意識會影響到學(xué)生 使學(xué)生也迸發(fā)出意欲創(chuàng)新的潛能 在 2015 年全市創(chuàng)新大賽中 我有兩項(xiàng)作品獲獎 分別是 安全環(huán)保的分子性質(zhì)改進(jìn)裝置 獲制作類一等獎 趣味 形象的核外電子排布模型 獲發(fā) 明類三等獎 2 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 喚起創(chuàng)新的潛意識并付諸于實(shí)踐 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 喚起創(chuàng)新的潛意識并付諸于實(shí)踐 通過老師的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 學(xué)生也萌發(fā)創(chuàng)新的意識 效果研究性課題的開設(shè) 要求 實(shí)驗(yàn)室要面向全體學(xué)生開放 讓對化學(xué)實(shí)驗(yàn)有興趣的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的天地里自由翱翔 通過 理解實(shí)驗(yàn)原理 對改進(jìn)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì) 論證實(shí)驗(yàn)的合理性 需要的藥品和儀器 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 分析實(shí)驗(yàn)這幾個環(huán)節(jié) 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn) 實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度 老師要積極鼓勵 引導(dǎo) 保護(hù)孩子們的創(chuàng)新和動手的熱情 與他們一起研究實(shí)驗(yàn)的可行性 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程 對實(shí)驗(yàn)提出合理的建議 當(dāng)然 這個過程主要由學(xué)生完成 讓學(xué)生們體驗(yàn)整個改進(jìn)和創(chuàng)新 的過程 哪怕是失敗也都是寶貴的經(jīng)驗(yàn) 只有這樣 才能實(shí)現(xiàn) 力求創(chuàng)設(shè)生動 真實(shí) 多樣 的科學(xué)探究和實(shí)踐活動情境 讓學(xué)生體驗(yàn)探究過程 在豐富多彩的活動中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新 精神和實(shí)踐能力 努力使學(xué)生在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上得到良好的發(fā)展 其實(shí) 學(xué)生是很喜歡自己 動手實(shí)驗(yàn)的 我校開設(shè) 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 課程 就是鼓勵 啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識 培養(yǎng)學(xué)生的化 學(xué)學(xué)習(xí)興趣 提供給學(xué)生一個展示 動手的平臺 在 2015 年全區(qū)青少年創(chuàng)新大賽中 有馮 麗穎 馬添兩位學(xué)生作品入選 其中馬添的 簡單 快速的過濾 吸附一體裝置 獲得全區(qū) 三等獎 我也獲得優(yōu)秀輔導(dǎo)員稱號 在 2015 年底全市青少年創(chuàng)新大賽中 有四個作品入選 其中齊薛的 實(shí)用 環(huán)保的分子性質(zhì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 獲二等獎 二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方向二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方向 1 從污染性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)從污染性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) 環(huán)境問題是當(dāng)今社會發(fā)展存在的重大問題 造成環(huán)境污染的不僅有工業(yè) 三廢 還 有某些化學(xué)實(shí)驗(yàn) 全國數(shù)以萬計(jì)的高校 中學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室每天都排放著成分復(fù)雜的污染 物 所以化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化進(jìn)程應(yīng)進(jìn)一步加快 把化學(xué)實(shí)驗(yàn)造成的污染減少到最低程度 例如 初三化學(xué)中有關(guān)燃燒的條件實(shí)驗(yàn)中把白磷露置在空氣中進(jìn)行燃燒 產(chǎn)生的大量白煙 五氧化二磷將造成環(huán)境的嚴(yán)重污染 若把實(shí)驗(yàn)改成在三支帶膠塞的試管里進(jìn)行 不僅操作 簡單而且現(xiàn)象對比明顯 又可防止白煙擴(kuò)散到空氣中造成環(huán)境污染 我和學(xué)生的改進(jìn)是用 Y 型管 進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn) 效果好 速率快 還有眾所周知的一氧化碳是一種有毒的氣體 是空氣中三大污染氣體 二氧化硫 二氧化氮 一氧化碳 之一 若使用不當(dāng)將造成嚴(yán)重 的后果 所以我們把一氧化碳的可燃性和還原性實(shí)驗(yàn)改進(jìn)在一個較大的集氣瓶中收集一瓶 一氧化碳?xì)怏w 注入少許澄清石灰水振蕩一下 沒有現(xiàn)象 用玻璃片蓋住 取一帶銅片的 膠塞先把銅片在酒精燈上加熱到變黑色 氧化銅后趁熱塞住集氣瓶 一會兒看到黑色氧 化銅又變成紅色銅 振蕩發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁 體現(xiàn)了一氧化碳的還原性 接著取下膠 塞 點(diǎn)燃上層的剩余氣體一氧化碳 可看到藍(lán)色火焰 至火焰熄滅 體現(xiàn)一氧化碳的可燃 性 這樣在同一個集氣瓶內(nèi)即可完成一氧化碳的兩個化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 簡單方便又可防一氧 化碳污染空氣 使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加綠色化 從實(shí)驗(yàn)綠色化的角度改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 不僅減少污染 而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識 2 從安全性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)從安全性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) 安全問題是各行各業(yè)共同關(guān)注的問題 沒有安全就沒有發(fā)展 實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)的對象 是朝氣蓬勃的中學(xué)生 安全問題顯得尤為重要 課本中氫氣和空氣的混合爆炸實(shí)驗(yàn)在課堂 上進(jìn)行可能會引起學(xué)生的恐慌或儀器被炸破的危險 若把 氫氣流吹肥皂泡 合并做 即當(dāng) 氫氣發(fā)生裝置中一有氣泡 接著不斷吹不斷地點(diǎn)燃 剛開始幾個肥皂泡點(diǎn)燃時有尖銳爆鳴 聲 因?yàn)閯傞_始逸出的氣體混有空氣 也就是氫氣和空氣混合爆炸 而后來點(diǎn)燃肥皂泡時 只會看到火焰卻沒有爆鳴聲了 若肥皂泡飄起不好點(diǎn) 也可將氫氣先通入裝有肥皂水的小 燒杯里 吹起無數(shù)肥皂泡后再點(diǎn)燃 效果也是很好的 把這兩個實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后既保證實(shí)驗(yàn)的 安全性又增加實(shí)驗(yàn)的趣味性 每次用這個方法驗(yàn)證氫氣的性質(zhì)時 都引起學(xué)生濃厚的興趣 活躍課堂氣氛 他們爭先恐后地上來演示 使學(xué)生在輕松愉快的氣氛中接受知識 加深印 象 達(dá)到事半功倍的效果 3 從趣味性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) 從趣味性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是為更好地啟發(fā)指導(dǎo)學(xué)生探索總結(jié)規(guī)律 調(diào)動學(xué)生的積極性 提高 學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 若通過改進(jìn)把實(shí)驗(yàn)變得更有趣 一定會收到更好效果 例如把二氧化碳 與石灰水的反應(yīng)改成魔術(shù) 清水變牛奶 利用人呼吸時呼出的二氧化碳 吹進(jìn)澄清石 灰水并且可充分調(diào)動學(xué)生的主動性 讓每個學(xué)生都當(dāng)一回 魔術(shù)師 往 清水 里吹幾口 仙 氣 使 清水變牛奶 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性 加深學(xué)生對知識的印象 另外像無色酚酞遇酸 堿的變化情況 我們可以改進(jìn)為 先用毛筆蘸無色酚酞試液在濾紙上畫花 晾干 將濾紙 掛上墻后 將空香水瓶中裝氫氧化鈉溶液向紙上噴灑 即有紅花顯現(xiàn) 再用另一裝有稀鹽 酸的小瓶向紙上的紅花噴灑 紅花隨后消失 通過這種 花現(xiàn)花隱 的趣味性實(shí)驗(yàn) 讓學(xué)生 在有趣的實(shí)驗(yàn)中掌握知識 知道堿遇酚酞試液顯紅色 酸堿發(fā)生中和反應(yīng)使 紅花 消失 因此有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)通過改進(jìn)后增加其趣味性 既保證知識的傳授 又可提高學(xué)生的興趣 從而更好地實(shí)施了實(shí)驗(yàn)教學(xué) 4 從顯現(xiàn)性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)從顯現(xiàn)性角度談實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) 俗話說得好 事實(shí)勝于雄辯 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生各方面的能 力 而實(shí)驗(yàn)是通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的 所以實(shí)驗(yàn)的顯現(xiàn)性是一個化 學(xué)實(shí)驗(yàn)成功的標(biāo)志 比如氫氣還原氧化銅 實(shí)驗(yàn)中操作繁瑣 氫氣還原氧化銅粉末現(xiàn)象不 明顯 且很容易被重新氧化 可這樣改進(jìn) 把紅色細(xì)銅絲在酒精燈上加熱后制成黑色氧化 銅 立即探入已收集好氫氣的燒杯 燒杯口須向下 中 一會兒發(fā)現(xiàn)黑色銅絲又恢復(fù)原來 的光亮紅色 且燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn) 說明氫氣還原了氧化銅 這個實(shí)驗(yàn)經(jīng)改進(jìn)后不僅現(xiàn) 象明顯 而且操作非常簡單 前后現(xiàn)象對比明顯 更適合于做隨堂實(shí)驗(yàn) 這個實(shí)驗(yàn)是在 2015 年全區(qū)創(chuàng)新大賽中獲得的一等獎 不是本校 類似的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)還有二氧化碳與水化 合生成碳酸 教材中是通過把干燥的石蕊花 噴水后的石蕊花分別放入二氧化碳?xì)怏w瓶中 觀察變色情況 得出二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸 繁瑣在需要做兩次實(shí)驗(yàn) 并且氣體瓶打 開易使二氧化碳跑出 效果受影響 若改為在氣體導(dǎo)出口接一個粗 Y 型管 一管放干燥 石蕊花 一管放濕石蕊花 可以看到濕花變紅而干花不變色 能快速 對比明顯地完成實(shí) 驗(yàn) 學(xué)生也易于理解 將變紅的花用鑷子取出在酒精燈上烤干 看到又變?yōu)榱俗仙?說明 碳酸不穩(wěn)定 受熱易分解 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生對二氧化碳這一性質(zhì)的正確掌握 還 能為以后學(xué)習(xí)酸的性質(zhì)作鋪墊 這不是一勞永逸嗎 三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的手段三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的手段 1 實(shí)驗(yàn)微型化實(shí)驗(yàn)微型化 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指在微型化的儀器中 使用盡可能少的試劑 以獲取盡可能多的所 需化學(xué)信息的一種實(shí)驗(yàn) 一般試劑量為常規(guī)劑量的十分之一 甚至百分之一 微型化學(xué)實(shí) 驗(yàn)有兩大特點(diǎn) 一是儀器的微型化 但不是常規(guī)儀器的簡單微縮或小型化 常常需要從儀 器到條件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索 二是試劑的微量化 即用少量的試劑就能完成并得出科學(xué) 的結(jié)論 這樣既節(jié)約了藥品又減少了對環(huán)境的影響 可謂 一舉兩得 此類實(shí)驗(yàn)用到的儀 器可以是小試管 點(diǎn)滴板 奶片塑料板盒等 多適用于學(xué)生實(shí)驗(yàn) 因?yàn)榫嚯x近看得清 也 有一些演示實(shí)驗(yàn)很適合 如 第九單元 飽和溶液與不飽和溶液 相互轉(zhuǎn)換 課本上是在小 燒杯中進(jìn)行 添加溶劑或加熱 降溫 觀察溶質(zhì)的變化都不是很明顯 后排的學(xué)生更是 夠 不著 為了上所有學(xué)生易于觀察到 可以將小燒杯改為中號試管 固體和液體的用量均減 為一半 量雖少了但由于試管細(xì)長 液體高度更明顯 變化也容易看到 且便于移動 可 拿著儀器在班里 巡回演出 不同角度的學(xué)生都看得清 尤其是降溫時 硝酸鉀晶體生長 的過程都很清晰 晶體的析出讓學(xué)生驚呼神奇 2 自制實(shí)驗(yàn)儀器自制實(shí)驗(yàn)儀器 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新時 常常需要使用新穎的 甚至是前所未有的儀器和設(shè)備 這就需要我們自己自制 或外協(xié)加工 這些新儀器 新教具 新裝置 新設(shè)備的構(gòu)思 設(shè) 計(jì) 繪圖 試驗(yàn) 制造 就是一件很有意義 很有價值的發(fā)明創(chuàng)造活動 也就是說 如果 我們能找到解決設(shè)計(jì)和制作新型儀器 教具 設(shè)備的方案 實(shí)際上 也就找到了研究課題 如 Y 型管 可定制 也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要用玻璃管 膠塞 各種規(guī)格的試管自由組裝進(jìn) 行實(shí)驗(yàn) 常規(guī)酒精燈體積大 不便于攜帶 可以自制微型酒精燈 安全 體積小 加熱方 便 易攜帶 在自制實(shí)驗(yàn)儀器的過程中 要注意以下幾點(diǎn) 1 嚴(yán)格把握實(shí)驗(yàn)原理 密切圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的進(jìn)行 2 儀器設(shè)計(jì)要科學(xué)合理 簡捷明快 技術(shù)工藝細(xì)致 造型要比例適當(dāng) 美觀 3 盡可能做到規(guī)范化和系列化 一切從實(shí)用性 耐用性 可操作性和科學(xué)性出發(fā) 4 盡可能從安全 高效 環(huán)保 節(jié)能方面考慮問題 我們的一個化學(xué)興趣小組就設(shè)計(jì)了 呼出氣體與空氣成分探究 的系列實(shí)驗(yàn)裝置 主要 是將存貯氣體的部分進(jìn)行改進(jìn) 不需要用排水法收集呼出氣體 這樣避免了水對二氧化碳 含量測定的影響 存貯氣體裝置可用錐形瓶 大試管 廣口瓶 粗玻璃管 也可用礦泉水 瓶 可根據(jù)需要任意選擇 而且實(shí)驗(yàn)完成速率快 效果好 易于對比 3 因陋就簡 廢物利用因陋就簡 廢物利用 因陋就簡 廢物利用 自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器 是解決實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)研究與創(chuàng)新的有 效途徑 也是訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)變 活學(xué)活 用課本知識 不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的一個好方法 如 用廢棄的礦泉水瓶做發(fā)生裝置 剪下口部做漏斗 底部做實(shí)驗(yàn)裝置 破底的試管做發(fā)生裝置或過濾 吸附裝置 香水瓶 小藥瓶做微型酒精燈的燈身等 廢物利用的過程中需要注意以下幾點(diǎn) 1 一切因地制宜 因時制宜 因陋就簡 做到少花錢多辦事 不花錢也辦事 2 嚴(yán)格把握實(shí)驗(yàn)原理 密切圍繞教學(xué)目的進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì) 3 儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要科學(xué)合理 工藝精細(xì) 比例適當(dāng)美觀 4 盡可能做到規(guī)范化和系列化 一切從實(shí)用性 耐用性 可操作性和科學(xué)性出發(fā) 4 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究 綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué) 環(huán)境無害化學(xué) 清潔化學(xué) 采用無毒 無害原料 產(chǎn) 生無毒 無害的產(chǎn)品 即使有毒可以馬上吸收或無害化處理 轉(zhuǎn)換 綠色化學(xué)研究主要是圍繞化學(xué)反應(yīng) 原料 催化劑 溶劑和產(chǎn)品的綠色化展開 主要 分為四個方面 1 設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)對人類健康和環(huán)境更安全的化合物 2 研究變換基本原料和起始化合物 3 研究新的合成轉(zhuǎn)換反應(yīng)和新試劑 4 研究反應(yīng)條件 為了能從源頭上根除污染