化学
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化学实验生活化设计
  发布者:学科专家   来源:学科网  发布时间:2012-05-02

化学是一门实验性很强的学科,以实验为基础是化学教育最基本的特征。因此,就像北京教科院基教研中心的黄冬芳老师说的一样“实验在化学教学,尤其在基础教育阶段的重要性无论如何强调也不会过分”。化学又是一门实践性和应用性很强的科学,化学知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面,化学物质、化学现象、化学变化无时不在、无处不在。通过近五年的高考实验题型分析和高中化学教材改革变化来看,实验题型和实验素材贴近生活、贴近社会,成为化学实验发展的一个重要指导思想。因此,进行实验的生活化设计是我们进行实验教学值得思考核探讨的一个重要话题。

 

1.社会现象的生活化实验设计

  

  在现实的社会生活中,时常听到一些人受骗上当的事件,对于一些利用化学实验现象、化学知识的骗术我们如何去识别呢?如何让我们的学生从化学的视角看待这些不良行为,去揭示他们的骗术呢?社会现象的生活化实验设计给我们提供了这种情景再现的可能。下面我就例举两个来源于社会中的欺骗现象的实验设计:

  

例1:“神奇的药品”

  

[设计背景]:源于生活中的欺骗现象——不法分子声称他们新开发的“神奇的药品”具有排毒作用。

  

[实验用品]:方便面、碘酒、维生素C。

  

[实验过程]:把小块方便面放入的烧杯中,加入一定量的热水,然后滴加碘酒,方便面会很快变成蓝黑色,然后加入维生素C药片粉末并振荡,方便面在半分钟后恢复为原来的颜色,烧杯中的碘酒也变澄清了。

  

[教学用途]:该实验承载的化学知识是碘遇淀粉变蓝色的性质、卤素单质碘的氧化性(反应方程式为:C6H806+I2——C6H6O6+2H++2I-)和维生素C的还原性。它可以适合于卤素或淀粉教学,也适合于氧化还原的教学,同时从维生素C角度出发,还能发现一种定量测定维生素C的方法;从褪色现象思考,可以反常规地把淀粉作为指示剂,对指示剂的作用可以有较全面的认识。

  

例2:“降压的戒指”

  

[设计背景]:来源于生活中的欺骗现象——声称他们生产的“神奇的戒指”具有降血压作用。

  

[实验用品]:酒精、铜质戒指等

  

[实验过程]:把铜质戒指方放在酒精灯烧上灼烧至颜色变黑,然后将戒指快速放入酒精中蘸一下,铜戒指很快恢复原状。

  

[教学用途]:该实验承载的化学知识是铜被氧气氧化成氧化铜,氧化铜氧化乙醇变为乙醛,铜是催化剂。它适合乙醇的性质教学,可以作为知识教学生活化的实验情景。

  

以上两个实验的意义在于:从揭露生活中的不良现象出发,把化学知识的教学融入其中,不仅激发了学生的学习兴趣,使学生学到相关的化学知识,而且还可以使学生体会到科学知识的实用性及在生活中实际意义,并通过情感上的体验树立起对社会不良现象正确认识。

  

2.生活现象的生活化实验设计

  

在日常生活中,饮食上一些变化现象的往往令人匪夷所思。其实,有很多的变化可以从化学的视角分析得到我们疑问的答案。

  

例3:“苹果汁变色实验”

  

[实验用品]:青苹果、维生素C药片、榨汁机、无色玻璃杯等;

  

[实验过程]:用榨汁机把青苹果榨成汁,果汁短时间显浅绿色,放置几分中时间,苹果汁很快变成的黄色就较深颜色,加入维生素C药片粉末,搅拌溶解,苹果汁很快由黄色变浅或变为原状。

  

[教学用途]:该实验内含的化学知识包含Fe2+和Fe3+之间的相互转化,即苹果汁中的Fe2+被氧化剂(氧气)氧化为Fe3+,Fe3+被还原剂(维生素C)还原成Fe2+;该实验既可以适合于铁内容的教学,也可以适合于氧化还原知识教学,作为教材教学的实验补充作用,如果把它与例1结合,还可以延伸到生物学科教学中维生素C的重要生理功能(还原性)的认识。

  

实验设计的意义:这一实验不仅提供给学生一个“生活化”看待化学的视角,而且是学生运用所学化学知识解决生活中问题的一种“化学的生活化”处理手段,同时还可以帮助学生了解了生活中饮食营养价值相关知识,让学生实实在在地体会到化学知识与生活的紧密联系。从实验的用品完全生活化上看,化学实验的开展并非都需要实验室的瓶瓶罐罐,有利于学生创造性思维的发展和创新意识的培养。

  

3.工业工艺的生活化实验设计

  

由于化学的实用性,化学学科知识与社会工业生产有着广泛的紧密联系。因此,高中化学知识体系中也较多引入与工业生产相关的内容,其中新课程教材《海洋中的化学元素》部分,就以海洋资源的综合利用出发,涉及了氯碱工业,海水提镁、海带中提取碘、苦卤中提取溴等工业生产的工艺原理、技术和生产流程,如何让看起来似乎离学校和学生很遥远的工业工艺原理离学生的视觉更近一些呢?我们可以通过不同的教学活动方式实现这种生活化实验设计。“甲壳素的提取”就是一个可以通过研究性学习来实现的生活化处理的实验设计:

  

例4“甲壳素的提取实验”

  

[实验用品]:蟹壳、4%~6%的工业盐酸、10%和40%氢氧化钠溶液、高锰酸钾、亚硫酸氢钠(工业级)、去离子水、水。

  

[实验过程]:

  

[教学用途]:该实验包含的化学知识较多,具体设计以下方面:①高温下使附着在虾蟹壳上的虾蟹肉脱离虾蟹壳——主要是蛋白质变性;②4%~6%盐酸浸泡除去钙盐就是利用盐酸溶解除去虾蟹壳中的无机钙质(CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑,Ca3(PO4)2+6HCl==3CaCl2+2H3PO4);③10%的氢氧化钠溶液煮沸,脱除甲壳素中的蛋白质——蛋白质水解;④用1%高锰酸钾脱色漂白,再用2%亚硫酸氢钠溶液还原,就是用高锰酸钾的氧化性脱色漂白除去有机色素,再用亚硫酸氢钠的还原性除去残留的高锰酸钾(3HSO3-+2MnO4-+OH-=3SO42-+2Mn4++2H2O)。该实验可以结合新教材《化学1》开展海洋化学资源综合利用为主体的研究性学习或化学实践活动课,也可以作为《实验化学》进行物质的分离和提纯的实验教学,还可以作为《有机化学基础》中糖类的“拓展视野”栏目的教学。

  

实验设计的意义:工业生产工艺的原理和方法,其前身往往来自科学工作者实验室研究,但是现实的教学条件下,很难使学生体会到实验室研究与工业生产的关系、书本知识与社会生活知识的关系,从而使他们感觉“学校的学习与实际的生产距离很远”。通过类似实验设计,既可以让学生体会所学的知识在工业生产中的实际价值,又可以增加学生“化学产业化”的另一个视角,并且学生通过资料的搜集和整理,可以提高他们的获取信息能力;再从实验的整体流程上思考,甲壳素的提取实验只不过是物质分离提纯的一个载体,它承载着物质分离纯化的一般科学方法和思路,渗透了方法论和认识论的思想;从实验活动上看体现了对过程体验的教学功能。

 
  相关评论 点击数:563     评论数:3    
游客     发表评论于:2012-5-3 19:16:38
降压戒指实验偏了,它跟氧化铜没关系.一定强度磁场确实能促进血液循环而降压.
游客     发表评论于:2012-6-20 23:24:38
化学中,有原理是对的呀,但是物理中是否有这个作用就不清楚啦
游客     发表评论于:2012-7-28 14:57:13
“社会现象的生活化实验设计”、“生活现象的生活化实验设计”和“工业工艺的生活化实验设计”是引导学生有效体验化学与生活密切联系的典型范例,值得借鉴。
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