尽显家庭小实验的魅力 点燃创新思维的火花

作者: 张存山

摘 要:家庭小实验操作简单,仪器药品易找到,是化学课堂教学的重要补充,能极大地调动学生学习化学的积极性,培养学生学习化学的兴趣,培养学生的动手操作能力、创新思维能力。特别是学生自己设计家庭小实验,可品尝成功的喜悦,增强创新的才能。

关键词:家庭; 小实验; 操作; 思维; 创新; 能力

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2011)6-043-002

化学是一门以实验为基础的自然学科,实验在化学教学中有着极其重要的作用,而作为化学实验的一个重要组成部分的家庭小实验,不仅可以激发学生学习化学的兴趣,而且可以获得课堂上无法获得的知识,培养学生的科学态度、意志品质、实践能力、创新能力。

一、家庭小实验有利于激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师,学习兴趣是学生学习动机中最现实和最活跃的成分。化学实验的神秘新奇,使学生向往学习化学知识,与丰富多彩的课题演示实验、分组实验、探究实验相比,家庭小实验更能培养学生的动手和探究能力,更能激活学生创新思维的火花。因为家庭小实验往往在学生学习了课堂的化学知识和实验技能后,回家自己寻找仪器和药品,可模仿课堂教师的演示实验,可自己单独设计实验,更能体验成功的欢乐。家庭小实验是锦上添花,其优点是直观鲜明、生动,实验中的每一个细节清晰度能达到最高程度,而且是学生自己进行操作、观察,所要开展的家庭小实验是学生未见过但与生活实际紧密相关的实验,以此来激发学生学习化学的好奇心,调动学生学习化学的积极性,激活学生的创新潜能,使学生体验到生活中处处有化学的真实情感。

例如学习了碳酸盐后,可以布置学生回家在鸡蛋壳上绘画,让学生回家准备蛋壳,取一只鸡蛋,洗净表面的脏物,将它擦干,制备白蜡液,取2g白蜡压成碎屑,放入烧杯中,将烧杯用微火加热,使白蜡熔化,然后学生绘画,用毛笔蘸取制得的白蜡液,在准备好的蛋壳上绘出所需要的美丽的图案,当然也可以写美术字,等白蜡冷却凝固后,另取一只烧杯,注入食醋或醋精,也可以用15%──20%的冰醋酸溶液取代,将绘有蜡画的鸡蛋浸入到醋液中,可以看到蛋壳表面冒出了一个个气泡,用玻璃棒搅动鸡蛋,使蛋壳表面与醋液充分接触,浸泡时间由酸的浓度来决定。浓度大的冰醋酸反应速度快,10分钟就可以看到明显的腐蚀现象,食用醋由于酸的浓度小,反应较慢,需要浸泡时间较长。将已有明显现象的鸡蛋取出,用清水洗涤,刮出蛋壳表面的白蜡。在被腐蚀的蛋壳上涂上自己喜欢的不同颜料,这时得到一幅像刀刻出的美丽的图案,在蛋的两端扎一个小孔,吹出蛋内的蛋清。

第二天将各人的作品带到课堂,相互欣赏,每个学生都有成就感,再让他们讨论反应的原理,学生很快得出结论:蛋壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙遇酸反应放出CO2气体。将涂有白蜡的蛋壳浸泡在醋酸液中,未涂有白蜡的部分(即绘画的地方)与醋液反应放出CO2气体,生成的醋酸钙溶在醋液中,涂有白蜡的部分则由于白蜡的保护而不与酸液接触,因而不发生反应,颜色保持原状,这样蛋壳上绘的画就被酸液腐蚀成一幅美丽的生动的雕刻品。

当然,在回家做实验前,可让学生讨论,准备的实验用品有鸡蛋壳、烧杯、毛笔、白蜡、醋精、颜料、玻璃棒,乙酸乙酯(或其它有机试剂)。教师提醒学生:①除去蛋壳的白蜡应用小刀轻刮去,以防敲碎鸡蛋,导致整个作品作废。②酸液的酸度应适当,酸液浓度太低,反应缓慢,等待时间过长。

在此基础上,学生还有所改进,如使鸡蛋脱壳,学生收获多多。下面看一个学生的日记记载的内容:

在原来的课堂上,大多数是老师站在讲台上谈天侃地,学生只能拼命记录,学习只是为了考试,很少顾及其它方面的能力培养。如今,化学课堂不只是属于老师了,更多的属于学生了。课堂上我们可以通过各种探究实验,可以就某一问题进行辩论,可以发表我们的见解,可以展示我们的资料。我们喜爱的化学实验不仅在课堂上做,我们回家后在家中还可以做,家庭小实验更是趣味无穷。例如,我刚刚完成的鸡蛋脱壳实验给我的感觉就很多。

在家中,我首先准备了一碗醋和一个鸡蛋,然后将鸡蛋放入碗中,经过认真观察,记录了如下的实验现象。

10天后看到自己完成的实验,很兴奋。由于鸡蛋壳脱壳之后很容易弄碎,自己在实验中好奇,且不小心,弄破几次,每次破后我都没有放弃,“试试就能行”,在此进行实验,再完成记录,终于获得了成功,实验成功的喜悦是无法表达的。通过这个实验,也体会到科学家们完成一个科学项目多么不容易,我们要珍惜已获得的成果。

二、利用家庭小实验 激活学生创新思维的火花

家庭小实验要注重实验设计操作的独立性,充分发挥个人的想象力。利用家中的器具和收集废旧物品来进行实验,体现了实验教学的主体性原则,废旧物品资源化原则。家庭小实验可在中午或晚上放学后,也可以是周六、周日、节假日,不受时间的限制,可以设计多个方案,反复实验与探究,得出最佳方案,分析得与失,总结利与弊,从感性认识升华到理性认识,引导学生学会问,学会总结,最终使学生的思维具有开放性,实验方案设计多样性,得到的结论具有启发性,从而培养学生的创新思维能力,激活创新思维的火花。

例如,学习物质的溶解性这一节时,可布置学生回家将适量的红糖放入盛水的玻璃瓶中,记下水的位置,让学生思考:红糖过一段时间是否消失,为什么?水的体积怎样变化,如何解释?第二天课上教师听取各位学生的分析后,教给学生如何归纳总结,要求学生回家再做此实验,根据自己的家庭具体情况因陋就简,就地取材,采用不同的实验方法和步骤来完成家庭小实验,学生有用玻璃杯盛水的,有用酒瓶盛水的,有用饮料瓶的,还有用小碗的等等,这就是培养学生创新思维的一种方式,这样从现象到认识,再到规律,就可以培养一种思维方式,有助于创新思维能力的发展。许多学生由于家庭小实验爱上了化学,激发了学习化学的兴趣,将来从事化学专业研究,成为化学家或发明家。著名科学家爱迪生就是通过坛坛罐罐在家中搞实验,培养对科学的兴趣,成为大发明家。

三、指导学生大胆做家庭小实验 巩固和理解所学知识

学生在做实验时,由于感官和手脑并用,可以提高感知的成效,能加深记忆,教师可以增加或改进某些实验作为家庭小实验,帮助学生巩固学过的化学知识。例如,当学生学过酸碱盐这一章后,可增加鸡蛋跳舞的家庭小实验,学生可以在家庭实验的兴趣中,加深碳酸钙与盐酸的化学反应方程式的记忆。下面介绍一下常见的家庭小实验:

如:集气喷泉

学习了金属与酸反应的性质后,学生可以利用废电池的锌片与盐酸反应生成氢气,利用氢气的压力制成喷泉,使学生牢记氢气的制备和收集,掌握氢气的物理和化学性质,还能进一步理解氧化还原反应的特点。

活动用品:广口瓶两只,配套的单孔橡皮塞和双孔橡皮橡胶塞各一只,玻璃管,尖嘴玻璃管,胶皮管,盐酸,锌粒,滴有红墨水的水

活动步骤及过程

⑴活动装置的安装。将单孔橡皮塞插在广口瓶甲上,孔中插入一根玻璃管,将双孔橡皮塞塞在广口瓶乙上,孔中插一根玻璃管和一根尖嘴玻璃管,用胶皮管将两根玻璃管连接起来。

⑵向广口瓶中注入红水(2/3高度),塞好瓶塞,手捂甲瓶一分钟,看乙瓶尖嘴玻璃管中的红墨水是否上升,上升证明装置密闭性良好。

⑶拔下甲瓶的单孔塞注入盐酸(体积不要超过1/3),迅速投入几粒锌粒,塞好瓶塞,放好甲瓶。

⑷红水从尖嘴外喷出去,如同喷泉。

活动注意事项:

制取氢气要小心,氢气不纯会发生爆炸,作为家庭小实验,不能在家中做,要在小区广场或活动空间较大的地方做,活动过程要严禁火源,远离小孩。锌粒不要加得太多,一定要保证广口瓶严密,否则由于漏气将得不到好的实验效果。

活动原理:

锌粒与盐酸反应,生成氢气:

Zn+H2SO4=====ZnSO4+H2↑

生成的氢气在密闭的容器中用排水法收集,氢气在瓶中形成很大的压力,通过尖嘴玻璃管将水喷出。

家庭小实验是自己动手做的,这会让学生记忆非常深刻。不管是成功的实验还是失败的实验,都使学生在实践中获取了知识,可见实验是多么的重要。英国科学家波义尔不也是在家庭实验中发现并制成酸碱指示剂吗?大发明家爱迪生更是把家庭当成了实验室,才有了造福于人类的若干发明。

家庭实验是一把开启化学宝库的金钥匙,有了这把钥匙可以轻松打开知识的大门,从实践中获得的知识是牢固的永久的,这就要求我们用心做好每一个家庭实验,只有这样才能掌握好并运用好知识,取得丰硕果实,培养学生的创新思维能力,点燃学生创新思维的火花。

参考文献:

[1]吴星,沈怡文.给化学教师的101条建议,南京师范大学出版社,2007年8月第1版

[2]王祖浩.走进课堂──初中化学新课程案例与评析, 高等教育出版社,2004年1月第1版

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