时间:2022-10-12 20:58:00
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇化学研究论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
化学是一门以实验为基础的学科,而化学实验则是化学学科的灵魂,化学实验不仅是学生获取直观信息、认识化学世界的窗口,而且是帮助学生认识化学规律、形成化学概念、理解和巩固化学知识、提高各种能力的重要途径,化学实验以其独特的优势,在学生创新能力的培养上发挥着重要的作用。
1.引导学生设计实验,拓展学生的创新思维
实验设计通过学生自己思考、设计,既可以培养学生动手动脑解决问题的能力,又可以培养学生的发散思维能力和创新设计能力。在组织学生开展实验设计时,要引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料,以开阔学生的视野,拓展学生的创造性思维。同时,提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题,然后让学生独立进行实验操作,尽量给学生一些动手的机会,让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
学生在设计实验时,大脑中必须运用与这个实验有关的全部旧知识,并考虑使用哪些仪器,如何装配?采用哪些药品,怎样操作?以及会出现哪些现象?能说明什么问题等。例如,在一次证明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了反应的实验设计中,根据学生提出的多个方案,让大家进行讨论、比较,激起学生设计实验更大的热情。又如要求学生利用氢气还原氧化铜生成水的反应来设计一个实验,以测定水分子的组成。学生利用已学过的氢气实验室制法来设计二氧化碳的实验室制法,设计好后立即付诸实验,并一举成功。
通过以上学生自己思考设计的实验,不仅巩固强化了学生的基础知识,还有效拓展了学生的创造性思维。
2.挖掘探究性实验,调动学生的创新精神
探究性实验是先做实验,通过观察、记录、分析、讨论,去粗取精,去伪存真,了解事物的本质及变化的根源,把感性的认识上升到理性。它是在“问题——实验——科学抽象——结论——应用”这样一个过程中体现的。能充分调动学生的积极性,激发兴趣,长期训练,不仅能培养学生的基本技能,更重要的是帮助学生建立创新思路、创新观念,调动学生的创新精神。
如有关硫酸根离子的检验,教材中说的是:先加入氯化钡,有白色沉淀,再滴入稀硝酸,白色沉淀不溶解,则说明原溶液中有硫酸根离子。此实验只是验证这种方法能检验硫酸根离子,效果并不太好。在教学中,我先让学生看书,初步总结硫酸根离子的检验方法,然后分别在硫酸和硝酸银溶液中滴入氯化钡溶液,再加硝酸,白色沉淀同样不消失,硝酸银溶液并不存在硫酸根离子。这时,学生必然疑问顿生:为什么教材中方法不行?进而讲解硫酸根离子的检验方法。最简单的办法是先加盐酸,如果没有气体、沉淀生成,然后再加入氯化钡溶液有沉淀生成,则原溶液中有硫酸根离子。
这种通过推理概括来获得结论的探索性实验,活跃了学生的思维,激发了学生主动积极探索的热情,增强了自信,激活了创新能力,其创新精神得到了升化。
3.加强实验的改进,培养学生的创新能力
要培养学生的创新能力,教师必须以自己的创造性劳动去影响学生,为学生起表率作用,让学生对一些演示实验、实验装置、操作也作合理的改革,从而促进学生创新能力的提高。
二、认真审题,仔细作答
做题前,一定要认真读题。如选择题,命题者常在其后面说明每一小题有一个还是有一至两个正确选项,千万不能凭想当然地都选一个选项了之。选择题通常要求选出正确的答案,但也有要求选择错误答案的。例如,下列玻璃仪器不能用来加热的是()。①试管②量筒③烧杯④漏斗,如果忽略了题中的“不”字,选出的答案就会定错无疑。认真审题的另一层意思还在于要求大家一定要按题目的要求去做。如填空题及推断题,到底是要求填序号、填名称,还是用化学用语去表示等。此外,常见的含有装置图的实验题,本来只要求指出错误,你却偏偏答如何如何改正,这也是答非所问。
三、由易到难,珍惜时间
考场上的时间是有限的。拿到试卷之后,通篇浏览后,一般即可按试卷的先后顺序做题,可有些同学却上来就做计算题或占分多的题目,这样做实在是不可取的。正因为这些内容占分多,因而难度也就大,一旦做不出来,必定影响情绪。
甚至造成简单题的失分。所以希望大家要先做那些易答、易得分的题目。对于难题,可冷静地分析、审清题目的条件及要求,找出解题的关键,顺藤摸瓜,逐步攻克,若实在攻克不下,千万不可花去过多的时间,以免影响后面题目的解答。
对已答出来但无十分把握的题目,要留出些时间去检查,必要时可换换思路另解验证。
Abstract:ObjectiveTostudythechemicalcompositionofRhizomaSmilacisChina.MethodsThecompoundswereisolatedbychromatographyonsilicagelcolumnandtoyopearlgelcolumnandidentifiedonthebasisofphysicochemicalconstantsandspectralanalysis.ResultsFourcompoundswereisolatedas:3,5,4’trihydroxystibene(Ⅰ)、3,5,2’,4’tetrahydroxstilbene(Ⅱ),Querceetin4’OβDglucoside(Ⅲ),Protecatechuicacid(Ⅳ).ConclusionThecompoundⅣisobtainedfromthisplantforthefirsttime.
Keywords:RhizomaSmilacisChina;Chemicalconsitutents
菝葜为百合科植物菝葜SmilaxchinaL.的根茎,在我国主要分布于长江以南地区,资源丰富,《中国药典》2005年版Ⅰ部有收载,为较常用中药材,具有祛风利湿,解毒散瘀之功效,主要用于妇科多种炎症,疗效显著。作者对其化学成分进行了研究,从其根茎的乙醇提取物中分离得到了4个化合物,根据理化常数和光谱分析,分别鉴定为3,5,4’三羟基芪(3,5,4’trihydroxystibene,Ⅰ)、3,5,2’,4’四羟基芪(3,5,2’,4’tetrahydroxstilbene,Ⅱ)、槲皮素4’OβD葡萄糖苷(querceetin4’OβDglucoside,Ⅲ)、原儿茶酸(protecatechuicacid,Ⅳ)。化合物Ⅳ为首次从菝葜中分离得到。
1仪器与材料
1H-NMR:VarianMercuryVX-300/600型核磁共振仪,13C-NMR:VarianINOVA-150型核磁共振仪,EI-MS:VGZAB-3F型高分辨多级有机质谱仪,FT-IR:NICOLET670型红外光谱仪(NicoletIR-6.0数据处理系统),UV:UV-2401型可见-紫外分光分光光度仪,ToyopearlHW-40F为Toyosh公司生产,薄层层析硅胶及柱层析硅胶为青岛海洋化工厂生产,试剂均为分析纯,菝葜药材由湖北福人药业公司提供,经湖北中医学院鉴定教研室鉴定。
2提取分离
取菝葜药材饮片5kg,用70%乙醇加热回流提取3次,2h/次,减压回收溶剂,浓缩后的药液依次用醋酸乙酯,正丁醇萃取,醋酸乙酯提取物经反复硅胶柱色谱,分别用不同比例的氯仿-甲醇梯度洗脱,ToyopealHW-40柱色谱纯化,反复重结晶处理,得到化合物Ⅰ(30mg),Ⅱ(17mg),Ⅲ(45mg),Ⅳ(13mg)。
3结构鉴定
化合物Ⅰ:浅黄色针晶,mp247~249℃。EI-MS:227(M+H)。IR(KBr)cm-1:3292,1606,1587,1512,1450,1380,1330,1260,1160,965,830,810,662。1HNMR(CDCl3)δPPm:9.51(1H,s),9.16(2H,s),7.39(2H,d,H-2'''',6''''),6.94(1H,d,J=16.3HZ,H7''''),6.82(1H,d,J=16.3HZ,H8''''),6.75(2H,d,J=8.5HZ,H3'''',5''''),6.37(2H,d,J=2.0HZ,H2,6),6.11(1H,d,J=2.0HZ,H4)。13C-NMR(CDCl3)δPPm:158.4(C3,5),157.1(C4''''),139.2(C1),128.0(C2'''',6'''',8''''),127.8(C1''''),125.6(C7''''),115.5(C3'''',5''''),104.2(C2,6),101.9(C4)。波谱数据与文献[1]报道的3,5,4''''三羟基芪数据一致,故确定该化合物为3,5,4''''三羟基芪(3,5,4''''trihydroxystibene)。
化合物Ⅱ:淡黄色针晶,mp94~97℃。EI-MS:243(M+H);IR(KBr)cm-1:3229,1616,1593,1520。1HNMR(CDCl3)δPPm:9.57(1H,s),9.38(1H,s),9.14(2H,s),7.36(2H,d,J=8.5HZ,H-6''''),7.17(1H,d,J=16.5HZ,H7''''),6.78(1H,d,J=16.3HZ,H8''''),6.35(2H,d,J=2.0HZ,H2,6),6.32(2H,d,J=2.3HZ,H3''''),6.26(1H,dd,J=8.5HZ,2.3HZ,H5''''),6.08(1H,d,J=2.1HZ,H4)。13CNMR(CDCl3)δPPm:158.5(C3,5),158.1(C4''''),160.0(C2''''),140.0(C1),127.1(C6''''),124.6(C8''''),123.2(C7''''),115.2(C1''''),107.2(C5''''),104.0(C2,6),102.6(C3''''),101.3(C4)。波谱数据与文献报道[2]的3,5,2'''',4''''四羟基芪数据一致,故确定该化合物为3,5,2'''',4''''四羟基芪(3,5,2'''',4''''tetrahydroxstilbene)。
化合物Ⅲ:黄色针晶,盐酸-镁粉反应和Molish反应均呈阳性。EI-MS:302(M-glc)。酸水解产物用TLC法检识有槲皮素,用PC法检识有D葡萄糖。IR(KBr)cm-1:3302,1657,1628,1602,1502。1HNMR(CDCl3)δPPm:12.45,10.78,9.20,9.10(each1H,s,OH),9.97(1H,d,J=2.0HZ,H2''''),7.86(1H,dd,J=8.5HZ,2.0HZH-6''''),6.96(1H,d,J=8.5HZ,H5''''),6.48(1H,d,J=2.0HZ,H8),6.19(1H,d,J=2.0HZ,H6),4.78(1H,d,J=7.0HZ,H1''''''''),3.4~4.78(6H,m)。13CNMR(CDCl3)δPPm:175.9(C4),163.9(C7),160.6(C5),156.1(C9),148.8(C4''''),146.2(C2),145.2(C3''''),135.9(C3),123.5(C1''''),122.1(C6''''),115.9(C5''''),115.8(C2''''),102.9(C10),102.4(C1''''''''),98.2(C6),93.6(C8),77.2~60.6(3''''''''~6'''''''')。波谱数据与文献[3]报道的槲皮素4''''OβD葡萄糖苷一致,故鉴定该化合物为槲皮素4''''OβD葡萄糖苷(quercetin4''''OβDglucoside)。
化合物Ⅵ:白色针晶,mp195~197℃。FeCl3反应阳性。薄层检识与原儿茶酸一致。EI-MS(m/z):154(M+)。IR(KBr)cm-1:3274,1677,1604,1530,1437,1381。1HNMRδPPm:7.43(1H,d,J=2.0HZ,H2),7.42(1H,dd,J=2.0,8.5HZ,H6),6.78(1H,d,J=8.5HZ,H5)。波谱数据与文献[4]报道的原儿茶酸数据一致,因此可确定该化合物为原儿茶酸(protecatechuicacid)。
【参考文献】
[1]陈广耀,沈连生,江佩芬.土茯苓化学成分的研究[J].北京中医药大学学报,1996,19(1):44.
一、加强教师责任感,保证复习教学正常进行
崇高的责任感是进行教育教学的必要条件,是取得学生信任的基矗只有一个教师把他的大部分精力都投入到教育教学中去,并且学生为这种投入感动且自发学习的时候,教与学的双向交流才能正常进行,被教育者才能愉快地接受教育者的示范和训诲。崇高的责任感会产生巨大的凝聚力,具有不同知识水平、工作能力、教学风格、心理特征、觉悟程度和身体素质的各个教师团结一致,精诚合作,就能变成具有多方面能力的教研群体,“群体互补效应”又会产生新的力量,这是取得复习成功的必要保证。
二、找准基点,对准差生,普遍提高质量
实践表明,影响教学质量提高的关键是中差生。对中差生采取适当的教法,帮助他们快速提高,让他们每一节课都有成功的喜悦。对中差生要摸清底子,找出症结之所在,对症下药。对中差生,我们主要依靠“三多”(多提问、多指点、多鼓励)和“五时”(备课时想到他们、讲课时针对他们、批改时面对他们、辅导时找到他们、表扬时不忘他们)进行拉、帮、带。但同时,也要保证优生的复习,他们毕竟是老师希望的寄托。我们的做法主要是在布置习题时采取分层次指导。同时,也利用好学生的良好学习习惯来带动中差生的学习,但要防止负面作用。
三、加强学法指导,减少无效劳动
“教是为了不教,学是为了会学”,变学会为会学,是教学观念的一种根本转变。教学的根本任务并非单纯地让学生学会某些知识,其中包括教授学习的方法和思考的方法。也就是说我们的教育目的不是让学生做现代科学知识的消费者,而是让学生做科学知识的创造者。一个人在学校学习期间,既无必要也不可能将自己今后一生工作所需要的知识学到手。就拿化学来说,每月发表的文章数以千计,即使把每月发表的文章读一遍,半年时间恐怕也不够,这就迫使我们对学生进行指导,教会他们掌握获取知识的方法和能力。而能力则是一个合格高中毕业生进一步成长的依托,是在不同道路上成材的充要条件。在复习中,我们重点突出一个“导”字,让学生主动学习,自我探索知识,在深入思考中发现疑点,强化思维活动。同时要求学生吃透书本和记典型习题的解题思路和方法,以期举一反三,触类旁通。
四、发挥家长—科任—班任三位一体质量管理体系的作用,齐抓共管,全面推进
作为科任,要充分利用家长和学生接触时间长、熟悉学生个性和对学生的殷切厚望,调动家长参与复习教学,弥补家庭教育这个盲区,加强和完善学生学习习惯的养成教育。此外,我们也要充分利用班主任在学生心目中的权威地位,取得班主任的支持,共同做好学生思想工作,使学生全身心地投入学习。
五、精心组织课本知识,善待外来题
单元复习课不能是知识的单纯重复,更不能是教师的灌输加题海。我们需要的是创造性的复习,我们要努力培养和充分相信充分发挥学生自我总结知识的潜能。在复习工作中,教师的主导作用同样在于发挥学生的主动作用,学生不想学习、厌倦学习,将使教师为教学采取的一切措施都无法达到预期效果。
对于课本知识,要求学生必须经历一个由厚到薄,再由薄到厚的过程,要求学生重点掌握规律性知识、应用性知识和特殊性知识,最好同时形成对习题的评价能力,这将使学生终生受益。
教学过程是一个开放的体系,不但要求学生全面掌握知识,也要求教师兼容并包。必要数量的习题是复习不可缺少的组成部分,习题重在质而不在量。有人统计,复习中演练过的习题有60%是重复的,有300个左右题目足可以帮助学生理解和消化复习内容并能取得理想效果。我们除了建立自己的题库之外,还有选择地选用外省或外校的习题,但老师应严格把关,不要图省事,不要为高额回扣所诱惑,争取把学生负担减小到最低限度。
六、提高学生心理素质,加强心理辅导
高中生正处于青春期,面临着个体的社会化过程,各方面都即将成熟,又尚未成熟,这是一个心理多变的时期。学校、老师、家长都对学生寄予很高的希望,学生也为自己树立了奋斗目标,在趋向目标的过程中,学生难免产生应试焦虑,老师应正确认识和估价学生的心理焦虑,适时地给予鼓励、指导,有条件还可以请心理专家讲一讲心理卫生,帮助学生稳度难关。此外,也应加强学生的职业指导,树立正确的社会角色意识,减少焦虑的诱因,帮助学生形成健康人格。
七、研究高考,提高复习的针对性
在当前情况下,回避历年高考试题导向作用是错误的。高考题是高考要求的具体体现,它既反映了高考的范围和重点,又展示了题型和特点,是复习教学的重要参考。每位教师都应认真研究高考题的特点及变化趋势,使复习做到有的放矢。此外,还要充分发挥考试说明的主线作用,突出高考题的示范作用,以此帮助学生查缺补漏,树立高考信心,稳定考生情绪,保证复习的完成。
整体和局部性科学是一个复杂的知识体系,好比一块蛋糕。为了便于研究,要把它切成大、中、小块。首先切成自然科学、技术科学和社会科学三大块。在自然科学中,又有许多切法。一种传统的切法是分为物理学、化学、生物学、天文学、地理学等一级学科。近年来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、纳米科学、认知科学、系统科学等的分类方法。化学是从科学整体中分割开来的一个局部,它和整体必然有千丝万缕的联系。这是它的第一个属性。
学科之间的关联和交叉如果把科学整体看成一条大河,那么按照各门科学研究的对象由简单到复杂,可以分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游科学,化学是中游科学,生命科学、社会科学等是下游科学。上游科学研究的对象比较简单,但研究的深度很大。下游科学的研究对象比较复杂,除了用本门科学的方法以外,如果借用上游科学的理论和方法,往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科学之花,可以接下游科学之木”。具有上游科学的深厚基础的科学家,如果把上游科学的花,移植到下游科学,往往能取得突破性的成就。例如1994年诺贝尔经济奖授予纳什,他在1950年得数学博士学位,1951-1958年任美国麻省理工学院数学讲师、副教授,后转而研究经济学,把数学中概率论之花,移到经济学中来,提出预测经济发展趋势的博弈论,因而获得诺贝尔经济奖。
发展性化学的内涵随时代前进而改变。在19世纪,恩格斯认为化学是原子的科学(参见《自然辩证法》),因为化学是研究化学变化,即改变原子的组合和排布,而原子本身不变的科学。到了20世纪,人们认为化学是研究分子的科学,因为在这100年中,在《美国化学文摘》上登录的天然和人工合成的分子和化合物的数目已从1900年的55万种,增加到1999年12月31日的2340万种。没有别的科学能像化学那样制造出如此众多的新分子、新物质。现在世纪之交,我们大家深深感受到化学的研究对象和研究内容大大扩充了,研究方法大大深化和延伸了,所以21世纪的化学是研究泛分子的科学。
定义的多维性一门科学的定义,按照从简单到详细的程度可以分为:(1)一维定义或X-定义,X是指研究对象。(2)二维定义或XY-定义。Y是指研究的内容。(3)三维定义或XYZ-定义。Z是指研究方法。(4)四维定义或WXYZ定义,W是指研究的目的。(5)多维定义或全息定义。一门科学的全息定义还要说明它的发展趋势、与其他科学的交叉、世纪难题和突破口等等。这样才能对这门科学有全面的了解。下面以化学为例加以说明。
化学的一维定义
21世纪的化学是研究泛分子的科学。泛分子的名词是仿照泛太平洋会议等提出的。泛分子是泛指21世纪化学的研究对象。它可以分为以下十个层次:(1)原子层次,(2)分子片层次,(3)结构单元层次,(4)分子层次,(5)超分子层次,(6)高分子层次,(7)生物分子和活分子层次,(8)纳米分子和纳米聚集体层次,(9)原子和分子的宏观聚集体层次,(10)复杂分子体系及其组装体的层次。
化学的二维定义化学是研究X对象的Y内容的科学。具体地说,就是:化学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应,制备、剪裁和组装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,生理和生物活性及其输运和调控的作用机制,以及上述各方面的规律,相互关系和应用的自然科学。
化学的三维定义化学是用Z方法研究X对象的Y内容的科学。化学的研究方法和它的研究对象及研究内容一样,也是随时代的前进而发展的。在19世纪,化学主要是实验的科学,它的研究方法主要是实验方法。到了20世纪下半叶,随着量子化学在化学中的应用,化学不再是纯粹的实验科学了,它的研究方法有实验和理论。现在21世纪又将增加第三种方法,即模型和计算机虚拟的方法。化学的四维定义化学是用Z方法研究X对象的Y内容以达到W目的的科学。化学的目的和其他科学技术一样是认识世界和改造世界,但现在应该增加一个“保护世界”。化学和化学工业在保护世界而不是破坏地球这一伟大任务中要发挥特别重要的作用。造成污染的传统化学向绿色化学的转变是必然的趋势。21世纪的化工企业的信条是五个“为了”和五个“关心”:为了社会而关心环保;为了职工而关心安全、健康和福利;为了顾客而关心质量、声誉和商标;为了发展而关心创新;为了股东而关心效益。
化学的多维定义———21世纪化学研究的五大趋势
1、更加重视国家目标,更加重视不同学科之间的交叉和融合在世纪之交,中国和世界各国政府都更加重视国家目标,在加强基础研究的同时,要求化学更多地来改造世界,更多地渗透到与下述十个科学郡的交叉和融合:1数理科学,2生命科学,3材料科学,4能源科学,5地球和生态环境科学,6信息科学,7纳米科学技术,8工程技术科学,9系统科学,10哲学和社会科学。这是化学发展成为研究泛分子的大化学的根本原因。所以培养21世纪的化学家要有宽广的知识面,多学科的基础。
2、理论和实验更加密切结合
1998年,诺贝尔化学奖授予W.Kohn和J.A.Plple。颁奖公告说:“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具,将化学带入一个新时代,在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了。”所以在21世纪,理论和计算方法的应用将大大加强,理论和实验更加密切结合。
3、在研究方法和手段上,更加重视尺度效应
20世纪的化学已重视宏观和微观的结合,21世纪将更加重视介乎两者之间的纳米尺度,并注意到从小的原子、分子组装成大的纳米分子,以至微型分子机器。
4、合成化学的新方法层出不穷合成化学始终是化学的根本任务,21世纪的合成化学将从化合物的经典合成方法扩展到包含组装等在内的广义合成,目的在于得到能实际应用的分子器件和组装体。合成方法的十化:芯片化,组合化,模板化,定向化,设计化,基因工程化,自组装化,手性化,原子经济化,绿色化。化学实验室的微型化和超微型化:节能、节材料、节时间、减少污染。从单个化合物的合成、分离、分析及性能测试的手工操作方法,发展到成千上万个化合物的同时合成,在未分离的条件下,进行性能测试,从而筛选出我们需要的化合物(例如药物)的组合化学方法。
化学实验既是化学学科的基础和灵魂,又是理解知识的重要方式,同时也是中考考察的重点内容。近年来,化学实验探究题已成为中考化学学科的重要题型之一。实验探究题既考察了学生对基础知识和基本技能的掌握情况,又考察了学生分析问题、解决问题的能力。实验探究题要求较高,区分度也很好,成为近年中考题的热点,这给我们的教学提出了新的要求。为此,我们在教学实践中应从以下几个方面加以改进和完善。
一、上好实验课
在实际教学中,往往为了省事,在讲到实验时,仅停留于“纸上谈兵”,“讲”实验,“画”实验。有时实验“画”都懒的画,直接用课本投影或让学生看课本图示。这就使得学生是索然无味“听”实验,“背”实验。对实验中提出的问题,不是通过观察实验现象得出结论,回答问题。而是听老师“说”现象,记现象,得结论。因此,在实际教学中上好实验课非常重要。我们尽量将实验课放到实验室进行,边做实验边讲解。必要时实验让学生自己动手做,问题让学生自己提。让他们自己从实验中寻找答案。这样效果会很好。这既体现现代学生的特点,又能培养学生的能力。同时,借助实验可以强化学生对基础知识的理解,提高实验能力。
二、遵循课程标准但是不拘泥于教材,对教材中的探究性进行创新。
中考考试说明中明确提出,化学学科考试内容严格遵循课程标准的前提下,编制试题,活而不偏,适度开放。加强以实验探究为核心的科学探究活动的考查。这就要求我们在实际的教学过程中利用好教材中的活动与探究。由于教材中的化学探究性实验内容的时间紧。教师在教学过程中可以针对探究性实验内容有所侧重,选择具有代表性的实验重点突破并有时创新。用来测定空气成分的方法很多,如图1所示是用红磷在空气中燃烧的测定方法。
图1图2
实验过程:
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题:
(1)集气瓶中剩余的气体主要是。
(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,
你认为导致这一结果的原因可能是、
(3)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示),你认为改进后的优点是:。
将课本实验进行改造和创新,可以培养学生综合运用知识分析问题和创造性解决问题的能力。使学生对知识的理解产生“质”的飞跃。为学生做好实验探究题打下坚实的基础。
三、转变教育思想,更新教学理念。
新课程理念强调:基础教育的任务不仅是传授知识,更重要的是让学生改变单一的接受性学习,掌握科学的学习方法,通过研究性学习、参与性学习、体验性学习和实践性学习来掌握科学知识。新课程理念要求打破以讲授、灌输为主的教学方式。使用体现学生参与合作,师生互动,探究创新的教学模式。努力引导学生自主专研,鼓励他们求异创新,主动构建自己的知识体系。但是很多老师仍按传统的教学思想去教学,对新课标准的要求视而不见,在实际教学中仍是以讲授、灌输为主教学方式,把自己放在了主题地位。以下是我听一位教师的课堂片段探究CO2与水的反应实验。
老师:取两支试管,在A试管中加入2ml蒸馏水,滴入2滴紫色石蕊试液。问学生石蕊试液颜色是否改变?
生:没变色,仍为紫色。
师:在试管B中加入几小块石灰石,再加入一定量的稀盐酸,迅速塞上带导管的橡皮塞。将导气管伸入试管A的溶液中。大家观察一下紫色石蕊试液颜色是否变化了?(演示实验)
生:紫色石蕊试液变成了红色。
师:紫色石蕊试液为什么变成了红色?(紫色石蕊试液遇酸变红色)
生:因为二氧化碳与水反应生成了碳酸。
师:给试管A加热至液体沸腾,大家观察一下颜色是否有变化?
生:红色又变成了紫色。
师:红色为什么又褪去了?
生:A中没有碳酸了。
师:碳酸是否稳定?
生:不稳定,受热分解了。
[板]CO2+H2==H2CO3
H2CO3CO2+H2O
这样的实验探究乍一看进展非常顺利,而且师生双边活动、课堂气氛都很好。若仔细分析不难发现,实际上仍是老师起主体作用。实验是老师做的,问题是老师提的,现象也是在老师提示下学生回答的。这样的教学实际上还是传统的灌输式教学。就像现在市场上销售的感冒药—感冒胶囊,换成的氨酚烷胺那敏胶囊,从外观名称看,好象是新药,实际仍然是以前的老药。而新课程理念提倡的是学生参与合作,师生互动,探究创新的教学模式。这就要求我们改变传统的讲授灌输式教学,变成师生先一同进行原理学习,然后由学生自己寻找装置,师生共同设计实验,然后学生自己亲自操作。实验结束后进行交流与讨论,总结出实验结论。这样可以真正体现学生的主体地位。让学生在快乐中学习,在实践中获得知识。同时提高学生的实验操作能力。
四.联系现实生活
新课程标准的理念是由过分注重学科系统知识的化学课程向贴近社会、贴近生活、体现STS教学思想的化学课程转变。近年来的中考题注重体现化学学科的实际应用研值和学科特点,体现化学与社会、生活的紧密联系。因此,在教学实际中,要足于学生发展和实际需要,将生活实际与物质的性质及变化联系起来,引导学生发现问题,对问题进行探究,从而获得化学知识与经验。
生活中,处处是化学,留心身边的生活现象,把教学研究的视角延伸到生活当中去,丰富多彩的生活为课题设计提供了丰富的资源。
例如:(徐州市2008中考)2008年春季,特大暴风雪袭击了我国南方地区,在抗击暴风雪的战斗中,融雪剂发挥了—定的作用。小明现有一包某公司生产的融雪剂,已知它由碳酸钠、氯化镁、硫酸铜、氯化钠中的一种或几种物质组成。
[提出问题]该公司生产的融雪剂到底含有什么物质呢?
[查阅资料]含钠元素的物质在酒精灯的火焰上灼烧时会产生黄色火焰。
[实验探究]下面是小明设计的探究实验,请你帮他完成。
实验操作
实验现象
结论
①取少量融雪剂,加水溶解
得无色溶液
不含物质
②另取少量融雪剂,滴加稀硫酸
无明显现象
③向该融雪剂的水溶液中滴加氢氧化钠溶液
出现白色沉淀
④
含有氯化钠
[反思和评价]
(1)写出③中反应的化学方程式。
(2)融雪剂融雪的原理是。
(3)使用融雪剂有很多危害,例如会腐蚀道路、桥梁。请你再举一例。
总之,在化学教学中,教师要在新课程标准的指导下运用多种教学方式和手段不断完善自己的教学。在实验探究教学中切实从有利于学生身心发展的高度,提高对化学实验探究教学重要性的认识。加强对化学实验探究的教学研究,努力提高化学实验探究教学的质量。
参考文献:
现在提倡用教材教书而不是教教材,所以在开学的第一节课,笔者不是急于去给学生教物理变化和化学变化等内容,而是专门开设一堂趣味实验课。准备的实验有烧不坏的手帕,魔棒点灯,蔗糖变成了黑发糕,变色喷泉,自动变瘪的饮料瓶,还有几组液体的颜色变化。这些趣味实验会深深地吸引学生的眼球,让他们对化学课堂留恋往返。此时,再告诉学生,以上实验仅仅是利用了初中化学知识设计的,要是大家学会了中学的化学知识,不仅可以设计出很多趣味实验,甚至可以自己搞些小发明创造。这样做很能迎合中学生爱寻求刺激的心理,还能激起学生的创作欲望。每年上这节课时,笔者都能从学生的目光中感受到他们对化学教师的崇拜,对化学课堂充满了好奇。
二、用欣赏的眼光赏识鼓励学生,激发他们的斗志,主动克服困难
在这里,笔者要告诫各位同行,千万别歧视学生,尤其是那些成绩差的学生。想一想他们上课又不影响课堂纪律你为什么不给他们好脸?他们成绩差是因为你没把他教会,你应该反省,你应该好好去帮助他们,为什么还要高高在上嘲笑他们?更何况这帮孩子自尊心是多么强烈,你要是不用心去呵护他们的自尊,他们恐怕就会破罐子破摔成了“双差生”。给一点阳光,让他们也灿烂一下吧!
三、不要把目标定得过高
中国人老爱说:“失败乃成功之母”。对于那些大人物而言,失败锤炼了他们钢铁般坚强的意志,培养了他们勇于挑战困难的精神,最终走向了辉煌。可是在我们周围又有多少人面对多次失败而不气馁的?更何况我们所面对的是尚未定性的青少年,他们不是英雄,不是伟人,他们的意志力可没有钢铁般坚硬。当他们面对困难太多时,大多会逃避,应付差事,甚至伪装自己,使得老师想帮他们却无从下手。所以,我们常说把目标定得让学生蹦一蹦就可达到较好。化学式的书写可是个教学难点,突破这个难点可不是一两天就能完成的,贵在让学生经常书写,通过勤练部分学生是可以达到要求的。
四、帮助学生养成良好的学习习惯
笔者所教的班级中男孩子特别多,他们大多心情浮躁,听课不认真,做作业不认真,对所学知识掌握得一知半解。笔者就把勤奋善于听讲同学的上课状态介绍给他们:“人家上课时屁股做地特别稳,对其他同学的所作所为根本不予理睬,两眼一直盯着老师生怕漏过了哪句话没听到,真可谓是如痴如醉。”平时也引导他们多向班级中的女生看齐,看看人家的听课状态,看看人家做的笔记,看看人家的作业,激励他们缩小与女生间的差距。
1.知识盲区,形成错解
这主要是因为学生对化学基础知识理解不够全面、深入、透彻,只是一知半解,所以,回答考查知识理解情景的试题答非所问。
例1.甲烷在空气中的爆炸极限为5%~16%,爆炸最强烈时空气中含甲烷的体积分数(空气中含氧气21%)是()。
A.8.6%B.9.5%C.10.5%D.33.3%
呆板性表现:1体积甲烷燃烧时需氧气2体积,则V(空气)=2÷21%=9.5,所以的体积分数为1÷9.5×100%=10.5%。这是由于对爆炸气体的理解有盲区,不知9.5体积的空气中并不包含的体积,而本题中的空气应是含CH[,4]的特殊空气。
正确的解法是:1体积甲烷燃烧时需空气9.5体积,故的体积分数为1/(1+9.5)×100%=9.5%,故选B。
上例是对爆炸的内涵和外延的考查,要求学生灵活、全面、准确地理解相关知识。知识理解上如果存在盲区或漏洞,都会导致试题错解。因此,在平时教学中,既要弄清课本中某一知识的内在含义,又要把握其与相关知识纵横联系,双管齐下,使之融会贯通。
2.依样画符,造成错解
只会生搬硬套一些公式、定理、概念,而不看问题的本质,挖掘隐含的信息,判断失误,造成错解。
例2.在100mL某硝酸和硫酸的混合液中,硝酸的浓度为0.4mol/L,硫酸的浓度为0.1mol/L,向其中加入1.92g铜片,微热使其充分反应,最终溶液中物质的量浓度为______(不计由于气体放出引起的溶液体积的改变)。
试题中的对学生解题迷惑性很大,许多学生由于没有认清其“庐山真面目”,时常作出错误判断。常温下,在中性或碱性溶液中几乎无氧化性,而在酸性溶液中表现出强氧化性,能将等离子氧化,能溶解Cu、Ag等不活泼金属,所表现出来的性质与稀相当。在教学中,点拨解题迷津,归纳知识要点,可使学生从山穷水尽之困境步入柳暗花明之坦途。
3.思维僵化,促进错解
不会进行比较、分析、综合、抽象、概括等思维活动,更不会运用类比、猜想、求异等创新思维方法而导致错解。
例3.某课外活动小组利用附图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛,图中铁架台等装置已略去。请填写下列空白:
附图实验装置
(1)甲装置浸在温度为70℃~80℃的水浴中,目的是______。
(2)实验时,先加热玻璃管乙中的镀银铜丝,约1min后鼓入空气,此时铜丝即呈红热状态。若把酒精灯撤走,控制一定的鼓气速度,铜丝能长时间保持红热直到实验结束。
(3)乙醇的催化氧化反应是______反应(填“放热”或“吸热”),该反应的化学方程式为______。
(4)控制鼓气速度的方法是_________;若鼓气速度过快则会_______,若鼓气速度过慢则会________。
(5)若试管丁中用水吸收产物,则要在导管乙、丙之间接上戊装置,其连接方法是(填戊装置中导管代号):乙接_______,______接丙;若产物不用水吸收而是直接冷却,应将试管丁浸在______中。
呆板性表现:(1)错答的方式有“加快反应速率”,“恒温加热”,解答不够准确、完整;(3)方程式书写中出现反应条件不写或不完整,没有配平等错误,解题规范性差;(4)错答的形式有“控制挤压气囊的速率”“使反应不够充分”“乙醇的用量不够”等。这种答案没有答到问题的本质,没有抓住反应的特点。(5)容易将接口接反,认为是“长进短出”,不了解戊装置的作用。
如果我们运用类比思维进行分析:此反应是在玻璃管中进行,乙醇只有变成蒸气才能到玻璃管中与氧气在催化剂的作用下反应,且还要保证一定的生成速率,因此,甲装置常常浸在温度为70℃~80℃水浴中。由(2)中的现象可知该反应为放热反应;鼓气速度的控制要有明显的标志,因而可用甲中单位时间内冒出的气泡数来控制;此反应的进行需一定的温度,若控制好鼓气速度,反应放出的热量就能维持反应的进行。装置戊的作用是防止丁中水倒吸,气流应是“短进长出”。这样由浅入深,层层递进,答案就显而易见了。
4.以偏概全,导致错解
表现为思维滞阻,不能主动地从问题中获取信息,产生由此及彼、由表及里的联想,因此也就无法沟通结论和条件间的逻辑联系,发现解题途径。
例4.某元素R硝酸盐的相对分子质量为m,该元素相同价态的硫酸盐的相对分子质量为n,则该元素的可能化合价是()。
A.B.C.D.
二、思维呆板性的解决对策
1.教学方法的灵活性,让学生会思考
教学方法上的呆板性是形成学生思维呆板性的主要原因之一。如在元素及其化合物这部分知识教学中,不少教师为了减少课堂教学中的“麻烦”,达到“顺利”完成预定教学计划的目的,往往不分青红皂白,一律采用:“结构—性质—例题—练习”的模式进行教学,而对于结构是怎样影响物质的化学性质又怎样影响物质的物理性质,物质的性质又怎样反映出它的结构特点等,最容易培养学生思维灵活性的问题,却往往不重视。这种呆板的教学方法,用教师的思维代替了学生的思维,学生被教师牵着鼻子走,其结果必然形成学生思维的消极、懒惰、麻木,从而表现出思维的呆板。为此,必须坚决打破教学方法上的呆板性,提倡多样化,要根据教学内容和学生的特点,选择不同的教学方法,如运用幻灯、多媒体、开放实验室等灵活多样的方法进行教学。注重启迪学生的思维,引导学生肯动脑子、爱动脑子、会动脑子。
2.教学方法的发散性,让学生会想象
发散性思维是一种创造性思维,它可以从一点出发,运用所学的知识进行放射性联想,以点带面,点面结合,广泛联想。而联想是一种追忆性的思维活动,是思维流畅的主要表现,要防止学生思维的呆板性,就必须在联想能力的培养上狠下工夫。为此,一要引导学生熟记某些物质的特性(如、HCHO等)作为联想的“知识库”,发散归纳同一类物质的结构特点及其化学性质。二要教给学生联想的方法,如通过“物质的量”横向联想学过的有关公式,纵向归纳公式互相转换的条件和化学含义;从某些物质的反应去联想概念的特征;从化学平衡的图象题去联想、归纳有关物质反应的图象题,做到从条件和结论的因果关系上去联想,从物质的性质和结构的结合点上去联想,从物质的量变引起质变的关键因素去联想。三要随时注意唤起学生的联想,如讲授新知识时引导学生联想旧知识,讲授例题时引导学生联想知识点,归纳解题方法,从而培养学生自觉联想、主动联想、积极联想的好习惯。
3.教学方法的创新性,让学生会发现
所谓创新,广义地说就是的不依常规,独立地创造某种新颖、奇特与具有一定社会价值的思想和实践,它是科技不断发展、社会赖以进步的生命线。化学作为自然学科中思维性极强的一门基础学科,在培养学生的创新思维方面,有其得天独厚的条件。教学中必须鼓励和引导学生独立思考,勇于提出自己的见解,充分发挥每个学生的创造性潜能。而教师本身应具有创新意识和创新思维,即教师对每个问题的提出及教学过程都必须是再现式思维和创新思维有机结合的典范,为此教师要尽可能把教学过程设计成发现问题—分析问题—解决问题的创造型模式,着力营造“情感共鸣沟通,信息反馈畅通,思维活跃流畅,创造精神涌动”的最佳意境。如氯、溴、碘活泼性强弱的创新系列实验:
(1)在一张滤纸的中心处,滴一滴饱和的溴化钠溶液,待其湿润之后,再滴上一滴氯水,滤纸呈现黄色的斑点。
(2)在呈黄色的斑点处,再滴一滴碘化钠溶液。滤纸上的斑点颜色变为浅褐色。
(3)在浅褐色的斑点处,再滴一滴淀粉溶液,滤纸上的斑点变为蓝色,该系列实验用滤纸代替了常规的试管,令人叫绝;变间断式实验为连续实验,节约时间;实验现象明显而又有趣,不像常规的那么呆板沉闷。成功的创新演示实验,不但给以示范,而且激励学生的创新动机,培养创新精神和创新能力。
通过这样的教学,既使学生克服了思维的呆板性,萌发创造灵感,又激发了学生学习的内驱力,并使他们从中深刻领悟到感知、理解、建构化学知识的方式和方法。从具体到抽象,从已知到未知,从无序到有序,重视知识的发生过程,重视学法指导,逐步达到“教是为了少教、不教”,使学生达到会学、要学、乐学的高境界!
4.教学方法的综合性,让学生会欣赏
1.1教育领域
随着虚拟技术的发展和教学要求的不断提高,虚拟技术已进入教育领域,并且已成为完成教育工作的一种有效方式。例如利用化学教育软件,展示化学实验的流程和结果。学生可以通过使用该软件,了解和掌握整个实验过程,然后再进行实践操作。这样,既可以减少实验的危险性,又可以提高学生的学习兴趣和效率,减少不必要的浪费。再如利用物理教学软件,开展“欧姆定律”的讲解,其效果生动,且学生便于理解。
1.2生物制药领域
虚拟技术在生物制药方面的应用主要是在药物的设计阶段:采用相关的分子设计软件,设计药物小分子,模拟小分子与受体的相互作用,预测小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代谢途径、代谢物及其各类性质。目前,这种药物设计模式已被国际专业制药公司在研发新药时采用,并与实验相结合,以达到减少研发消耗,提高研发成功率的目标。1.3医疗领域虚拟技术在医疗领域的应用主要有:手术培训、手术模拟、医学影像检查和临床诊断。已经报道的“上海交通大学附属第九人民医院骨科专家成功完成真正意义上的3D打印骨盆重建手术”,是虚拟技术在医疗领域成功应用的又一案例。
2、化学信息学
化学信息学的研究领域并未经过刻意界定,很多化学家在各自不同的研究领域中力争发展和采用计算机的方法来处理大量涌现的化学信息,建立化合物的结构与性质的关系。在20世纪60年代,化学信息学的发展已初见端倪,到了70年代开始出现了飓风式的发展。因此,相关的化学信息学的定义有多种。
比较典型的有以下一些论述。
(1)采用分子模拟和数据分析技术与高分辨图形显示组合,得到了令人惊讶的结果。因此,化学信息学是通过应用信息技术帮助化学家研究新问题、组织并分析科学数据,以研发新化合物、新材料的过程。
(2)很多人认为化学信息学是化学信息的扩展,它涵盖了与化学结构、数据存储和计算方法相关的领域,如化合物登记系统、在线化学文献、结构-活性关系分析和分子性质计算[3]。化学信息学作为一个学科名称来说是很新的,但我们可以体会到,它存在于我们周围已经有了一段时间。不同的阶段常会给出不同的化学信息学的定义。
所以,在讨论这些不同观点的时候,我们认为“化学信息学是一门应用信息学方法和计算机技术来辅助解决化学问题的学科”[4]这个论述更具有普适性。
化学信息学方法主要有三种,即基于数据、基于逻辑和基于原理。
(1)基于数据的方法建立和利用多种化学数据库管理系统和化学数据库中的数据。该方法主要的作用是在数据库中获得已记录的相关信息。
(2)基于逻辑的方法利用已有的化学数据库中的数据,并在此基础上,利用归纳、推理和分类等方法将数据转化为知识,并对知识实施有效的管理,以便于知识得到广泛的应用。最终,能用于解决实际的化学问题。该方法适用于大量数据的处理,对象具有比较强的规律性。同时,它能解决数据库系统不能解决的问题。
(3)基于原理的方法利用已有的量子化学的理论,对化学对象作相关的量化计算,并根据计算结果,研究对应的化学问题。该方法能从原理上解释化学问题,但不适用于大批数据和大的体系的处理。在化学研究中,这三种方法相辅相成。对于不同的研究对象或不同的研究阶段,采用对应的方法组合。
3、化学研究
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、用途和有关理论的一门学科,由于有机化合物都含有碳,同时以碳、氢化合物为母体,因此这门学科又可称为“碳化合物的化学”或“碳氢化合物及其衍生物的化学”,随着这门学科的发展,诞生出了高分子化学、元素有机化学等新学科,为合成染料、橡胶、纤维、药物、塑料等有机化学工业建立了理论基础。化学的研究内容主要可归纳为三部分:分子设计、合成设计和结构确定。利用相关技术设计具有特定功能的化合物即为分子设计[5];利用相关技术设计特定化合物的合成路线即是合成设计;结构确定包括两部分:结构解析和谱图模拟。结构解析是根据已有的化学谱图,推测对应的化学结构。谱图模拟是基于化合物的化学结构,预测其化学谱图。化学是重要的基础科学之一,它也是一门建立在实验基础上的科学。在化学研究中实验和理论这两方面一直是相互依赖、彼此促进的。化学是一门古老而历史悠久的科学,它的研究模式为灵感、经验和实验(见图1)。长期实验数据的积累,为现在和今后的化学研究提供了宝贵的财富。截至2013年12月,已有记载的小分子化合物达7600多万个,化学反应约5580万个。要有效应用如此大量的研究和实验数据,只有采用信息技术才能实现。在此,我们提出了化学研究的现代模式,即在化学研究的传统模式中融入虚拟技术(见图2)。分子设计是化学研究的内容之一。传统模式的分子设计流程如图3所示,某种化合物的性质,通常是在得到化合物之后,经过实验测试才可获得对应的性质。现代模式的分子设计流程如图4所示,化合物的性质,可以用相关软件预测获得。根据获得的预测结果和经验,决定是否要合成该化合物。图3和图4中的分子设计流程显示,两者的差异主要在合成之前。传统模式在合成之前的分析工作仅以文献信息作为判断依据。而现代模式,既以文献信息作为判断依据,又以软件预测结果作为分析判断依据。从原理上讲,采用现代模式合成的化合物,其符合需求的成功率要高于传统模式,研究过程中产生污染的几率要比传统模式的低。
首先,弄清化学实验与研究性学习的关系:
在中学化学教学中,充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征,挖掘和开发化学实验在研究性学习中的功能,对于改变学生的学习方法,形成终身学习的能力具有重要的意义。
一、化学实验是研究性学习的一种重要途径
研究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学研究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程。化学实验是学生化学学习中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境,具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验的功能和研究性学习的特征决定了化学实验必然是研究性学习的重要途径。
二、化学实验作为研究性学习途径的教学策略
在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行研究性学习,要充分挖掘化学实验在研究性学习中的功能,发挥化学实验在研究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用,研究开发研究性实验,引导学生通过实验去发现和研究解决问题的方法,在化学实验中培养学生的科学素质,实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动研究性学习的根本转变。
第二、化学实验与研究性学习课题的选择:
通过化学实验开展研究性学习,必须着力培养学生的化学实验能力和自主学习能力,同时也必须依据学生的知识能力来确定研究课题,特别是依据学生的化学实验能力来选择适当的研究课题。根据我们开展研究性学习的体会,在服从课题研究的原则基础上,我们主要采用以下几种方法选择课题。
一、结合化学教学选择研究课题。当今课改的重要任务就是要提高学生的实践能力和创新精神,适当增加一些探索性实验,有利于提高学生的探索欲望,培养学生的创新能力。例如Fe2+和Fe3+的转化,可以改进为探索性实验:根据现有实验条件,如何实现Fe2+和Fe3+的转化?让学生首先设计实验方案,其次交流设计思想,筛选确定最佳方案,最后实施实验并得出实验结论。这种探索过程比空洞的讲授更能调动学生利用多种感官主动参与信息加工、构建知识,使学生的潜能得到更好的开发。
二、结合日常生活选择研究课题。社会生活中的问题无处不在,我们引导学生从自己身边开始思考,提出问题,并筛选确定研究课题,然后让学生收集资料、研究实验方案,通过实验自主探讨、自主学习,极大发挥学生的创新能力。如探讨铁生锈的原因,一方面学生选择了生活中常见的各种铁件,又设计了锈蚀的不同条件开展实验,另一方面学生又到工厂、商店、居民区、农村……开展实地调查,学生对铁生锈的原因、造成的危害及预防生锈的措施有了全面深刻的认识,写出了较高质量的化学小论文。
三、结合当地生产实践选择研究课题。我们结合当地经济建设的实际情况,结合课外活动及实践活动的开展,让学生大胆探索、积极创新。譬如围绕水的问题,可以启发学生从我县水的资源、利用、水患、污染、监测、防治等方面去思考,学生积极性高,提出了许多问题,他们调查排污口,参观自来水厂,监测水的pH值及重金属离子、苯酚等含量,并请来环保局人员共同分析,取得了良好的社会效益。
四、结合化学课外活动选择研究课题。利用化学课外小实验、趣味化学实验、化学小魔术等积极探讨化学实验的设计方案,研究化学实验的现象、实验装置、实验操作、实验观察、实验记录、实验分析和实验报告。如自制汽水的原理与方法、热水瓶(锅炉)中水垢成分的分析、相片冲洗原理的探索等等。
第三、研究性学习在化学实验应用:
1.设计实验方案
教师提出实验目的,让学生设计实验方案,然后师生共同逐个讨论,寻找多种方案或确定最佳方案。例如,在学习实验室制乙烯这一内容时,先说明乙烯中会混有SO2和CO2气体。让学生设计实验,证明它们的存在。结果学生都知道应先将气体通过装有品红溶液的洗气瓶,看到品红褪色,证明有SO2气体。但在接下来的检验CO2存在的操作中,意见出现了分歧,学生提出了如下方案:①将气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊;②将气体通过装有足量的NaHCO3溶液的洗气瓶后,再通入澄清的石灰水中,石灰水浑浊;③将气体通过装有酸性KMnO4溶液的洗气瓶中,溶液褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊;④将气体通过装有酸性KMnO4溶液的洗气瓶中,溶液不褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊;⑤将气体再一次通过装有品红溶液的洗气瓶中,品红不褪色,再通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊。然后师生讨论:方案①和③没有将可能未与品红溶液反应完全的SO2带入澄清石水中,方案不合理;方案②虽完全除去了SO2气体,但SO2与NaHCO3溶液反应会产生CO2气体,显然也不合理;方案④和⑤既能完全除去SO2气体,也不会减少或生成CO2气体,且现象明显,上述两个方案都合理。
2.改进实验装置
教材上有些实验装置复杂、实验费时费药,有些实验现象不够明显,还有些实验环境污染严重等等,教师可带领学生对这些实验进行改进。如酚醛树脂制取实验以后,试管难以洗净,每次实验只得更换试管,改进后我们用医用废磷霉素小瓶替代试管进行实验,不但节省了大量的试管,而且药品用量比原来少了许多。
3.研究不同反应条件对实验的影响
学生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液实验后,让他们将上述实验操作顺序颠倒,观察现象,并进行解释。再如用较纯净的锌粒与稀硫反应速度较慢,当在反应混合物中加入少量CuSO4溶液时,反应速度大大加快,可让学生探索原理。