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    化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建議之六

    2013-04-29 00:44:03宋心琦
    化學(xué)教學(xué) 2013年5期
    關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué)

    宋心琦

    摘要:分析了溶液酸堿性的檢驗(yàn)和酸堿的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn),并提出了具體的教學(xué)建議。認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生體會(huì)到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,認(rèn)識(shí)到在相同條件下對(duì)客觀事物的描述不應(yīng)因地和因人而異的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。

    關(guān)鍵詞:溶液酸堿性;酸堿的化學(xué)性質(zhì);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

    文章編號(hào):1005-6629(2013)5-0003-02 中圖分類(lèi)號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

    也許和化學(xué)始于人們?cè)趯?duì)最鄰近或最關(guān)注的物質(zhì)進(jìn)行識(shí)別和應(yīng)用時(shí),經(jīng)常用直接感知到的顏色、氣味、硬度等方面的信息作為物質(zhì)的物理性質(zhì)來(lái)描述有關(guān),這個(gè)傳統(tǒng)至今仍然見(jiàn)之于化學(xué)文獻(xiàn)和教材之中。雖然人們的感官對(duì)同一客觀事物的感受大體相同,但是這類(lèi)描述存在著因個(gè)體之間存在差別帶來(lái)的不確定性卻是不可諱言的事實(shí)。對(duì)事物的定性描述往往會(huì)出現(xiàn)因人而異的情況,這是實(shí)驗(yàn)者對(duì)觀察結(jié)果的描述帶有主觀性的原因,因而缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論所要求的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。故而設(shè)定客觀標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范測(cè)試方法等措施,便成了科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中必不可少的基礎(chǔ)工作。pH概念的提出和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法的確定,就屬于這類(lèi)工作。自此溶液的酸堿性的測(cè)定結(jié)果,不再受到實(shí)驗(yàn)者的主觀差異的影響。所以在進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí),不應(yīng)當(dāng)把實(shí)驗(yàn)的目的僅僅局限于學(xué)會(huì)使用pH試紙和通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)定對(duì)象-的酸堿性留下大致的印象。從主觀地感知到客觀地測(cè)定,不僅應(yīng)當(dāng)看成是一個(gè)由定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎康倪^(guò)程,應(yīng)該幫助學(xué)生體會(huì)到這是科學(xué)技術(shù)發(fā)展本身的需要,在相同條件下對(duì)客觀事物的描述不應(yīng)因地和因人而異,是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性的體現(xiàn)。故而溶液酸堿性測(cè)定實(shí)驗(yàn)可以作為情感態(tài)度價(jià)值觀教育的素材之一。

    pH試紙的出現(xiàn),有兩個(gè)前提條件。一個(gè)是pH概念和pH標(biāo)準(zhǔn)的確定,另一個(gè)是化學(xué)家發(fā)現(xiàn)自然界存在著能夠通過(guò)變色顯示溶液酸堿性的物質(zhì),并由此合成了大量變色范圍確定、靈敏度較高的化學(xué)物質(zhì),即化學(xué)指示劑。單一指示劑如酚酞、甲基橙等的應(yīng)用,只能局限于某個(gè)pH范圍。為了提供一種使用方便,能夠適應(yīng)廣范圍pH測(cè)定的需要,促成了由多種指示劑混合而成的廣范圍pH指示劑和廣范圍pH試紙的問(wèn)世。這里體現(xiàn)了在混合物中,各組分的化學(xué)性質(zhì)雖然保持不變,但是混合物卻有了單一組分所不具有的新性質(zhì)的特點(diǎn)。它有助于初學(xué)者進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到機(jī)械混合也可以獲得單一組分所不具有的新性質(zhì)(這是人們?cè)趯?duì)物質(zhì)進(jìn)行改性時(shí)最常用的方案)。通過(guò)列舉和交流生活中熟悉的混合物體系(包括各種復(fù)方藥劑、食品、飲料、建材、涂料、煙花等)有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)混合物和純凈物的差別和關(guān)系。

    1

    關(guān)于檢驗(yàn)溶液酸堿性實(shí)驗(yàn)的建議

    (1)實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn):這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的有兩個(gè)方面,一個(gè)是學(xué)習(xí)pH概念和學(xué)會(huì)使用pH試紙。另一個(gè)是通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)象的測(cè)定,對(duì)它們?cè)谒斜憩F(xiàn)出來(lái)的酸堿性有所了解。為此課標(biāo)鼓勵(lì)盡可能選擇與環(huán)境和實(shí)際生活密切相關(guān)的對(duì)象(如雨水、自來(lái)水、淘米水、發(fā)酵后的或酸敗后的食物、唾液、汗液、洗發(fā)水等等)作為實(shí)驗(yàn)的試樣??梢杂蓪W(xué)生自主選定后,分組進(jìn)行,并整合為一項(xiàng)探究性活動(dòng)。

    (2)作為探究性活動(dòng),必須確定探究目標(biāo)、探究方法和取樣方法。要保持足夠的樣本數(shù)和學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理方法(利用計(jì)算器就可以完成)。

    (3)雖然pH測(cè)定是一項(xiàng)極其簡(jiǎn)單的操作,由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的復(fù)雜多樣,實(shí)際上隱含著不安全因素,教師應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案,及時(shí)提醒學(xué)生采取必要的安全措施。

    (4)這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象較多,但是內(nèi)容卻偏少。建議和酸、堿的化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)合并,以保證探究酸、堿的化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)有比較充裕的時(shí)間。

    2關(guān)于探究酸、堿化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的建議

    (1)實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn):這是以探究某種酸或堿的主要化學(xué)性質(zhì)為目標(biāo)的一類(lèi)實(shí)驗(yàn),也是和傳統(tǒng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本相同的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)。溶液酸堿性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)象基本上都是呈酸性或堿性的稀溶液,這個(gè)實(shí)驗(yàn)用到的酸和堿雖然也是酸堿的稀溶液,但是為了探究它們的化學(xué)性質(zhì),順利地觀察到它們的化學(xué)變化和主要產(chǎn)物,不僅要用化學(xué)試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而且所用試劑的濃度大都超出了用pH試紙測(cè)定的范圍。無(wú)必要進(jìn)行逐個(gè)pH測(cè)定。應(yīng)當(dāng)以某些金屬及其氧化物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,著重探究酸和堿的化學(xué)性質(zhì)。如果選擇的探究對(duì)象較多,做起來(lái)會(huì)比較費(fèi)時(shí)(需要多次重復(fù)洗滌試管,選取試樣、加入酸或堿溶液、振蕩或加熱、觀察并記錄等)。和溶液酸堿性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)合并后在時(shí)間上可以充裕些。

    (2)為了形成對(duì)照,實(shí)驗(yàn)探究對(duì)象最好相同或大致相同。即用來(lái)和每種酸或堿作用的物質(zhì)基本相同。這種做法容易對(duì)所用酸或堿的化學(xué)性質(zhì)形成比較深刻的印象。

    (3)如果條件許可,建議允許學(xué)生選擇一些日常物品,如紙張、棉布、化纖織物、木屑、塑料等物,觀察它們?cè)谒峄驂A液作用下的變化,這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以利用點(diǎn)滴板來(lái)進(jìn)行。還可以對(duì)有明顯侵蝕作用的試樣,探究酸堿濃度的影響。以強(qiáng)化濃度可以影響物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。用以擴(kuò)展對(duì)常用酸堿的了解,有助于提高在使用酸堿時(shí)的安全意識(shí)。

    (4)作為化學(xué)試劑的酸和堿,大都具有較強(qiáng)的腐蝕性,亦即存在潛在的不安全隱患。建議對(duì)于在評(píng)價(jià)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)時(shí),把安全意識(shí)和措施作為一個(gè)重要內(nèi)容。

    3 其他

    初中化學(xué)的酸堿鹽教學(xué)中,一般只注意酸和堿,鹽則以介紹組成特點(diǎn)和化學(xué)式寫(xiě)法為主,顯得平淡而無(wú)味。其實(shí)鹽在化學(xué)中和生活生產(chǎn)中都非常重要。對(duì)化學(xué)視野的形成很有幫助。

    作為酸和金屬的反應(yīng)產(chǎn)物以及酸堿中和的產(chǎn)物(此外,還有金屬和鹽之間置換反應(yīng)產(chǎn)物等),鹽的種類(lèi)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)酸和堿。僅就中和反應(yīng)而言,由n種酸和m種堿生成的鹽理論上至少可以達(dá)到n×m種,如果包括酸式鹽和堿式鹽,數(shù)目就更多了。所以化合物中,鹽的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)酸和堿。例如工業(yè)上普遍應(yīng)用的酸和堿的種類(lèi)屈指可數(shù),而鹽類(lèi)則不可勝數(shù)。

    以外,鹽通常比酸或堿穩(wěn)定,大多數(shù)可以晶體形式存在。易于提純,也便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和計(jì)量。這是藥劑、食品添加劑等商品經(jīng)常采取鹽的形式的原因之一。

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