化學實驗能夠幫助我們直觀地理解抽象的化學原理,但是受設備條件、實驗安全性及實驗現(xiàn)象難以捕捉等因素的影響,很多時候我們無法全面、清楚地觀察到化學反應的全貌。隨著信息技術的發(fā)展,智能教學工具日漸融入課堂,希沃白板作為一種先進的多媒體教學工具,為化學實驗的全程呈現(xiàn)提供了新的可能。本文聚焦運用希沃白板重現(xiàn)化學實驗中的精彩瞬間,結合鎂條燃燒、鐵與硫酸銅反應等實驗案例,探討其在幫助我們提高化學理解能力、增強化學學習興趣中發(fā)揮的作用。
一、精彩瞬間一:鎂條燃燒實驗的動態(tài)演示
鎂條燃燒實驗是化學中常見的氧化還原反應實驗,它的化學方程式為:
鎂條燃燒時會發(fā)出耀眼的白光,最終生成白色的氧化鎂。這一過程由于反應劇烈,演示時我們往往無法看清反應的細節(jié)。然而,通過希沃白板可以將實驗的關鍵瞬間再現(xiàn)出來,幫助大家理解整個反應過程。
(一)實驗場景的虛擬重現(xiàn)
利用希沃白板的多媒體功能,可以動態(tài)呈現(xiàn)鎂條從加熱到燃燒的全過程。通過放慢燃燒反應的速度,我們就能清晰地看到鎂條表面由逐漸變紅直至燃燒發(fā)出白光的過程。
(二)反應前后的物質(zhì)形態(tài)展示
希沃白板能夠生動地展示鎂條在燃燒前后的形態(tài)變化。在燃燒前,可以利用希沃白板的放大功能,詳細展示鎂條的銀灰色金屬光澤,讓大家對鎂條的外觀有更直觀的認識;燃燒后,希沃白板則可以展示生成的白色粉末,即氧化鎂,從而讓我們對反應產(chǎn)物有直觀的感受。
(三)氧化還原反應的細節(jié)解析
在反應過程中,希沃白板可以通過動畫形式展示鎂與氧氣分子之間的相互作用。通過電子得失的動態(tài)演示,可以幫助我們理解鎂在該反應中的氧化過程及氧氣的還原過程。同時,還可以展示電子從鎂原子到氧原子的轉(zhuǎn)移過程,直觀呈現(xiàn)氧化還原反應的核心機制。
(四)實驗中顏色變化的重復再現(xiàn)
在希沃白板上,可以反復播放鎂條燃燒發(fā)出的白光,并通過動畫強調(diào)這一特征現(xiàn)象。通過多次觀看,我們可以加深對實驗現(xiàn)象的印象,增強理解效果。
二、精彩瞬間二:鐵與硫酸銅溶液反應的顏色變化
鐵與硫酸銅溶液的置換反應是化學課本中的典型實驗,化學方程式為:
該實驗的精彩瞬間在于反應過程中溶液顏色的變化及銅單質(zhì)的析出過程。在實際實驗中,顏色變化往往難以捕捉,因此,利用希沃白板可以讓我們對反應現(xiàn)象有更深刻的理解。
(一)鐵與硫酸銅溶液初始狀態(tài)的展現(xiàn)
實驗開始前,希沃白板可以展示鐵粉或鐵絲與藍色硫酸銅溶液的初始狀態(tài),提醒我們注意實驗開始時溶液顏色為藍色。
(二)反應過程中顏色變化的動態(tài)模擬
在實際實驗中,顏色變化可能并不顯著,而希沃白板可以放大反應過程,利用顏色漸變的效果展示硫酸銅溶液逐漸從藍色變?yōu)榈G色的過程。通過動態(tài)模擬,我們能夠直觀感受到溶液顏色的變化趨勢,從而理解銅離子的減少及鐵離子的生成。
(三)銅單質(zhì)的析出現(xiàn)象
在實際實驗中,銅沉積過程可能比較緩慢或不明顯,希沃白板可以通過動畫演示銅原子逐漸從溶液中析出并附著在鐵絲上的過程,幫助我們更加清楚地觀察到這一反應的本質(zhì),增強對這一置換反應的理解。
(四)反應方程式與現(xiàn)象進行講解
在演示的同時,我們還可以利用希沃白板將化學反應方程式動態(tài)展示出來,將反應中的化學變化與實際觀察到的現(xiàn)象進行對應解釋,幫助我們更好地理解溶液顏色變化的原因及銅單質(zhì)析出的過程。
三、精彩瞬間三:氫氧化鈉與氯化鋁的復分解反應現(xiàn)象
在復分解反應的實驗中,氫氧化鈉溶液與氯化鋁溶液反應生成氫氧化鋁沉淀,化學反應式為:
該實驗的精彩瞬間在于沉淀的產(chǎn)生與再溶解現(xiàn)象。實際實驗中,我們有時難以觀察到沉淀的生成及其消失過程,而通過希沃白板可以更好地展示反應的精彩瞬間。
(一)溶液混合時的沉淀生成動態(tài)演示
利用希沃白板,可以動態(tài)演示氫氧化鈉與氯化鋁溶液混合后的沉淀生成過程。通過模擬白色氫氧化鋁沉淀逐漸生成的過程,我們可以清晰地看到反應的進行,并理解氫氧化鋁的沉淀現(xiàn)象。
(二)沉淀再溶解現(xiàn)象的展示
在實際實驗中,加入過量氫氧化鈉后,氫氧化鋁沉淀會再次溶解。希沃白板能夠放大這一過程,通過動畫展示氫氧化鋁在堿性條件下再溶解生成透明溶液的過程,幫助我們直觀感受復分解反應的可逆性。
(三)反應過程中物質(zhì)變化的可視化解釋
希沃白板還可以通過動態(tài)展示分子結構的變化,模擬氫氧化鋁從沉淀到溶解的整個分子變化過程,幫助我們理解沉淀生成與再溶解的反應機制。
(四)實驗現(xiàn)象與理論結合
通過希沃白板的演示,可以實時對生成沉淀和沉淀再溶解的現(xiàn)象進行分析,并結合化學反應方程式,解釋鋁離子與氫氧根離子反應生成沉淀的原因,以及過量氫氧化物導致沉淀溶解的化學機制。
通過對鎂條燃燒、鐵與硫酸銅溶液反應、氫氧化鈉與氯化鋁的復分解反應等實驗案例的分析,我們探討了希沃白板在化學學習中的應用。在化學實驗中,利用希沃白板,我們能夠清晰地觀察到實驗過程中難以捕捉的精彩瞬間,從而加深對化學反應過程的理解。總的來說,希沃白板能夠幫助我們增強學習效果,是化學學習中具有重要潛力的輔助工具。
【本文系 2023 年度漳州市教育裝備中心(漳州市電化教育館)教育信息技術研究課題《基于希沃白板創(chuàng)建高中化學智慧作業(yè)的實踐研究》研究成果】