乙醇氧化生成乙醛演示实验的创新与改进

2006年第5期化学教育57乙醇氧化生成乙醛演示实验的创新与改进蒋海明杨赶龙唐煜何小英(1,湖南科技学院生命科学与化学工程系425006;2,湖南永州市第二中学425006)摘要针对传统教学方法中乙醇氧化生成乙醛演示实验中的装置、现象、绿色环保3个方面存在的缺点与不足,进行了创新与改进,以及实验教学过程中如何培养学生创新能力、绿色环保意识、师生互动教学方式进行初步的探讨关键词演示实验乙醇乙醛创新与改进绿色环保乙醇在铜催化下与氧气反应生成乙醛的实验是学习乙钟后把酒精灯移往脱脂棉处慢慢加热脱脂棉时,再用镊子夹醇重要性质的传统方法,中学化学教材口安排实验操作是,希夫试纸靠在管口,则很快就会清楚地看到黑色的CuO在试管里加2mL乙醇,把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精粉末变成红色的单质铜,白色的无水(usSO粉末变成蓝色灯火焰上加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜,立即CuSO4·5H2O,且试管口的希夫试滤纸也变成紫红色把它插入盛有乙醇的试管里(图1),这样反复操作及此,注意生成乙醛的气味,并注意观察铜丝表面变化。对于这个实验玻管的改进,化学教育工作者也在不断的探索与研究6。但上加热过的谰丝述所有实验存在着明显的缺点,(1)现象可观察性不强,不能起到课堂演示作用,作为演示实验,所产生的现象都应使每乙醇位学生可清楚地观察到现象;(2)采用闻的方法不可靠,并且乙醛有刺激性气味,对人体不利,不符合当前绿色环保实验的要求;(3操作过程的实验现象不明显,操作过于繁琐;(4)图1传统装置其反应过程生成的水不能在实验现象中演示出来,不能完全浸有无水乙醇的锐脂棉的体现本实验的实验本质与原理希夫试纸Cu0粉乙醇氧化生成乙醛的实验,弥补传统方法的不足和增加实验创新的是本文的亮点,本文就上述实验中的装置、现操作、环保等方面进行创新与改进的探索。1实验用品无水CuSO4粉末试剂:无水乙醇、CuO粉末、无水CuSO4粉末、对品红盐图2改进与创新后的装置酸、亚硫酸氢钠、浓盐酸等3实验讨论仪器:Φlcm、12cm长的两通硬质试管、橡胶塞、镊子、酒(1)从图2可知,实验装置简单明了,易操作,两通管可精灯、烧杯250mL、脱脂棉等。用破的试管代替.废物利用,加强学生对回收利用的意识,提2实验步骤高对资源充分利用的能力。2.1制备希夫试纸7(2)实验现象明显直观,符合化学演示实验的要求,并全溶解0.2g对品红盐酸于100mL热水中、冷却后,加2g面体现了本实验的原理与本质亚硫酸氢钠和浓硫酸,最后用蒸馏水稀释200mL(储存备①改进后的实验其不同的颜色实验现象更明显突出,真用)实验时取一张滤纸,用剪刀剪成直径略大于试管的圆正符合演示实验的要求,全体同学可直接看清楚不同的颜色片,滴取希夫试剂数滴均匀地浸湿圆片滤纸,即制得所需试变化,增加了实验的趣味性,烘托课堂气氛可提高学生学习的积极性,可激发学生的学习欲望,使之处于兴奋状态,继而2.2实验流程创设问题情境,讨论各种现象的产生原因,这样老师与学生取Φlcm、12cm的两通玻璃试管,在离管口4cm处装就可以相互讨论,在讨论中解决问题疑惑,形成师生互动CuO粉末,另一端塞上脱脂棉,并用滴管吸取无水乙醇滴在②改进的乙醇氧化生成乙醛实验,还可以清楚地从现象棉团上,漫透即可,立即套上橡胶塞,再在试管管口装上无水中知道乙醇氧化过程也产生了水,使学生对醇氧化产物有CuO粉末且管囗略朝下,固定于铁架台上(图2)。个全面的直观认识,加深了对乙醇的了解和掌握,全面体现2.3实验现象了本实验的原理与本质。教师可以通过类似的实验过程中如图2连接好装置,用酒精灯在CuO粉末处加热,半分设问“为什么有水生成?,激励学生产生强烈(下转第6页)·64化学教育2006年第5期引导学生就此发表观点、作出评价,使学生的认识得到提升。们的身边,触摸到那些不朽的灵魂。当人的心灵和科学相遇2.3.2有关情感、态度、价值观的讨论时,科学和人文就融合了,而桥梁就是教师精心设计的情景要像美国著名学者萨顿曾经鲜明提出的那样.“赞美科和问题学所含有的人性意义,并使它重新和人生联系在一起”。在笔者常常这样发动讨论:“如果是你,你会怎样…”“某某化学史中反映科学的人文性的素材比比皆是,拉瓦锡等人对化学家他在做什么?想什么?他为什么这样…”等等。例如氧气的研究及不同的结果可以引发学生讨论“怎样才能把握在比较居里夫人和贝克勒耳的研究课题时,笔者设计了这样成功的机遇”;拉瓦锡的最终命运还可以引发学生思考“科学的问题“如果是你,你会选择哪一个课题?为什么?紧接着家甚至一个普通人在社会洪流中如何把握自己的命运”;哈又问“你会为贝克勒耳感到遗憾吗?你觉得他后来的研究有伯的人生选择则可以引发学生讨论“科学家或一个普通的人价值吗?在这样的讨论中,学生通过设身处地的感受,既讨的社会责任和良知”;讨论门捷列夫的童年遭遇、个性、艺术论了“课题”这个科学探究的重要要素,又从“人文”的角度去修养是怎样使他成为一个有大成就的科学家;居里夫人惊人理解了科学研究的价值问题。这就使得“理”中有“文”了的毅力和献身精神更可以引发学生思考“怎样的生活才是同样,在讨论居里夫妇在“棚屋”内艰苦地工作时,我设正幸福的生活计了这样的问题“你愿意成为他们的助手吗?“如果你是校教师在教学中不应做空洞的说教,应该把发言权交给学长,你会提供更好的条件吗?你觉得哪些条件应该改善?接生。在学生有了心灵触动时,教师只要适度引导,完全可以着又问:“如果有很好的实验条件,居里夫妇是否会很轻松?将学生的“心中所感”引发出来。教师的引导要注意两点在这样的问题中,学生作为一个角色进入到居里夫妇的工作是避免讨论的空洞说教,要引导他们回到彼时、彼景中去,让情景中,不仅充分体会到居里夫妇工作条件的极端艰苦,感学生感同身受、推己及人,体会科学家作为一个普通人的感受他们超常的毅力,也理解科学研究的严密性、化学实验的受,再将这些与自己的生活相比较。从而引导他们去思考人一般方法。这就使得“文”中有“理”了。二是允许学生发表不同的见解,由于学笔者在实践中不断探索,由于对史料进行了较有深度的生年龄和认知能力的局限即使观点失之偏颇也是正常的。挖掘,生动翔实的素材大大丰富了教学内容;由于采用了这时,教师应给予引导,把握客观、正确、积极的方向些生动、形象的教学手段和精心设计的问题情景,激活了学2.3.3实现“文”和“理”真正意义上的融合生的思维,触动了他们的心灵,使得课堂讨论时时进发出智文理综合,不是“文”、“理”简单的“拼盘”,而是相互“融慧的火花,化学史教学也就焕发出了生命力。合”,即“文”中有“理”,理”中有“文”。怎样才能做到这一点?通过教学实践,笔者认为教师要始终坚持以“人”为本的1]靳玉乐,论基础教育课程发展的新理念.教育理论与实践原则,在化学发展史中化学家是主体,而在课堂上学生是主体教师要为这2个主体搭建桥梁,让学生能够走到化学家2](日)山冈里化学史传北京:商务印书馆,1995(上接第55页)一一一一一进行不同的组合使用,或者和传统讲授式的教学模式混合使2]宋心琦.北京市义务教育课程改革实验教材化学全一册,北京用,切忌生搬硬套过于机械。本文所列举的该实验教学单元北京出版社,北京教育出版社,2004:38的教学设计和效果评析在于抛砖引玉,其应用面是很广的[3]朱慕菊.走进新课程与课程实施者对话.北京:北京师范大学出希望广大化学教师和实验员积极探索更多优秀的教学案例版社,2002:131供大家参考,以推进课程改革的顺利进行。]教育部师范教育司组织.更新培训观念变革培训模式—中小学教师继续教育学习纲要.长春:东北师范大学出版社文献2001:44-46[1]胡玉娇化学教育,2005,26(5):46-47(上接第57页)的求知欲望从而主动地获取知识,充分发挥学生的智力潜1]人民教育出版社化学室编著.高中化学.第二册,北京:人民教能,积极地去思考和探索,分析问题、解决问题育出版社,233(3)微型、绿色、节俭化的实验得到了充分的体现[2]黎茂坚,化学教育,2003,24(1):43本实验试剂用量少、污染减小,希夫试纸可以吸收的尾[3]赵宏年,梅育清.化学教育,1996,(10):16气乙醛而生成的CuSO1,5H2O与Cu的极易分离回收再朱心奇,化学教学,2006):1利用,符合教学大纲的实验教学要强化环境意识提倡化学5]王恩德.化学教学,2001,(12):6-7实验的绿色化[6]张淑慧.黑龙江教育,2005,(1):727]曾昭琼编著.有机化学实验.第3版,北京:高等教育出版社