時間:2022-09-21 19:55:20
序論:速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗,特別為您篩選了11篇化學(xué)歷史論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識!
首先應(yīng)熱愛教育事業(yè),熱愛實驗工作,沒有這一條,就根本談不上搞好工作。由于多種原因,實驗教師在校地位不高,待遇不好,有些人還瞧不起更不愿干這行,作為我本人既是化學(xué)實驗教師又是實驗室負責(zé)人理應(yīng)帶頭消除這種偏見。要看得起自己的工作,要看到實驗教學(xué)工作的重要性和發(fā)展前景,樹立熱愛工作的雄心壯志,在實踐工作中帶頭苦干,多動手,勤動腦以自己的行動去影響他人。
其次要有過硬的教學(xué)本領(lǐng),掌握更多知識主要是學(xué)習(xí)教材及實驗技術(shù)資料,同時也要參觀學(xué)習(xí)兄弟學(xué)校實驗工作經(jīng)驗,收集資料,學(xué)習(xí)別人先進管理經(jīng)驗,提高自身素質(zhì)。
(1)建立必要的實驗管理制度制度是紀律,它能保證教學(xué)工作的正常進行。首先我們制定了學(xué)生實驗各種規(guī)則,并掛在每個實驗室墻上,對學(xué)生第一次進入實驗室進行宣講。
(2)加強儀器設(shè)備管理化學(xué)實驗室有其特點,玻璃儀器多,易破損,化學(xué)藥品多(大多是腐蝕,?。┝闼闁|西多而雜。如何合理按排才能做到擺設(shè)分明,有條不紊使用方便。我的做法是,儀器藥品分類存放對號入座。
(3)做好儀器試劑的計劃和采購工作化學(xué)實驗與物理實驗略有不同,每學(xué)期都要補充化學(xué)試劑與易損耗的玻璃儀器,故在平時工作時,對要添置的物品及時紀錄,期末造好計劃,一開學(xué)就向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報并及時采購。
(4)建立實驗室各種帳冊儀器、標(biāo)本、模型、掛圖、藥品和實驗材料是學(xué)校的重要財產(chǎn),應(yīng)按其性能和使用情況分別建立帳冊,一般來說,中學(xué)實驗室應(yīng)建立教學(xué)儀器明細帳冊,實物流水帳,固定資產(chǎn)帳,此外還應(yīng)建立儀器卡片,標(biāo)鑒及各種登記冊:《儀器借用登記冊》,《儀器報廢登記冊》,《危險藥品領(lǐng)用登記冊》,《儀器損壞賠償?shù)怯泝浴返取?/p>
(5)組織好實驗教學(xué)學(xué)生分組實驗是帶有總結(jié)性,驗證性的實驗教學(xué),實驗以前作為實驗教師的我不但要備好實驗用品,而且要象任課教師一樣要認真?zhèn)湔n寫好備課教案,再試做一遍,直至實驗效果很明顯,然后學(xué)生進入實驗室后簡明扼要地向?qū)W生講解本次實驗的目的和實驗中注意事項,隨堂跟班輔導(dǎo)。
二、充分發(fā)揮化學(xué)實驗優(yōu)勢,重視培養(yǎng)學(xué)生能力
培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生各項能力是中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)重視的不可缺少的組成部分,化學(xué)是一門實驗學(xué)科,初中化學(xué)是學(xué)習(xí)化學(xué)的開端,在第一節(jié)課緒言部分就有“水的沸騰”,“鎂帶的燃燒”,“加熱堿式碳酸銅”。這些現(xiàn)象非常明顯,有放熱,發(fā)光,變色,放出氣體生成沉淀等,從而使學(xué)生掌握了什么是“化學(xué)變化”“什么是物理變化”調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和主動性。
三、采取措施促進興趣轉(zhuǎn)化
學(xué)生的實驗興趣大致可分為暫時興趣和持久興趣,前者帶有動搖性盲目性,后者具有穩(wěn)定性和自覺性,要使學(xué)生實驗興趣從前者向后者轉(zhuǎn)化甚至變成“志趣”采勸三多”措施是行之有效的辦法。
2.加強化學(xué)實驗學(xué)習(xí)和現(xiàn)實生活的聯(lián)系
任何學(xué)科領(lǐng)域都能在現(xiàn)實生活中找到原型,高中化學(xué)實驗涉及的教學(xué)內(nèi)容也不例外,脫離現(xiàn)實的化學(xué)實驗課程,無疑會因其抽象性增大學(xué)生的理解難度。綜合看來,新教材內(nèi)容更注重對學(xué)生自身經(jīng)驗的強調(diào),將其中化學(xué)知識內(nèi)容設(shè)計得更貼近現(xiàn)實生活,并充分反映化學(xué)學(xué)科的思想。具體實踐中,應(yīng)當(dāng)在備課及上課時從學(xué)生實際入手,結(jié)合學(xué)生所說的身邊實際案例,將其設(shè)計進實驗教學(xué)中,進而由教師引領(lǐng)他們進入到自己熟知的情景中,實現(xiàn)對化學(xué)知識的探究性學(xué)習(xí)。在寓教于樂的氛圍下,促成高中學(xué)生有效實驗。如學(xué)習(xí)“酸的性質(zhì)”時,可結(jié)合生活中的實際案例,提出問題:“同學(xué)們都知道用醋可以除茶壺里的水垢,這其中包含著什么樣的化學(xué)原理,怎樣通過實驗證明呢?”從而激發(fā)學(xué)生的探究欲望。還可結(jié)合生活實際,讓學(xué)生自行設(shè)計實驗,如學(xué)習(xí)“酯和油脂”時,可指導(dǎo)學(xué)生討論探究“餐具上附著的油脂的最佳清洗方案”,讓他們分組設(shè)計實驗步驟,分別用冷水、熱水、在冷水中加幾滴洗滌劑、在熱水中加幾滴洗潔劑四種方案,清洗餐盤上的油脂,觀察哪種方案清洗效果最好,所用時間最短,并對其中所含化學(xué)知識進行思考分析。結(jié)合生活中的例子,通過學(xué)生自主設(shè)計實驗,使學(xué)生在操作過程中掌握實驗方案的內(nèi)容、實驗設(shè)計方法、技巧等,提高學(xué)生的實驗探究能力。
3.加強案例教學(xué)的運用
在新時期教學(xué)方式方面,案例教學(xué)法結(jié)合學(xué)科知識特點,促進學(xué)生有組織、有目的性地學(xué)習(xí),進而積極鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)、研究能力,注重學(xué)生智力開發(fā),作為一種啟發(fā)式教學(xué)方法,其很適合現(xiàn)代學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。通過利用案例教學(xué)的實踐性和重現(xiàn)性,能在化學(xué)實驗教學(xué)中發(fā)揮其輔助功能。如在“測定溶液pH值”的實驗中,教師可為學(xué)生提供實驗操作的反例:為測定某種溶液的pH值,某位同學(xué)設(shè)計了實驗方案:①用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取待測液體,將其滴在潤濕的pH試紙上,對比標(biāo)準(zhǔn)比色卡,確定溶液的pH值;②將試紙放入待測液體中,對比標(biāo)準(zhǔn)比色卡,得出pH值。讓學(xué)生對該例子中的實驗方案進行分析,探討實驗?zāi)芊癯晒?。通過對“測定溶液pH值”的實驗進行分析可知,在實驗操作過程中,不能使用潤濕的試紙,也不能直接將溶液放入待測液體中,因此以上兩個方案都是錯誤的。通過舉出反例的方法,學(xué)生在討論分析案例中錯誤之處時,更進一步了解實驗設(shè)計方法,從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?。另外,在運用案例教學(xué)的過程中,應(yīng)注意案例的趣味性、實效性和典型性等,更應(yīng)從教學(xué)定位角度開展教學(xué)。
4.開展拓展性實驗
當(dāng)前高中化學(xué)實驗教學(xué)一般涉及很多演示實驗,目前,在高中化學(xué)此類實驗教學(xué)中,往往注重通過學(xué)生觀察的方式學(xué)習(xí)了解化學(xué)知識,一般輔助以教師的講解,在此基礎(chǔ)上總結(jié)觀察到的現(xiàn)象、結(jié)論,這種模式下先讓學(xué)生始終處于被動地位,久而久之,會磨滅其對化學(xué)實驗教學(xué)的興趣,使其缺乏對實驗的熱情和探究欲望,這對于學(xué)生的化學(xué)實驗素質(zhì)培養(yǎng)是極其不利的。因此,教學(xué)過程中,應(yīng)對此類實驗進行改進,開展拓展性實驗,加之融入創(chuàng)造方面的內(nèi)容,擴大學(xué)生思考空間。實施拓展性實驗教學(xué),可以通過改變演示實驗的目的、要求、材料、控制條件及處理方法、儀器、實驗步驟及過程、實驗場景等進行,從而創(chuàng)新實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計和創(chuàng)新能力。如在學(xué)習(xí)“驗證濃硫酸的脫水性”實驗中,教師為學(xué)生展示需要的實驗儀器,并對儀器在本實驗中的作用進行解說后,引導(dǎo)學(xué)生分析討論實驗儀器的技術(shù)要求,待學(xué)生了解相關(guān)知識后,要求他們對替換裝置或?qū)ρb置進行改裝,讓學(xué)生利用不同實驗儀器達到原實驗的目的,訓(xùn)練學(xué)生的化學(xué)實驗素養(yǎng)和創(chuàng)新思維素質(zhì)。如可以從生活中取材,利用細長帶有蓋子的玻璃飲料瓶代替燒杯,用鐵絲代替環(huán)形玻璃攪拌棒等。綜合來看,雖說演示探究實驗較耗時,卻可以加深學(xué)生對化學(xué)知識及實驗現(xiàn)象的理解,一定程度上減少后續(xù)的反復(fù)鞏固用時,有利于學(xué)生掌握學(xué)科知識的主干,并使高中學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力得到有效拓展。
為使課堂教學(xué)順利進行,每節(jié)課都應(yīng)有一個良好的開端,為學(xué)生創(chuàng)造探求新知的氛圍。為此,要想方設(shè)法使學(xué)生對該節(jié)課的引入產(chǎn)生興趣。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)動機中最現(xiàn)實的成分,是推動學(xué)生認識世界、渴求知識、探索真理的動力。所以,應(yīng)盡量從化學(xué)實驗引入新課。如在“課題1化學(xué)使世界變得更加孫麗多彩”中,課題內(nèi)容包含了大量的信息,從古代化學(xué)到現(xiàn)代化學(xué)再講到明天化學(xué)。從而讓學(xué)生了解什么是化學(xué),了解化學(xué)的重要性。這里的教學(xué)設(shè)計理念很好,但其泄及的內(nèi)容過于廣泛,學(xué)生是根本無法理解的。我感覺有點走過場的味道。我認為該課題的處理不適合就課講課,生搬硬套。于是,我對課題1的教學(xué)設(shè)計作了一些改變。首先,我做了一個將“白酒變葡萄酒”小魔術(shù)引入新課,學(xué)生的熱情立即調(diào)動起來了。接著又做了“密信顯字”和“魔棒點燈”這兩個趣味實驗,同時讓學(xué)生也參與一部分的實驗工作。這時候?qū)W生已經(jīng)對化學(xué)產(chǎn)生了極大的興趣。于是我就很自然地引入講解,化學(xué)與生活息息相關(guān)和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性的內(nèi)容。在講到化學(xué)與生活息息相關(guān)時,我又補充作了鐵置換硫酸銅溶液中的銅的實驗,讓學(xué)生感性認識新物質(zhì)的產(chǎn)生。又如在“化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)”中對蠟燭及其燃燒的探究這一實驗,看似簡單,其實有著比較深刻的內(nèi)涵。要鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地參與此項探究活動,敢于增添或更改某些實驗的內(nèi)容,誰觀察到的現(xiàn)象越多,描述越詳細越準(zhǔn)確越好。要鼓勵學(xué)生敢于將自己的實驗結(jié)果與別人進行交流,善于發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點,并改進自己的不足。學(xué)生因為剛開始接觸化學(xué),初始或不敢發(fā)言,但經(jīng)過我的鼓勵引導(dǎo)下,學(xué)生們變得踴躍發(fā)言,課堂氣氛熱情高漲。同時,初步激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。實驗教學(xué)不僅能讓學(xué)生感知化學(xué)規(guī)律,還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,思維能力和動手能力。
好的實驗?zāi)芤饘W(xué)生的直接興趣。適當(dāng)而巧妙地運用實驗手段來創(chuàng)設(shè)一個問題情境,對教學(xué)會有極大的幫助。例如講到金屬與鹽發(fā)生置換反應(yīng)后,教師可提出問題:“金屬鈉與硫酸銅溶液可以發(fā)生置換反應(yīng)嗎?”根據(jù)金屬活動性順序,學(xué)生會答“可以!”教師可再引導(dǎo):“如果可以,會有什么現(xiàn)象發(fā)生?”得出初步結(jié)論是如發(fā)生反應(yīng),會有紅色的銅析出。這時教師不失時機地演示出這一實驗,結(jié)果會發(fā)現(xiàn)金屬鈉浮在溶液表面不斷游動,最后溶液中生成藍色沉淀。這一現(xiàn)象與初步估計的相矛盾。此時的學(xué)生充滿疑惑,教師只需略加點撥,指出運用上述結(jié)論時,在常溫下能與水反應(yīng)的活潑金屬應(yīng)除外。
要知道,化學(xué)給學(xué)生所帶來的學(xué)習(xí)興趣很大程度上是來自于實驗。因此,我們應(yīng)盡可能多地利用實驗來創(chuàng)設(shè)真實的情境。[
在教學(xué)中,我們會遇到這樣的問題:一些演示實驗現(xiàn)象不明顯,不利于學(xué)生的觀察認知。怎樣解決這個問題,是擺在我們教師面前的一項任務(wù)。譬如,在《飽和溶液不飽和溶液》一節(jié)中,食鹽溶液、硝酸鉀溶液均無色,我將食鹽換成硫酸銅,硝酸鉀換成高錳酸鉀,這樣就把原來的無色變成了鮮艷的藍色和紫紅色,便于學(xué)生觀察試管底部是否有固體剩余,從而判斷溶液是否飽和。在學(xué)習(xí)硝酸鉀和氯化鈉的混合物分離時,遇到同樣的問題,我就采取類似的方法解決,達到了較好的效果。
二、補充演示實驗,融化知識點
當(dāng)我們講解純理論知識點時,光憑空洞說教學(xué)生往往是難以接受的,這就要求我們教師適當(dāng)補做一些演示實驗,調(diào)動學(xué)生的形象思維,以達到對知識的理解。在《二氧化碳》一節(jié)中,講到二氧化碳的實驗室制法時,強調(diào)要用稀鹽酸而不用稀硫酸。我增加了兩點:不可用碳酸鈉代替石灰石;滅火器中應(yīng)用碳酸鈉而不用石灰石。為了讓學(xué)生能更好地理解,我在講二氧化碳的實驗室制法前,先做了三個小實驗:⑴石灰石中注入稀鹽酸,反應(yīng)迅速,石灰石表面不斷冒氣泡;⑵石灰石中注入稀硫酸,開始時石灰石表面迅速放出氣體,一會兒,氣泡便停止產(chǎn)生;⑶碳酸鈉溶液與鹽酸混合,反應(yīng)非常劇烈,瞬時就完成。三個小實驗的演示,使學(xué)生對三個知識點的理解更容易、更透徹。
關(guān)鍵詞:探究教學(xué)化學(xué)
新一輪基礎(chǔ)教育課程改革已經(jīng)展開了,這必將促進教師教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的變革。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)無疑是本次課改的核心,但是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)僅僅靠每周一兩節(jié)研究性學(xué)習(xí)課是遠遠不夠的。如何處理好學(xué)習(xí)知識,培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)等各方面的關(guān)系,如何將研究性學(xué)習(xí)引入日常教學(xué),一直是人們思考的新課題,本文就化學(xué)學(xué)科作初步探索。
一、背景分析:
高中化學(xué)課程應(yīng)有利于學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法,加深對科學(xué)本質(zhì)的認識,增強創(chuàng)新精神和實踐能力,這是新課程標(biāo)準(zhǔn)對高中化學(xué)課程性質(zhì)的最精煉的描述,而構(gòu)造“知識和技能”,“過程與方法”,“情感態(tài)度與價值觀”相融合的高中化學(xué)課程目標(biāo)體系,從學(xué)生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā),幫助學(xué)生認識化學(xué)與人類的密切關(guān)系,關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會問題,培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感,參與意識和決策能力,這是新課程標(biāo)準(zhǔn)基本理念最核心的部分,上述新課程的性質(zhì)與基本理念對以教師為中心,知識為中心,訓(xùn)練為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式和學(xué)生的接受式學(xué)習(xí)方式都提出了挑戰(zhàn),從這個層面上說我們很有必要尋求一種適應(yīng)形式新要求的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式。
二、化學(xué)學(xué)科探究性教學(xué)的意義:
素質(zhì)教育是要培養(yǎng)人的創(chuàng)造能力和創(chuàng)造意識,而培養(yǎng)創(chuàng)造能力的關(guān)鍵是對信息的加工和處理的能力。如果在化學(xué)日常教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究(探究)的情景和途徑,讓學(xué)生通過主動探索,發(fā)現(xiàn)和體驗,學(xué)會對大量信息的收集分析和處理。這必將促進學(xué)生思維能力,創(chuàng)造能力的發(fā)展,使認識問題,分析問題,解決問題的能力得到提高,可見進行化學(xué)學(xué)科探究性教學(xué)意義深遠。
三、化學(xué)學(xué)科探究性教學(xué)實施的可行性:
化學(xué)是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎(chǔ)自然科學(xué),同時化學(xué)也是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實驗為化學(xué)探究性教學(xué)提供了途徑。實驗可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生形成概念,獲得知識和技能,培養(yǎng)觀察和分析能力,還有助于培養(yǎng)實事求是,嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度。
化學(xué)學(xué)科的學(xué)科思想就是先提出課題(問題),進行學(xué)科假設(shè),再進行實驗論證,得出結(jié)論,最后形成理論(規(guī)律),化學(xué)探究性教學(xué)就是在化學(xué)課堂上創(chuàng)設(shè)一種情景讓學(xué)生主動探索,發(fā)現(xiàn)和體驗,可見探究性教學(xué)還能夠體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的學(xué)科思想,讓學(xué)生受到學(xué)科思想的熏陶。從理論上看進行化學(xué)探究性教學(xué)可行。
四、化學(xué)探究性教學(xué)的實施:
實施化學(xué)探究性教學(xué)要體現(xiàn)問題性、實踐性、參與性、開放性,要體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,教師的主導(dǎo)作用,實施化學(xué)探究性教學(xué)并不是要刻意在形式上體現(xiàn)探究性,更為重要和可行的是要在教學(xué)過程中讓學(xué)生的思維體現(xiàn)探究性,要讓學(xué)生感覺到自己是在“學(xué)”知識而不是在“裝”知識,即要體現(xiàn)探究和授予的差別,體現(xiàn)主動和被動的差別,要改變過去傳統(tǒng)教學(xué)體制中老師“滿堂灌”,“一言堂”,學(xué)生在整個教學(xué)活動中全盤被動接受的填鴨式教學(xué)模式,重要。要讓學(xué)生的思維體現(xiàn)探究性,可作如下嘗試:
1、創(chuàng)造探究情景:
通過合理處理教材,創(chuàng)造探究情景,把枯燥的東西變得有趣,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。比如人教版教材第一冊第二章第一節(jié)《鈉》中有鈉與水的反應(yīng),可以這樣創(chuàng)造探究情景:再次展示瓶中的鈉,觀察鈉沉在瓶底,又讓學(xué)生回顧剛學(xué)習(xí)過的鈉的物理性質(zhì),密度?。?.97g/cm3),比水小,若泡著鈉的液體為水,則鈉浮在水面。所以該液體不是水,那么請同學(xué)們想一想把鈉投入水中的情景。這樣就為同學(xué)們創(chuàng)造了一個探究情景,學(xué)生就迫切地想知道把鈉投入水中的情景,大大激發(fā)了探究欲望。
再如在講述某些物質(zhì)的用途時,不應(yīng)是單調(diào)的講授,可以創(chuàng)造這樣的探究情景:該物質(zhì)為什么有這樣的用途?性質(zhì)決定由那一條性質(zhì)決定,這樣單調(diào)枯燥的東西就變得豐富了,有趣了。
2、為學(xué)生的探究指明方向。
因?qū)W生的準(zhǔn)備知識不足等各種因素,學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)過程中必然會遇到困難,老師要體現(xiàn)主導(dǎo)作用,為學(xué)生提供探究方法,方向以及思考問題的角度等方面的指導(dǎo)。
比如鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物的探究,小燒杯中先加了酚酞,變紅了,說明有堿性物質(zhì)生成,是哪種堿呢?可以引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)物元素的角度分析:堿中有OH-,還有一種金屬陽離子,反應(yīng)物中金屬元素只有鈉,說明生成的堿性物質(zhì)為NaOH,通過觀察還有氣體生成,氣體是什么呢?又可以引導(dǎo)學(xué)生從元素角度分析,Na與H2O作用,生成的氣體只可能為H2,O2,到底是那一種呢?再考察H2,O2的性質(zhì),H2—可燃性,O2—助燃性,利用燃燒實驗進行驗證即可證明為H2,這樣通過逐步分析、探究確定了產(chǎn)物,可以寫出Na與H2O反應(yīng)的方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2以上體現(xiàn)的探究過程雖然簡單,但主要體現(xiàn)的是一種思想,一種方法,在簡單的問題上可以奏效,在復(fù)雜的問題中同樣可以運用,“授人以魚,不如授人以漁”。
3、讓學(xué)生形成有序思維模式
在教學(xué)過程中幫助學(xué)生總結(jié)規(guī)律,歸類,對于學(xué)生整體把握知識形成有序思維模式是大有裨益的,要讓學(xué)生明白復(fù)雜問題都是由一系列簡單問題綜合而成的,我們感覺到復(fù)雜主要是不知從那里著手思考,如果形成了有序思維模式,找到最原始的模型,一切問題就迎刃而解了。從知12388比如在講授HNO3的物理性質(zhì)時,可以幫助學(xué)生形成有序思維模式?!癏NO3常溫下為無色有刺激性氣味的液體”,其實由這一點信息,我們引導(dǎo)學(xué)生進行有序思維模式思考就可以探究出HNO3的許多性質(zhì):
有刺激性氣味的液體易揮發(fā)沸點低
在空氣中易形成酸霧
4、讓學(xué)生充分體會到成功的喜悅
多鼓勵,多體現(xiàn)人文關(guān)懷,學(xué)生在一種寬松,快樂的氣氛中學(xué)習(xí),效果是最好的,對于學(xué)生正確的判斷、推斷、推理都要給予肯定,對于學(xué)生一些新奇想法、創(chuàng)意更要多鼓勵,這可讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)的興趣,體會到自己的主體地位。
五、總結(jié):
總之新形式下的化學(xué)教學(xué)就是要求教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究(探究)的情景和途徑,把每堂課都設(shè)計為解決一個具體問題的過程,讓學(xué)生通過主動探索,發(fā)現(xiàn)和體驗,學(xué)會對大量信息的收集分析和處理,從而提高素質(zhì),增長能力。
教師教育觀念的更新,學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高需要大家共同努力,把研究性學(xué)習(xí)引入第一課堂,實施探究式教學(xué)必將引起一場教育上的革命,對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、探究能力的提高必將產(chǎn)生巨大的推動作用。
參考文獻:
①成廣興申義陽主編《化學(xué)教學(xué)概論》石油大學(xué)出版社2001
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們已能通過先進的科學(xué)儀器觀察一些物質(zhì)的原子排列狀況。1990年前后,美國等少數(shù)國家首先在-269℃的低溫下移動了原子。1993年,中國科學(xué)院北京真空物理實驗室的研究人員,在常溫下以超真空掃描隧道顯微鏡為手段,通過用探針撥出硅晶體表面的硅原子的方法,在硅晶體的表面形成了一定規(guī)整的圖形。這種在晶體表面開展的操縱原子的研究,達到了世界水平。圖中的“中國”兩字就是這樣形成,并經(jīng)放大約180萬倍在計算機屏幕上顯示出來的。這兩個字的“筆畫”寬度約2nm,是目前已知的最小的漢字。
化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),也是高科技、新材料發(fā)展的重要組成部分,化學(xué)多門類、多學(xué)科,它與人類社會、人類自身與人類生活及環(huán)境息息相關(guān)。但在人類社會的實際生活中,人們往往對化學(xué)工業(yè)及其產(chǎn)品產(chǎn)生了許多誤解,甚至在輿論宣傳中也出現(xiàn)了一些有關(guān)化學(xué)與人類健康的錯誤信息。為了使廣大群眾正確認識化學(xué)與人類生存和健康的重要作用,了解化學(xué)與人類自身的相互關(guān)系,廣東省化工學(xué)會組織了中山大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等學(xué)府的教授、博士編寫了本書。本書特點是以人體自身的生命為本,以化學(xué)與人類健康之間的關(guān)系為中心,著重介紹化學(xué)元素在組成宇宙世界、地球和人體中的作用與地位,科學(xué)地闡述了食品及其添加劑、水、日用化學(xué)品、農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥、醫(yī)藥化學(xué)品等各個領(lǐng)域中的許多天然或合成化學(xué)品是人體生命要素,也是人體健康的物質(zhì)基礎(chǔ),從理論到實踐詳細地敘述了人類的歷史長河中,在與自然界、生產(chǎn)、生活和人類疾病
的斗爭中,人類利用化學(xué)品為自身健康服務(wù)的知識、經(jīng)驗和正確的使用方法,從發(fā)展的角度描述了在知識經(jīng)濟和高新尖化學(xué)品日新月異的當(dāng)今時代,未來化學(xué)品更好服務(wù)人類健康的前景,特別是基因工程產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)將是社會發(fā)展、人類健康的福音。全書文字暢順、簡潔、內(nèi)容豐富、充實、深入淺出,體現(xiàn)了科普書的科學(xué)性、知識性、實用性和趣味性,有較強的前瞻性。相信《環(huán)境?化學(xué)與人類健康》一書對宣傳化學(xué)科普知識、正確使用化學(xué)品,服務(wù)社會,提高人類自身生活素質(zhì),增強人類健康將會起到積極的作用。
北京一位中學(xué)生問諾貝爾化學(xué)獎獲得者英國化學(xué)家克羅托教授:“人們都說21世紀是生命科學(xué)和信息科學(xué)的世紀,您能否告訴我化學(xué)有什么用,我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)化學(xué)呢?”克羅托回答說:“正是因為21世紀是生命科學(xué)和信息科學(xué)的世紀,所以化學(xué)才更為重要。”化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科已經(jīng)與各相鄰學(xué)科交叉綜合,出現(xiàn)了生命化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、能源化學(xué)、地球化學(xué)、材料化學(xué)、計算化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)等,化學(xué)又是一門應(yīng)用性極強的學(xué)科,它已滲入到現(xiàn)代社會的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)藥、衛(wèi)生、交通、能源、環(huán)境、材料以及正在蓬勃發(fā)展的一切高科技領(lǐng)。
今日化學(xué)學(xué)科正積極向一些與國民經(jīng)濟和社會生活關(guān)系密切的材料、能源、環(huán)境、生命等學(xué)科滲透,使化學(xué)的作用與地位日益顯著。反過來,這種學(xué)科間的滲透,對化學(xué)學(xué)科的發(fā)展起著重要的促進作用。
人類很早就開始使用材料,從石器時代到現(xiàn)代,人類所使用的材料不斷地發(fā)生變化,材料的種類越來越多,用途也越來越廣。我們對于材料的認識,應(yīng)該包括為人類社會所需要并能用于制造有用器物的物質(zhì)這兩層涵義。也就是說,并不是所有的物質(zhì)都可以稱為材料。材料按其化學(xué)組成或狀態(tài)、性質(zhì)、效應(yīng)、用途等可以分為若干類。例如,按化學(xué)組成分類,陶瓷屬于非金屬材料;合金屬于金屬材料;橡膠、化纖等屬于有機高分子材料。歷史的發(fā)展表明:沒有新材料的出現(xiàn),就沒有工業(yè)的進步和大量新產(chǎn)品的涌現(xiàn)。因此,許多科學(xué)家都認為新材料是高技術(shù)的突破口,只有更好地開發(fā)和應(yīng)用具有特殊性能的新材料,才能擁有更強大的經(jīng)濟優(yōu)勢和技術(shù)潛力?;瘜W(xué)不僅在一般材料的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用,而且在研制具有特殊性能的新材料方面也會繼續(xù)發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢??偲饋碇v,適應(yīng)科技迅猛發(fā)展所需的諸如耐腐蝕、耐高溫、耐輻射、耐磨損的結(jié)構(gòu)材料,以及敏感、記錄、半導(dǎo)體、光導(dǎo)纖維、液晶高分子等信息材料和超導(dǎo)體、離子交換樹脂與交換膜等高功能材料,它們的制取都是需要化學(xué)進一步參與研究的重要課題。
位于北京周口店的北京猿人遺址中的炭層,表明人類使用能源的歷史已非常久遠。人類社會的發(fā)展與能源消費的增長是密切相關(guān)的,我們現(xiàn)在使用的能源主要來自化石燃料——煤、石油和天然氣等,但化石燃料是一種不可再生,并且儲藏量有限的能源,而且在開采和燃燒過程中還會對自然環(huán)境造成污染。為了更好地解決能源問題,人們一方面在研究如何提高燃料的燃燒效率,另一方面也在尋找新的能源。這些都離不開化學(xué)工作者的努力。例如,核能和太陽能的發(fā)電裝置離不開特殊材料的研制;用氫作為能源需要考慮貯氫材料和如何廉價得到氫,等等。
實踐證明,重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和思維動機的激發(fā)是優(yōu)化實驗教學(xué)的一條有效途徑。
一、創(chuàng)設(shè)問題情境,展現(xiàn)實驗的設(shè)計思想
對于課本上大量的演示實驗和學(xué)生實驗,我們不能采取簡單的“拿來主義”,照方抓藥,機械操作,而應(yīng)該通過創(chuàng)設(shè)問題情境,如:“應(yīng)該怎樣設(shè)計?”“為什么要這樣設(shè)計?”“換一種方法能不能做?”等,有意識地創(chuàng)造一種探索的氛圍,盡量展現(xiàn)實驗的過程,使之成為師生共同參與的“亞研究”過程,以此來滲透化學(xué)思想,啟迪學(xué)生運用科學(xué)的研究方法對待化學(xué)實驗。例如,氣體的制備實驗,在學(xué)完氧氣和氫氣的實驗室制法之后,實驗室制取二氧化碳氣體的設(shè)計過程就可由學(xué)生自己來完成。我們可提出如下問題,引導(dǎo)學(xué)生思考。
問題1:要設(shè)計一個制備氣體的實驗,你要考慮哪些方面?
問題2:設(shè)計怎樣的裝置可使實驗操作簡便易行?
問題3:你能否設(shè)計一個隨用隨制的氣體發(fā)生裝置?
這時學(xué)生可能會設(shè)計出各種各樣的方案,然后教師引導(dǎo)學(xué)生進一步考究哪些方案是科學(xué)合理的?哪些是存在缺陷需要改進的?鼓勵學(xué)生開動腦筋大膽設(shè)想,積極主動地參與實驗設(shè)計過程,充分展示實驗的設(shè)計思想。
對于課本上的研究性實驗,我們也應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生去追溯科學(xué)家思考研究的源頭,他們那精巧的設(shè)計,獨到的方法,深刻的分析,都是值得我們繼承和發(fā)揚的。例如,法國化學(xué)家拉瓦錫對研究空氣成分的裝置設(shè)計,英國物理學(xué)家雷利在實驗中不放過幾毫克這么微小的差異,發(fā)現(xiàn)了稀有氣體等,把科學(xué)家的思想融入課堂教學(xué),使學(xué)生從中汲取化學(xué)思想的營養(yǎng)。
二、創(chuàng)設(shè)問題情境,拓展實驗內(nèi)容
化學(xué)變化規(guī)律的表現(xiàn)形式是多層次、多側(cè)面的,但教材為我們提供的實驗方案卻往往著眼于單層次、單側(cè)面的實驗內(nèi)容,因而有著較大的局限性或單調(diào)性。為此,我們有必要對原有的實驗內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)耐卣购脱a充,積極創(chuàng)設(shè)問題情境,盡量讓學(xué)生能從多層次、全方位地去認識化學(xué)原理。例如氯化氫一節(jié),教材為了說明氯化氫極易溶于水而設(shè)計了一個噴泉實驗,由于實驗內(nèi)容單一,很難使學(xué)生對噴泉實驗有一個全面的認識,為了充分展示噴泉實驗的原理,我們可以在上述實驗的基礎(chǔ)上,豐富實驗內(nèi)容,補充了二氧化碳氣體的噴泉實驗,并提出如下問題讓學(xué)生思考。
問題1:二氧化碳是極易溶于水的氣體嗎?為什么也能做出噴泉?
問題2:形成噴泉的原理是什么?
教學(xué)實踐讓明,通過增加這個實驗內(nèi)容就能使學(xué)生對噴泉實驗有一個全面而深刻的認識,不只是停留在表面現(xiàn)象上,不僅知其然,而且知其所以然,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
三、創(chuàng)設(shè)問題情境,優(yōu)化實驗的演示過程
傳統(tǒng)的演示實驗教學(xué)只讓學(xué)生看看表演,先是“教師做、學(xué)生看”,后是“教師講、學(xué)生聽”,而忽視了學(xué)生主體的思維動機的激發(fā),這樣實驗得出的結(jié)論教師認為是“顯然”,可是對學(xué)生來說,有時候卻是“茫然”。因此,有的演示實驗之所以未能起到很好的作用,往往不是演示實驗本身失敗了,而是教師不能為演示過程創(chuàng)設(shè)良好的問題情境所致。如在講氫氧化亞鐵的制取時,一位教師在實驗前事先作了結(jié)論性說明:“FeSO4溶液中滴入NaOH溶液將生成白色的Fe(OH)2沉淀?!笨烧沾瞬僮?,實驗結(jié)果幾乎看不到白色沉淀,而是看到灰綠色沉淀,慢慢變成紅褐色沉淀。這一現(xiàn)象與事先的說明不符合,學(xué)生不以為然。若事先提出如下問題,有意識地引導(dǎo)學(xué)生從側(cè)面思考,就會得到較好的教學(xué)效果。
問題1:實驗室里是如何保存易被氧化藥品的?
問題2:該實驗過程中生成的Fe(OH)2易被氧化,采取怎樣的措施可避免其被氧化?
此時學(xué)生想到鈉、鉀、白磷等容易被氧化的藥品的保存是用液封的原理,所以,可在盛FeSO4溶液的試管中先加入與水不相溶的且比水輕的有機物,如苯、汽油等來隔絕空氣,然后再將滴管伸入液面以下滴加NaOH溶液,這樣得到的白色沉淀現(xiàn)象就十分明顯了,既優(yōu)化了演示實驗過程,又強化了學(xué)生對易被氧化藥品的保存意識。
四、創(chuàng)設(shè)問題情境,加大對實驗的分析力度
化學(xué)實驗的演示不但要演示操作、演示觀察,更要對實驗現(xiàn)象進行深入細致的分析。許多教師急于用實驗現(xiàn)象、實驗事實建立概念與歸納規(guī)律,而忽視了對實驗現(xiàn)象的觀察與結(jié)論的分析,沒有充分拓展實驗現(xiàn)象的本質(zhì)屬性和現(xiàn)象之間的因果關(guān)系,導(dǎo)致性質(zhì)及規(guī)律的得出較為生硬,實驗教學(xué)效果不理想。
因此,演示實驗完畢后,我們要以實驗現(xiàn)象為依據(jù),創(chuàng)設(shè)問題情境,啟發(fā)學(xué)生學(xué)知識。例如,在講氯氣的化學(xué)性質(zhì)時,教師演示完氯氣分別通過干燥有色布條和濕潤有色布條的實驗后,學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是濕潤的有色布條退色,
而干燥的有色布條卻不退色。此時,教師不要忙于下結(jié)論,而應(yīng)不失時機地利用這一現(xiàn)象,創(chuàng)設(shè)問題情境,加大分析力度,激活學(xué)生的思維。
問題1:濕潤的有色布條退色,這一現(xiàn)象說明哪種物質(zhì)起了關(guān)鍵作用?
問題2:Cl2和H2O兩者同時存在時可使有色布條退色,你能推斷其可能的原因嗎?由此問題情境,引導(dǎo)學(xué)生展開討論、猜測,逐步分析得出Cl2和H2O反應(yīng)這一化學(xué)性質(zhì)。
問題3:真正起漂白作用的是Cl2?還是Cl2與H2O反應(yīng)后的生成物?層層深入,調(diào)動學(xué)生的思維,把學(xué)生由對現(xiàn)象的感性認識逐步引向?qū)Ρ举|(zhì)的理性認識。
五、創(chuàng)設(shè)問題情境,擴大實驗成果
實驗完成之后,不但要引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行分析、總結(jié),并且要對實驗進行恰當(dāng)?shù)难由?,通過創(chuàng)設(shè)問題情境來借題發(fā)揮,促進知識的遷移和運用,進一步完善認知結(jié)構(gòu)。
例如,實驗室制取氯氣的實驗完成后,除了要求學(xué)生掌握整套裝置的安裝順序及注意事項之外,可再設(shè)計如下兩個問題予以延伸。
問題1:這樣制得的氯氣純凈嗎?
問題2:氯氣能與水反應(yīng),能否用水來處理尾氣?
在學(xué)生觀察完教師的演示之后,通過這兩個問題,可再次激起學(xué)生思維的波瀾,克服因滿足于對實驗現(xiàn)象的觀察而表現(xiàn)出的渙散狀態(tài)。再如,Al(OH)3的制取,教材中用了兩個演示實驗說明了Al(OH)3的制取方法和Al(OH)3的兩性,許多教師講到這里都強調(diào)說:“Al(OH)3必須用鋁鹽和弱堿氨水反應(yīng)來制取,不可用強堿?!逼鋵?,這種說法是錯誤的,我們可繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境進行變式實驗加以證明。
問題1:在分別盛有少量Al2(SO4)3溶液的兩支試管中,分別滴入氨水和NaOH溶液,繼續(xù)滴加,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
二、不能只盯一點,要全面觀察
一些同學(xué)在觀察化學(xué)實驗時,只注意明顯突出的現(xiàn)象,而忽略那些不太顯著的現(xiàn)象。如觀察鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象時.只看到有“火星四射”,而看不到有“黑色固體產(chǎn)生”。另外,觀察不僅是用眼看,還包括用耳聽、用鼻聞、用手摸。例如,在觀察硫在氧氣中燃燒的實驗時,通過鼻聞,可了解產(chǎn)生的氣味的氣味;用手摸集氣瓶壁,可感覺到反應(yīng)有熱量放出。這些都是用眼所觀察不到的。
可見,只有“全神貫注”.才能全面觀察到實驗的現(xiàn)象。
三、不能馬馬虎虎,要細心比較
觀察實驗不能只觀察一個大概,特別是對相似的實驗,更應(yīng)細心比較。如硫既能在空氣中燃燒,也能在氧氣中燃燒,在觀察這兩個實驗時,就應(yīng)特別細心,否則,牼湍巖怨鄄斕攪蛟誑掌杏朐諮跗腥忌盞幕鷓嬗小拔⑷醯牡渡睜與“明亮的藍紫色”之區(qū)別,從而得不出硫在氧氣中燃燒更旺的結(jié)論。
四、不能只觀察不思考
觀察化學(xué)實驗,不只是動動眼睛和其它感官就行了,還要開動腦筋去分析和判斷。如在觀察實驗室制氧氣的實驗時,只有同時思考“為什么實驗前應(yīng)先檢驗裝置的氣密性?”“試管口為何要略向下傾斜?”“實驗結(jié)束時,為何要先將導(dǎo)管從水槽中取出,后熄滅酒精燈?”等問題,才能達到“知其所以然”的目的。
五、弄清概念,防止張冠李戴
進行色層分析需要有吸附劑(如氧化鋁、氧化硅等),還要把吸附劑裝在吸附柱上,操作就比較復(fù)雜一些。這里介紹用粉筆來模擬色層分析法,既簡便又有趣。
1.藍墨水中有幾種染料
取一支粉筆,在距離粗的一頭1厘米的地方點上一點藍墨水(只要用細玻璃棒蘸上藍墨水一點,不可用滴管滿,因為這樣做會使藍墨水的點太大),點完后,藍墨水點的直徑約為1毫米。
在培養(yǎng)皿內(nèi)加酒精作展開液面高度保持在0.5厘米左右。然后把粉筆的大頭朝下,豎立在酒精中,但酒精的液面不可與藍墨水點接觸。
不久,酒精就在粉筆上慢慢上升,隨著酒精向上擴散,藍墨水也在粉筆上向上移動。最后,你可以看到粉筆上半部的墨水是藍色的,粉筆下半部的墨水是紫色的。說明在藍墨水中存在著兩種染料,一種是紫色的,另一種是藍色的。
2.紅墨水中有幾種染料
再取一支粉筆,在粗的一頭點上一點紅墨水(位置和藍墨水點相同),然后把它豎立在酒精中,紅墨水也會隨著酒精慢慢向上擴散。最后,你會看到,粉筆上半部的墨水是橙紅色的,下個部的墨水是紅色的,說明紅墨水中也有兩種染料。
3.分離甲基橙和酚酞
在試管中加入2毫升濃氨水和18毫升蒸餾水,混勻。再加入10毫升丁醇,管口用橡皮塞塞嚴,充分搖動試管,然后將試管靜置。等溶液分層后(上層是氨的丁醇溶液,下層是氨水),用滴管取出上層溶液放在培養(yǎng)皿內(nèi)。
將0.5毫升甲基橙指示劑和0.5毫升酚酞指示劑混合均勻。
取一支粉筆,在粗的一頭點上一點混合指示劑(位置和實驗1中相同),然后把粉筆豎立在培養(yǎng)皿內(nèi)的氨的丁醇溶液中。不久混合指示劉慢慢向上擴散。最后,粉筆的上半部是紅色的,下半部是橙黃色的。為什么會發(fā)生這一變化呢?原來,酚酞和甲基橙在粉筆上的擴散速度是不同的,酚酞往上爬得快,甲基橙爬得慢。所以粉筆上半部是酚酞,它遇到氨水顯紅色,粉筆的下半部是甲基橙,遇到氨水顯橙黃色。通過這樣一個簡單的實驗,可以使我們初步了解到,在色層分析中是怎樣把兩種物質(zhì)分開的。
4.綠葉中的色素
二、理實一體化教學(xué)法的實施
每個模塊分成若干個任務(wù),在項目實施過程中以任務(wù)引領(lǐng)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能。如在車削螺距螺紋任務(wù)中,按照理實一體化教學(xué)法組織實施課堂教學(xué)。
1.分組
根據(jù)各班實際人數(shù),將學(xué)生分成若干個小組,每個小組分4~5個人,培養(yǎng)學(xué)生團隊意識。每個組選出操作技能和管理能力較強的學(xué)生做組長,組長負責(zé)本組學(xué)生的實訓(xùn)管理和任務(wù)分配。組長要用“活動記錄表”對本組學(xué)生的考勤、工作表現(xiàn)和工作成效記錄在案,為學(xué)生的最后評價提供依據(jù)。
2.教師講授
螺紋車削加工工藝流程是車端面、車螺紋大徑、車退刀槽、倒角、車螺紋。
3.教師示范
根據(jù)給定的零件圖,一是分析零件圖,得出數(shù)據(jù)。二是確定加工步驟:車右端端面,粗精車外圓,車螺紋大徑,切槽,倒角,車螺紋。三是選擇刀具及切削用量,教師與學(xué)生互動,計算進刀次數(shù)、背吃刀量確定粗加工、精加工的數(shù)據(jù)。四是安裝工件,選擇合適的夾緊位置和足夠的夾緊力。五是安裝刀具,教師示范,學(xué)生演示,注意刀尖分角線垂直于工件軸線。六是調(diào)整機床,調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速和螺距。七是螺紋車削操作方法,采用正反車車削法,對刀、車螺紋、退刀。
4.學(xué)生操作訓(xùn)練
教師巡回指導(dǎo),遇到典型問題,集中講解,提醒學(xué)生注意事項和操作規(guī)范,突破重難點,讓學(xué)生在操作中解決實際問題。
5.評價
學(xué)生完成作品后要進行螺紋的測量,使用量具游標(biāo)卡尺、鋼尺、螺距規(guī)、螺紋千分尺對測量要素大徑、螺距、牙型角、中徑進行有效測量,并將測量結(jié)果記錄在活動記錄表中,教師要點評學(xué)生的作品,指出存在的問題,現(xiàn)場評分確定學(xué)生成績。
三、理實一體化教學(xué)法總結(jié)
1.加強課堂管理
有些技校學(xué)生不守紀律,在實操場地走動,亂拿工具當(dāng)玩具,擾亂課堂紀律。老師應(yīng)嚴抓課堂紀律,合理安排學(xué)生操作,維持課堂秩序。
2.教師要加強指導(dǎo)
教師要加強巡回指導(dǎo),及時糾正學(xué)生不規(guī)范的操作。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下有序地進行操作,老師應(yīng)督促學(xué)生人人動手。
土壤的酸堿度會影響作物生長,各種作物對土壤pH值的要求也是不同的。下表是一些主要農(nóng)作物適宜生長的酸度范圍。
測定土壤的酸度,一般用蒸餾水或鹽溶液(常用氯化鉀)提
取土壤中游離態(tài)或代換性的氫離子,然后用pH試紙或備有標(biāo)準(zhǔn)色階的pH混合指示劑測定溶液的酸堿度。如果用pH計,測定的值更精確。
【操作】稱取1g風(fēng)干或新鮮土樣,放入試管內(nèi),加入5mL蒸餾水,試管口加塞后充分振蕩,放置澄清后用精密pH試紙(pH值在5.5~9.8)測定上層清液的酸度。
【說明】
(1)土壤樣品的采集要科學(xué)。例如,測定大田的土壤酸度,采樣時應(yīng)多點取樣,如10畝地可取5個點,30畝地可取10個點,大于30畝可取15~20個點。把各點的樣品充分混合后,測定所取土樣。為了保證測定準(zhǔn)確,應(yīng)重復(fù)測試一次,加以驗證。
(2)蒸餾水必須用pH=7的中性水,否則要用氫氧化鈉溶液或鹽酸把pH值調(diào)到中性。
(3)速測用的土樣一般以新鮮的自然濕土為宜。保存?zhèn)溆猛翗右L(fēng)干,潮濕的土壤易受微生物的作用而改變土壤的性質(zhì)。風(fēng)干的方法是:把土樣攤在塑料薄膜或紙上,趁它在半干狀態(tài)時壓碎,除去殘根等雜質(zhì),鋪成薄層晾干,再用木棒碾碎。風(fēng)干場所要干燥通風(fēng),防止酸、堿氣體侵入。風(fēng)干后再次研磨、過篩處理,最后裝入土樣瓶或塑料袋內(nèi),保存?zhèn)溆谩?/p>
土壤中速效氮、磷、鉀的測定
【概述】測定土壤的養(yǎng)分,是田間科學(xué)管理的必要步驟,也是合理施肥的重要依據(jù)。土壤中速效氮、磷、鉀養(yǎng)分的簡易測定,是有實用意義的實驗。測定的一般原理是:將含速效氮、磷、鉀養(yǎng)分的一定量土壤,用浸提液把氮、磷、鉀浸提出來。然后用不同的試劑分別和浸出液中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分作用,使溶液呈現(xiàn)不同的顏色。浸出液中所含的某一養(yǎng)分,因濃度不同,顏色的深淺也不一樣。將這一顏色跟用純試劑配制的一系列濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)色列相比較,可以粗略確定浸出液中某一養(yǎng)分的濃度,由此推算土壤中某一養(yǎng)分的含量。下面分別介紹土壤浸出液的制備,氮、磷、鉀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制以及三種養(yǎng)分的測定方法。
土壤浸出液的制備
【原理】
土壤中的速效養(yǎng)分氮、磷、鉀主要以硝態(tài)氮(NO-3—N)、銨態(tài)氮(NH+4—N)、磷酸鹽(H2PO-4、HPO2-4)和鉀鹽(K+)等形式存在于土壤溶液里或被土壤膠粒吸附。要測定它們,首先要用一種溶液把它們浸提出來。當(dāng)用電解質(zhì)溶液作浸提液(如NaHCO3)處理土壤時,土壤膠粒吸附的離子就被電解質(zhì)溶液里的離子(如Na+)替代,替代出來的離子和原來土壤溶液中的養(yǎng)分一起進入浸提液。
【操作】
(1)從田間取回有代表性的土壤樣品,在105~115℃下烘干。
(2)稱取5g干燥的土壤樣品,放入50mL干燥的錐形瓶中,加入25mL0.5mol/L的碳酸氫鈉浸提液。用玻璃棒把土壤攪散。再加入半藥匙活性炭,劇烈振蕩1~2分鐘后靜置5~10分鐘,過濾后得到的濾液是土壤浸出液。
【說明】
(1)浸提液有多種,如鹽酸、檸檬酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉和醋酸-醋酸鈉等溶液。選用哪種浸提液更好,應(yīng)根據(jù)土壤的酸堿度及浸出效果來決定。本實驗中統(tǒng)一采用0.5m0l/L的碳酸氫鈉溶液作為土壤養(yǎng)分的浸提液。
(2)加活性炭的目的是為了脫色。但加入前要檢驗活性炭中是否含有磷(方法見速效磷的測定)。如果含有磷,在使用前將磷除去。方法是用0.5m0l/L的碳酸氫鈉溶液浸提,浸提2小時后過濾(吸濾法),活性炭還要用浸提液洗滌兩次,最后用蒸餾水洗到中性,烘干備用。
氮、磷、鉀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
準(zhǔn)確稱取經(jīng)105℃烘干的分析純磷酸二氫鉀(KH2PO4)0.4390g、硝酸鉀0.7220g、氯化銨0.3820g、硫酸鉀1.3247g于250mL的燒杯中,用少量水溶解,然后無損地轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中(用少量水多次沖洗燒杯,洗液轉(zhuǎn)移入容量瓶中),最后加水稀釋到刻度,即得含有磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮各為100ppm,鉀為1000ppm的混合標(biāo)準(zhǔn)原液。加甲苯5滴防腐,可以保存3~4個月。
用移液管吸取上述標(biāo)準(zhǔn)原液4mL,放在50mL容量瓶中,用水稀釋到刻度,搖勻,即得可用于制作標(biāo)準(zhǔn)色列的含硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、磷各為8ppm和鉀80ppm的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。有效期7天。
土壤中速效氮的測定
1.硝態(tài)氮(N0-3—N)的測定——硝酸試粉法
【原理】硝酸試粉是粉狀試劑,它由鋅粉(還原劑)、檸檬酸(提供酸性和排除Fe3+的干擾)、對-氨基苯磺酸和甲萘胺(顯色劑)和硫酸錳(催化劑)等組成。在酸性條件下,硝酸試粉中的鋅把硝酸根離子還原成亞硝酸根離子,亞硝酸根離子跟試粉中的對氨基苯磺酸作用生成對苯磺酸重氮鹽,它跟試粉中的甲萘胺反應(yīng),生成紅色的偶氮染料。紅色的深淺程度跟浸出液里的硝酸根含量有關(guān),根據(jù)所形成的紅色深淺跟標(biāo)準(zhǔn)色列比色,從而確定浸出液里硝態(tài)氮的濃度(ppm)。
【操作】
(1)取8支潔凈干燥、直徑大小和管壁厚薄一致的5mL無色試管(可用5mL注射針劑的廢安瓿代替)。按下表所列步驟制作標(biāo)準(zhǔn)色列。
(2)在剩下的兩支試管(編號7、8)里各加入土壤浸出液16滴,再分別加入4滴1mol/L硫酸溶液,搖勻。分別加入硝酸試粉1耳勺(盡量和制作標(biāo)準(zhǔn)色列時的加入量相等),搖勻后,在5~15分鐘內(nèi)將顯示的顏色跟標(biāo)準(zhǔn)色列比較,記錄顏色相同的標(biāo)準(zhǔn)色列硝態(tài)氮讀數(shù)值(即浸出液中含硝態(tài)氮的濃度)。7、8兩支試管中顯色應(yīng)基本一致,否則應(yīng)重新測定。
【計算】
(1)土壤中速效養(yǎng)分的求算
本實驗的土壤浸出液是由5g干土和25g(按每毫升質(zhì)量約為1g計算)碳酸氫鈉溶液浸提出來的。因此,
(2)每平方米耕地中速效養(yǎng)分含量的求算
土地的耕作層一般離地表0~20cm左右,而干燥土壤(指干燥而結(jié)構(gòu)未被破壞的土壤)的容重為1130kg/m3。因此,
每平方米耕作層土壤質(zhì)量=1m2×0.2m×1130kg/m3=226kg
每平方米耕地中速效養(yǎng)分含量(千克)=土壤含速效養(yǎng)分率
×10-6×226=讀數(shù)值×5×10-6×226
土壤中含硝態(tài)氮的量按上述方法求算。
【說明】
(1)滴管的口徑必須校正,在垂直滴出時每滴體積是1/20mL(即20滴是1mL)。滴加液體時滴管必須垂直,保證每一液滴的體積大小一致。
(2)硝酸試粉的制備
①甲試劑稱取分析純檸檬酸150g,對-氨基苯磺酸4g,甲萘胺2g,在干燥條件下迅速地分別研細,混合均勻后,貯于棕色瓶中。
②乙試劑稱取分析純鋅粉4g,硫酸錳20g,混合均勻后貯于棕色瓶中。
使用時取甲試劑15份,乙試劑1份(指質(zhì)量),兩者充分混合均勻后,貯存在棕色瓶中,放在陰涼干燥處。混合后的試劑,一般只能保存兩個月左右,受潮更容易失效。失效時試粉變紅色。
(3)浸出液中加入硫酸的目的在于中和浸出液的堿性,以保證反應(yīng)在酸性條件下進行。
(4)為了消除體積不同而引起的誤差,保證結(jié)果準(zhǔn)確,無論是標(biāo)準(zhǔn)色列的制作,還是浸出液中養(yǎng)分的測定,都應(yīng)嚴格按規(guī)定滴數(shù)加液,使液體的總滴數(shù)為20滴(約1mL)。
(5)上頁表中硝態(tài)氮濃度的一系列讀數(shù)值是標(biāo)準(zhǔn)色列的讀數(shù)值(以下簡稱讀數(shù)值)。浸出液的顯色跟標(biāo)準(zhǔn)色列中某一檔溶液顏色相同時,這一讀數(shù)值就是浸出液中硝態(tài)氮的濃度。
設(shè)配制色列中這一檔溶液時耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液n滴,該檔的讀數(shù)值為C。已知標(biāo)準(zhǔn)溶液中硝態(tài)氮的濃度是8ppm,而實驗中浸出液的用量是16滴,則兩者有如下的關(guān)系:
n×8ppm=16×CC=0.5n(ppm)
即讀數(shù)值=標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù)×0.5
2.銨態(tài)氮(NH+4—N)的測定——銨試劑法
【原理】在堿性(pH>11)條件下,銨態(tài)氮跟銨試劑(碘汞化鉀的堿性溶液)作用,生成碘化氨基氧汞黃色沉淀。但因土壤浸出液中NH+4很少,一般只能使溶液呈黃色。根據(jù)黃色的深淺(跟標(biāo)準(zhǔn)色列比色)確定浸出液中含銨態(tài)氮的濃度(ppm)。
【操作】
(1)取8支潔凈、干燥的5mL試管(要求跟測硝態(tài)氮相同)。按下頁表所列步驟制作標(biāo)準(zhǔn)色列。
(2)在剩下的兩支試管(編號7、8)里各加入土壤浸出液16滴,再加入10%的酒石酸鉀鈉溶液各2滴后搖勻,接著分別加入蒸餾水和銨試劑各1滴,使兩試管里液體的總體積為20滴,搖勻。將浸出液顯示的顏色跟標(biāo)準(zhǔn)色列比較,記錄顏色相同的標(biāo)準(zhǔn)色列的銨態(tài)氮讀數(shù)值[即浸出液中含銨態(tài)氮的濃度(ppm)]。7、8兩支試管里的顯色應(yīng)基本一致,否則應(yīng)重新測定。
【計算】參照前一實驗中土壤中速效養(yǎng)分的計算方法。
土壤中銨態(tài)氮(ppm)=讀數(shù)值×5
每平方米耕地中銨態(tài)氮含量(千克)=讀數(shù)值×5×10-6×226
【說明】
(1)土壤浸出液中常含有Ca2+、Mg2+等,這些離子在這種條件下也能和銨試劑生成沉淀,使溶液渾濁,干擾銨態(tài)氮的測定。加入酒石酸鉀鈉可以排除這些干擾。
(2)10%酒石酸鉀鈉試劑的配制方法是:稱取分析純酒石酸鉀鈉10g(或用酒石酸鈉)、氫氧化鈉2g溶于少量水中,然后加水到100mL。
(3)奈斯勒試劑可以按以下方法配制。取11.5g碘化汞和10g碘化鉀,溶于適量水中,稀釋到50mL,然后加入50mL6m0l/L氫氧化鈉溶液,靜置后取清液保存在棕色瓶里。
土壤中速效磷的測定——鉬藍比色法
【原理】土壤中的磷酸鹽在酸性條件下和鉬酸銨作用,生成淡黃色或無色的磷鉬酸銨,然后被氯化亞錫還原為藍色的磷鉬藍。藍色的深淺跟含磷量多少有關(guān),把溶液的藍色跟標(biāo)準(zhǔn)色列比較,可以確定浸出液里含磷的濃度(ppm)。
【操作】
(1)取8支潔凈、干燥的5mL(要求跟前一實驗中相同)試管。按下表所列步驟制作標(biāo)準(zhǔn)色列。
(2)在剩下的兩支試管(編號7、8)里各加入土壤浸出液16滴,再分別加入1mol/L硫酸溶液4滴和1.25%硫酸鉬酸銨溶液4滴,搖勻。接著各加入1%氯化亞錫溶液1滴,這時各試管里溶液的總量是25滴,搖勻。把浸出液顯示的藍色跟標(biāo)準(zhǔn)色列相比較,記錄同樣顏色溶液的讀數(shù)值[即浸出液中含磷的濃度(ppm)]。7、8兩支試管里的顯色應(yīng)基本一致,否則要重新測定。
【計算】
土壤中含磷(ppm)=讀數(shù)值×5
每平方米耕地中磷的含量(千克)=讀數(shù)值×5×10-6×226
【說明】
(1)本實驗用的方法是指堿性或中性土壤中速效磷的測定。如果測定酸性土壤里的速效磷,浸提液不能用碳酸氫鈉溶液,而要以等量的0.5%鹽酸作浸提液。測定用的試劑也有所改變。實驗方法是在試管里加入16滴浸出液,再加4滴蒸餾水,接著加1.25%的鹽酸鉬酸銨,搖身后加入1滴1%的氯化亞錫溶液,搖勻。浸出液顯示的藍色,按前述方法進行比色讀數(shù)。
(2)1.25%硫酸鉬酸銨溶液按以下方法配制稱取2.5g鉬酸銨,溶于20mL水中,加熱到60℃,使它全部溶解,冷卻。量取7mL濃硫酸加入到70mL水中,冷卻。把前一種溶液緩慢傾入后一種溶液中,不斷攪拌使不生成沉淀,混勻,冷卻,加水到200mL。
(3)鹽酸鉬酸銨溶液的配制方法是稱分析純鉬酸銨1.5g,溶于30mL水中。緩慢加入密度1.19g/cm3的純鹽酸44mL,邊加邊攪拌,最后加水到100mL。
(4)1%氯化亞錫溶液的配制稱取分析純氯化亞錫1g,加分析純濃鹽酸10mL,等全部溶解(如渾濁需過濾)后,再加甘油90mL,混勻,貯存在棕色瓶中,保存在陰涼處。
土壤中速效鉀的測定——亞硝酸鈷鈉比濁法
【原理】鉀離子跟亞硝酸鈷鈉在中性或酸性條件下,能生成亞硝酸鈷鈉二鉀黃色沉淀而出現(xiàn)渾濁。渾濁程度隨溶液中鉀離子含量的增多而變濃。把浸出液顯出的渾濁程度跟標(biāo)準(zhǔn)色列的渾濁程度相比較,可以得出浸出液中含速效鉀的濃度(ppm)。
【操作】
(1)取8支潔凈、干燥的5mL試管,按下表所列步驟制作標(biāo)準(zhǔn)色列。
(2)在剩下的兩支試管(編號7、8)中各加入土壤浸出液16滴,再分別加入冰醋酸2滴和37%的甲醛溶液1滴,搖勻。接著各加入亞硝酸鈷鈉溶液4滴和異丙醇16滴,搖勻。把浸出液出現(xiàn)的渾濁程度跟標(biāo)準(zhǔn)色列比較,記錄讀數(shù)值[即浸出液中含鉀濃度(ppm)]。7、8兩支試管中渾濁程度應(yīng)基本一致,否則應(yīng)重新測定。
【計算】
土壤中含鉀(ppm)=讀數(shù)值×5
每平方米耕地中含鉀量(千克)=讀數(shù)值×5×10-6×226
【說明】
(1)因為標(biāo)準(zhǔn)溶液中含鉀濃度是80ppm,所以色列的讀數(shù)值和耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴數(shù)的關(guān)系是
讀數(shù)值=標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴數(shù)×5
(2)配制標(biāo)準(zhǔn)色列時加入氯化鈉是為了使標(biāo)準(zhǔn)溶液跟土壤浸出液里存在的大量鈉離子濃度相近。
(3)向土壤浸出液里加入醋酸是為了控制pH值在4~5左右。堿性過強,亞硝酸鈷鈉中的鈷離子會生成Co(OH)3沉淀。酸性過強會引起亞硝酸鈷鈉分解,因此要嚴格控制溶液的pH值。
(4)土壤浸出液中的銨根離子和亞硝酸鈷鈉溶液反應(yīng),也能產(chǎn)生(NH4)2Na[Co(NO2)]6黃色沉淀,為此加入甲醛溶液,使生成難以離解的六次甲基四胺,排除銨根離子的干擾。
(5)加入異丙醇可以降低亞硝酸鈷鈉二鉀的溶解度,提高測定效果。如果溫度不超過23℃,也可以用乙醇代替異丙醇,溫度高會引起沉淀溶解。
(6)亞硝酸鈷鈉溶液可以按以下方法配制。取23g亞硝酸鈉,溶在50mL水里。再加入16.5mL6mol/L醋酸和3g硝酸鈷[Co(NO3)2·6H2O],靜置過夜,取濾液使用。
土壤中有機質(zhì)含量的測定
【原理】土壤里有機質(zhì)的含量是決定土壤持久性肥力的重要標(biāo)志,所以測定土壤有機質(zhì)的含量具有重要意義。測定土壤里有機質(zhì)的含量有多種方法,其中用重鉻酸鉀作氧化劑,跟土壤里的有機質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),再用滴定法或比色法測定的方法用得較多。
氧化性強的重鉻酸鉀在酸性溶液里跟土壤中有機質(zhì)的碳發(fā)生氧化還原反應(yīng),它們之間存在定量關(guān)系。再用標(biāo)準(zhǔn)還原劑(如硫酸亞鐵銨)滴定多余的氧化劑(K2Cr2O7),經(jīng)過換算,就能求得土壤里有機質(zhì)的含量。不用還原劑滴定,可以用重鉻酸鉀溶液在反應(yīng)前后的顏色變化進行比色測定。酸性的重鉻酸鉀溶液呈橙色,反應(yīng)后六價的鉻被還原成三價鉻離子,呈綠色。溶液的顏色越深,表明土壤里有機質(zhì)的含量越高,一般可通過跟標(biāo)準(zhǔn)色階或比色卡比較就能得出土壤里有機質(zhì)的含量。
【操作】
(1)重鉻酸鉀氧化還原比色法先配制系列標(biāo)準(zhǔn)色階。在一系列試管里用5%葡萄糖和水調(diào)配,配制成各級有機質(zhì)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。按照速測步驟,在各試管中依次加入2.5mL0.167mol/L重鉻酸鉀溶液和5mL濃硫酸。顯色后各取5滴加入比色瓷板孔穴中,加蒸餾水2滴,攪勻后即為標(biāo)準(zhǔn)色階。各級色階的間距為0.5%,色調(diào)由橙黃、黃綠、綠到深綠逐級加深。實例可見下表。
測試時稱取0.5g風(fēng)干的土樣(長期潮濕的土常含有較多的還原性物質(zhì),會干擾測定結(jié)果,必須充分風(fēng)干,使它氧化后才能測定)放入試管中,加入2.5mL0.167m0l/L重鉻酸鉀溶液振蕩,再迅速加入5mL濃硫酸,振蕩一分鐘再靜置半小時。用滴管吸取5滴上層清液,加入比色瓷板孔穴中,加2滴蒸餾水,攪勻,跟標(biāo)準(zhǔn)溶液制成的標(biāo)準(zhǔn)色階比色,記下比色讀數(shù)。
由于土壤中有機質(zhì)的含碳量和還原性,跟葡萄糖并不完全一樣,所以測得的結(jié)果會有誤差,為獲得較為客觀的數(shù)據(jù),要進行適當(dāng)校正。即土壤有機質(zhì)百分含量=比色讀數(shù)×校正系數(shù)校正系數(shù)因不同地區(qū)、不同土質(zhì)的特性而有差異,例如有0.8,0.7等。
(2)滴定法稱取研細的風(fēng)干土樣0.5g,放入干燥的硬質(zhì)試管中,加入硫酸銀0.1g,用移液管加入5mL0.067m0l/L重鉻酸鉀溶液,再緩慢加入5mL濃硫酸,并不斷攪拌。在酒精燈上加熱這溶液,使它沸騰。為了防止管內(nèi)液體飛濺,加熱時在試管口上套一支小漏斗,當(dāng)試管內(nèi)液體開始冒出白煙時停止加熱。冷卻后,將試管中的液體全部移入錐形瓶內(nèi),稀釋到50mL左右。加10~15滴2-羧基代二苯胺指示劑,再用0.2m0l/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到溶液呈綠色。另用同樣的方法,不加土樣,做一次空白試驗。按如下公式求土壤里有機質(zhì)的含量。
在上式中,V0是空白試液時滴定耗用硫酸亞鐵銨的毫升數(shù),V是土樣滴定時耗用硫酸亞鐵銨的毫升數(shù),M是硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度,W是風(fēng)干土樣質(zhì)量,0.003是1mg摩爾標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于碳的毫克數(shù),1.724是碳換算為有機質(zhì)的常數(shù)(即假定土壤中有機質(zhì)含碳為58%,則100/58=1.724)。
【說明】
(1)把土樣采回后鋪在塑料薄膜上,在陰處研碎、晾干,不能暴曬或烘干(以防有機質(zhì)發(fā)生變化),最后研細裝瓶待用。
(2)標(biāo)準(zhǔn)色階一般配3~8個即可。