做學(xué)生看得見(jiàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)

潘寧

摘要：實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的靈魂，精彩而有效的實(shí)驗(yàn)是提高課堂效率，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，減輕學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵因素和有效途徑，教師可以通過(guò)大燒杯實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、學(xué)生整班實(shí)驗(yàn)，借助手機(jī)、電腦、投影、攝像頭的幫助，提高課堂實(shí)驗(yàn)的可視性，增強(qiáng)課堂實(shí)驗(yàn)的有效性。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；可視性；有效性；提高效率；激發(fā)興趣

文章編號(hào)：1008-0546（2014）07-0087-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.033

化學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)疑是化學(xué)教學(xué)中最吸引眼球，最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的部分。從多元智能的角度來(lái)看，書(shū)本上的二維平面裝置圖和文字解說(shuō)并不適合所有學(xué)生的認(rèn)知模式，一個(gè)設(shè)計(jì)精良可視性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生提升對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，從二維的平面升華到四維空間。

但是，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)演示過(guò)程中常常遇到這樣的尷尬，如：教者提著試管，對(duì)下面一排排的學(xué)生說(shuō)：“看，石灰石表面產(chǎn)生了好多氣泡。”“大家看到鐵釘表面出現(xiàn)了紅色物質(zhì)！”“我們看到左邊試管中的食鹽全溶解了，而右邊試管里的消石灰卻幾乎沒(méi)有溶解?！倍旅娴耐瑢W(xué)們挺起了身子，帶著索求的目光，睜圓了雙眼，希望能觀察到你說(shuō)描述的現(xiàn)象。而事實(shí)是大部分中后排同學(xué)除了試管壁的反光，一無(wú)所獲，不得不泄氣地坐下了身子，改觀察為聆聽(tīng)。一個(gè)課前花十幾分鐘甚至幾十分鐘準(zhǔn)備，課上花費(fèi)5-8分鐘的實(shí)驗(yàn)，往往因?yàn)樵嚬芴?，距離過(guò)遠(yuǎn)的原因而效果大打折扣。

這種尷尬和困惑出現(xiàn)的原因，是教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候只考慮到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)近距離觀察者有效性，而忽略了中后排的學(xué)生。在這種情況下，有的教師選擇了放棄實(shí)驗(yàn)，改為黑板畫圖演示并配以文字，這樣的做法貌似省去了課前的準(zhǔn)備，課堂也顯得更緊湊更易操控，但事實(shí)上他們卻把化學(xué)學(xué)習(xí)最精彩最重要最具魅力的部分給砍去了。由于現(xiàn)在的初中生缺乏生活經(jīng)歷和動(dòng)手體驗(yàn)，如果再缺乏課堂上的觀察和感悟，他們所學(xué)到的，所記住的只是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的文字表述，根本無(wú)法形成感性的、三維的甚至四維的認(rèn)識(shí)，從而讓學(xué)習(xí)的效果大打折扣。這樣訓(xùn)練出來(lái)的學(xué)生，只能應(yīng)付機(jī)械的、重復(fù)的習(xí)題，一旦試題發(fā)生靈活的變化，馬上就無(wú)從下手，更不用談將來(lái)工作時(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力了。而更多的深愛(ài)著化學(xué)課堂教學(xué)并著眼于學(xué)生未來(lái)發(fā)展的老師選擇了在實(shí)踐中探索和嘗試，痛并快樂(lè)著。本人從教十一年，深愛(ài)教學(xué)，并一直致力于提高課堂效率，減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)，希望學(xué)生能在輕松和愉快中學(xué)好化學(xué)，在提高課堂實(shí)驗(yàn)可視性和有效性方面也做了很多的嘗試。

嘗試一：新授課帶學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

以講授金屬和酸反應(yīng)的第一課時(shí)為例，本人曾嘗試將全體學(xué)生帶進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室授課。本課時(shí)涉及到大量試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的比較，能夠親自動(dòng)手，親眼觀察，對(duì)學(xué)生掌握基本操作，牢記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差異有很大的好處。但是，本人很快也發(fā)現(xiàn)了這種模式的一些缺點(diǎn)。首先，課前的準(zhǔn)備工作量大；第二，學(xué)生每次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室都情緒激昂，不易把控，容易受到臺(tái)上五顏六色的藥品和各色瓶瓶罐罐的影響而失去專注度，這種情況下上新授課，特別是人數(shù)較多的班級(jí)，把控全局貫徹教學(xué)目標(biāo)難度較大，對(duì)教師的要求很高；第三，新授課有大量的板書(shū)，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般空間較大，主要用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，后排和邊排的學(xué)生觀察黑板有一定的困難，也間接降低了課堂效果。綜上所述，本人的體會(huì)是新授課最好還是以演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)為主，教學(xué)地點(diǎn)以原班級(jí)為宜，等學(xué)生通過(guò)觀察掌握了實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng)再以班級(jí)為單位進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)，這樣既增強(qiáng)了感性認(rèn)識(shí)，又運(yùn)用并復(fù)習(xí)了所學(xué)知識(shí)，也不至于新手上路，手忙腳亂，降低了實(shí)驗(yàn)課的效果。當(dāng)然，不同的教師，對(duì)課堂的把控能力也有所不同，新授課是否能在實(shí)驗(yàn)室里上得更好，值得修煉和深究。

嘗試二：課堂分組實(shí)驗(yàn)。

分組實(shí)驗(yàn)有三大好處， （1）增強(qiáng)試管實(shí)驗(yàn)的有效性；（2）相對(duì)全體學(xué)生實(shí)驗(yàn)，課前準(zhǔn)備的工作量大大減少；（3）相比較實(shí)驗(yàn)室授課，課堂分組實(shí)驗(yàn)的可控性更強(qiáng)。為避免實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)學(xué)生來(lái)回奔走課堂混亂，本人將各組實(shí)驗(yàn)儀器按組蛇形排列，即第一排放排頭，第二排放排尾，以此類推，充分保證每組學(xué)生充裕而有效的動(dòng)手空間和觀察空間。而透明塑料點(diǎn)滴板在分組實(shí)驗(yàn)中的使用進(jìn)一步簡(jiǎn)化了試管實(shí)驗(yàn)，可視性強(qiáng)，藥品需用量少，極大的提高了實(shí)驗(yàn)效果。當(dāng)然點(diǎn)滴板在觀察生成物的空間形狀上有一定的困難，但進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果非常好。

嘗試三：演示實(shí)驗(yàn)變?cè)嚬転榇鬅?/p>

試管實(shí)驗(yàn)不利于遠(yuǎn)距離的觀察，而將小試管變成大燒杯之后效果就增強(qiáng)了好多，一些產(chǎn)生氣泡，沉淀和溶液顏色發(fā)生改變的實(shí)驗(yàn)即使是最后排也能觀察的很清楚。蘇州市教研員毛明老師的演示課上，碳酸鈣懸濁液在大燒杯中與酚酞作用后的顏色變化、碳酸氫銨在燒杯中澆熱水分解的現(xiàn)象都非常明顯，讓人印象深刻。為使反應(yīng)現(xiàn)象明顯，反應(yīng)物的量往往要求較多，本人認(rèn)為這是大燒杯實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，但如果能讓學(xué)生更輕易的掌握好知識(shí)，這點(diǎn)缺點(diǎn)基本就忽略不計(jì)了。要增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)可視性，又不消耗大量的試劑，還可以利用實(shí)驗(yàn)室里其他儀器，甚至是生活中的一些廢棄物品，如：為比較濃氫氧化鈉溶液和飽和石灰水的對(duì)二氧化碳?xì)怏w的吸收效果，本人利用了兩個(gè)廢棄的塑料瓶，集滿二氧化碳后分別注入等體積的濃氫氧化鈉溶液和石灰水，旋緊瓶塞，同時(shí)振蕩，會(huì)看到濃氫氧化鈉溶液的塑料瓶形變遠(yuǎn)遠(yuǎn)操作飽和石灰水的塑料品，以此證明氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的效果更好，而學(xué)生從透明的塑料瓶中還可以看到氫氧化鈉溶液吸收了二氧化碳無(wú)明顯現(xiàn)象，而石灰水則先變渾濁，后變澄清，以此也可以說(shuō)明檢驗(yàn)二氧化碳適宜用石灰水而不宜用氫氧化鈉溶液。

嘗試四：演示實(shí)驗(yàn)使用投影儀放大反應(yīng)圖像，增強(qiáng)可視性效果。

本人在做點(diǎn)滴板實(shí)驗(yàn)時(shí)曾觀察到很多精彩的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如銅絲和硝酸銀溶液反應(yīng)時(shí)，并非像我們平時(shí)所想的銅絲表面出現(xiàn)一層銀白色的物質(zhì)，首先它的表面由于少量銀原子的吸附會(huì)產(chǎn)生黑色的斑點(diǎn)，黑斑越來(lái)越多，漸漸變白，隨著銀原子量的增加，最后銅絲表面產(chǎn)生了大量絮狀的白色物質(zhì)，看上去就好像是一把毛刷。如何能將這樣精彩的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰地展示給每一位同學(xué)看呢？投影儀解決了這一難題，這里舉兩例：endprint

（1）在講授金屬活動(dòng)性順序時(shí)，本人在點(diǎn)滴板的六個(gè)空穴中分別放入鎂條、鋅粒、鋁片，用氫氧化鈉洗去氧化膜的鋁片、鐵片、鐵粉，置于投影儀下，同時(shí)加入鹽酸，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：鎂條表面不停冒泡，同時(shí)浮在液面上不停打轉(zhuǎn)，越來(lái)越少，直至消失；鋅粒沉于水底，表面也產(chǎn)生了很多的氣泡；鋁片表面幾乎沒(méi)有氣泡，而用氫氧化鈉處理后的鋁片反應(yīng)非常劇烈，速度明顯超過(guò)了鋅粒；鐵片表面只吸附幾個(gè)氣泡，這些氣泡在肉眼觀察都是很難看到的，而通過(guò)投影儀的放大，學(xué)生卻觀察得很清晰，另外一孔鐵粉卻反應(yīng)劇烈，翻江倒海。這組實(shí)驗(yàn)有效地解決了鎂鋁鋅鐵活動(dòng)性強(qiáng)弱的教學(xué)難點(diǎn)，而鋁氧化膜的致密性，反應(yīng)物聚集形態(tài)對(duì)反應(yīng)速度的影響也讓學(xué)生印象深刻。

（2）教師在講授濃硫酸濃鹽酸的形態(tài)時(shí)，常常講濃硫酸是粘稠的油狀，而濃鹽酸流動(dòng)性較好，但在具體課堂演示時(shí)濃硫酸又不便讓學(xué)生動(dòng)手倒出觀察，缺乏有效的實(shí)驗(yàn)論證。在投影儀的幫助下，本人解決了這個(gè)難題：取兩條濾紙置于表面皿上，用滴管分別滴一滴濃硫酸和一滴濃鹽酸于紙上，通過(guò)投影儀的放大，同學(xué)們可以很清晰的看到濃硫酸是以一個(gè)液滴的形式停留在濾紙上，基本不流動(dòng)，而濃鹽酸一碰濾紙馬上開(kāi)始擴(kuò)散，兩者流動(dòng)性的差異一覽無(wú)遺。投影儀極大地增強(qiáng)了可視性效果，即使是很細(xì)微的反應(yīng)現(xiàn)象也能表現(xiàn)得一清二楚。但一個(gè)無(wú)法解決的問(wèn)題是投影儀只能從頂上觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)氣泡、顏色變化觀察效果明顯，但如產(chǎn)生沉淀卻無(wú)法觀察其三維結(jié)構(gòu)，而隨著電腦多媒體科技的廣泛應(yīng)用，這個(gè)問(wèn)題很快得到了解決。

嘗試五：電腦外接攝像頭的使用。

攝像頭不單能進(jìn)行視頻聊天，對(duì)擴(kuò)大試管反應(yīng)的三維圖像，也有非常好的效果。在做課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以一手持試管或燒杯，一手持?jǐn)z像頭，在投影儀屏幕上放大反應(yīng)現(xiàn)象，大大提高了演示實(shí)驗(yàn)的效果和授課的效率。如果另一只手也要操作儀器，可以將攝像頭夾在鐵架臺(tái)上，然后將反應(yīng)儀器接近鏡頭即可。攝像頭即插即用，無(wú)需裝載驅(qū)動(dòng)程序， 操作十分簡(jiǎn)便。金屬鋅或碳酸鈣與酸的反應(yīng)，教者常常很難解釋金屬元素最后的去向，學(xué)生容易形成錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)是鋅和碳酸鈣變成氣體離開(kāi)了溶液，為了扭轉(zhuǎn)這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，我們需要將反應(yīng)后的溶液過(guò)濾蒸發(fā)，得到固體給學(xué)生看，但是這樣課堂實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，效率低下。而用攝像頭可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題：取幾滴石灰石和稀鹽酸反應(yīng)后的溶液置于燃燒匙中，學(xué)生在攝像頭中看到是澄清透明的液體，而后在酒精燈下加熱蒸發(fā)，很快白色固體就出現(xiàn)在燃燒匙中，這樣就很好地解釋了氯化鈣并非“上天”而是“入水”了。

嘗試六：使用高精度的電子探頭。

對(duì)于配置較高的實(shí)驗(yàn)室，像酸堿中和滴定過(guò)程中溶液pH值的變化，溫度的變化都可以通過(guò)電子探頭在電腦中描繪出精確的曲線。再如物質(zhì)在密閉容器中燃燒時(shí)氧濃度和二氧化碳濃度的變化也可清晰的描繪出曲線。高科技的教學(xué)設(shè)備確實(shí)讓我們的中學(xué)生享受到了大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的待遇，對(duì)反應(yīng)過(guò)程中各種量的變化有了及時(shí)、直觀的認(rèn)識(shí)。

嘗試七：手機(jī)微視頻的利用。

聽(tīng)取了電教館金陵館長(zhǎng)關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂和微視頻的講座后，本人對(duì)提高實(shí)驗(yàn)的可視效果又有了新的想法。教師們?cè)谡n上常常會(huì)用到教學(xué)光盤中提供的實(shí)驗(yàn)視頻，為什么不利用智能手機(jī)拍攝自己的一套實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻資料呢？用手機(jī)自己拍攝實(shí)驗(yàn)過(guò)程有諸多好處：

（1）焦距可變，即可縱觀全局，也可拉近仔細(xì)觀察細(xì)微處。

（2）角度可變，可以從各個(gè)方向表現(xiàn)整個(gè)反應(yīng)，完全由教者根據(jù)自己的教學(xué)要求而變。

（3）時(shí)間可調(diào)。有的實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程現(xiàn)象單一，如蒸發(fā)、過(guò)濾、溶解等，這些實(shí)驗(yàn)在演示時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量空白時(shí)間，如果拍下視頻，截去其中的單調(diào)重復(fù)的片段，乃是提高課堂有效性的一大妙招。

（4）演示成功率100%。教師在做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)并不能保證每次都能成功，如果失敗重做，固然可以加深學(xué)生的印象，但也打亂了教學(xué)計(jì)劃。拍下成功的實(shí)驗(yàn)演示給學(xué)生看，可以大大提高課堂的效率。

（5）可以保留一些珍貴的視頻資料。有些試劑，實(shí)驗(yàn)室因?yàn)闂l件有限而不能長(zhǎng)期保存，如果每次實(shí)驗(yàn)都外出訂購(gòu)的話成本過(guò)高。如在做干冰性質(zhì)探究的時(shí)候，我校會(huì)提前從工廠預(yù)定一些干冰，每次實(shí)驗(yàn)只消耗少許，剩余大量的干冰由于無(wú)法保存而白白升華浪費(fèi)。如果將干冰制造舞臺(tái)云霧，干冰與石灰水、石蕊的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)拍成精彩的視頻，每學(xué)期授課時(shí)播放，不是大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的成本？至于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)手機(jī)拍攝的可行性本人也進(jìn)行了一些探索：如果沒(méi)有另一位教師協(xié)助拍攝，可以將手機(jī)用鐵夾墊紙輕輕固定在鐵架臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)者可以通過(guò)觀察手機(jī)屏幕隨時(shí)調(diào)整儀器的遠(yuǎn)近和角度，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用視頻軟件截去不需要的部分即可，可操作性還是非常強(qiáng)的。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的靈魂，精彩而有效的實(shí)驗(yàn)是提高課堂效率，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，減輕學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵因素和有效途徑，值得教師深究。如果學(xué)校有較好的多媒體條件，教師可以借助手機(jī)、電腦、投影、攝像頭的幫助，提高課堂實(shí)驗(yàn)的可視性，增強(qiáng)課堂實(shí)驗(yàn)的有效性。如果沒(méi)有很好的多媒體條件，教師也可以憑著自己的滿腔熱忱，利用大燒杯實(shí)驗(yàn)，分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生整班實(shí)驗(yàn)等手段達(dá)到增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)可視性和有效性的目的?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的世界，無(wú)比精彩，而我們化學(xué)教師，則肩負(fù)著重任：那就是將學(xué)生帶入這五彩斑斕的世界，讓他們享受科學(xué)，喜愛(ài)科學(xué)，最終受益于科學(xué)。endprint