初中化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)探索與研究

陳 科

（江蘇省常熟市張橋中學(xué)，江蘇常熟 215500）

引 言

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在化學(xué)教學(xué)過程中，我們會(huì)進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)來展開教學(xué)內(nèi)容。在這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分是演示實(shí)驗(yàn)，而有些實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題而不能達(dá)到預(yù)期效果。為了有效利用教材中的演示實(shí)驗(yàn)，提高化學(xué)課堂教學(xué)效果，筆者研究了九年級化學(xué)教材中的演示實(shí)驗(yàn)，分析了演示實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題，歸納總結(jié)了演示實(shí)驗(yàn)的共性，提出了演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的措施，逐步提高演示實(shí)驗(yàn)的效果和效能。

一、問題分析

1.實(shí)驗(yàn)比例問題

筆者在表1中所統(tǒng)計(jì)的實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)數(shù)量是學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊上可以進(jìn)行詳細(xì)記錄的實(shí)驗(yàn)，而實(shí)際教學(xué)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊上的內(nèi)容又有著比較大的出入。在實(shí)際的教學(xué)中，往往需要根據(jù)書本內(nèi)容添加實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊中沒有演示的實(shí)驗(yàn)。其實(shí)，課堂上所要做的演示實(shí)驗(yàn)要比筆者在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊中統(tǒng)計(jì)的多很多。

表1 學(xué)生實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)數(shù)量

2.課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)存在問題

在滬教版教材中，有很多的演示實(shí)驗(yàn)，其重要性不言而喻，但在目前的化學(xué)課堂上，還存在一些問題：

（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。演示實(shí)驗(yàn)對于有的學(xué)生來說距離太遠(yuǎn)，而其中一些微小的變化根本無法觀察，有的實(shí)驗(yàn)在視覺上更是無現(xiàn)象，導(dǎo)致有的學(xué)生對演示實(shí)驗(yàn)的興趣減弱。

（2）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)缺乏科學(xué)性。有些演示實(shí)驗(yàn)缺乏科學(xué)性，不利于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維的形成。在有些缺乏科學(xué)性的演示實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)本身打著創(chuàng)新的口號，但是實(shí)際上卻缺乏周全的思考，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還可能造成有些邏輯思維比較縝密的學(xué)生在學(xué)習(xí)上的一些困擾。

（3）實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生只是旁觀者。為了節(jié)約課堂時(shí)間，或者擔(dān)心學(xué)生不能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)都是老師一手包辦，學(xué)生只是旁觀者，不能很好地參與進(jìn)來。

二、課堂有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略

1.將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可視化

在教材有的演示實(shí)驗(yàn)中，其中的變化體現(xiàn)在溫度、溶解等方面，而這些變化往往都很難清楚地觀察到。受到演示實(shí)驗(yàn)自己本身的限制，往往距離較遠(yuǎn)的同學(xué)不易或根本無法觀察到實(shí)驗(yàn)中的變化。最好能將這些變化轉(zhuǎn)化為現(xiàn)象明顯的、可以直接看出來的變化。

（1）驗(yàn)證“氫氧化鈉溶于水放熱”這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，整個(gè)過程只有教師以及接觸到試管的學(xué)生才能感受到NaOH固體溶解放熱的這個(gè)性質(zhì)，其他同學(xué)只是被動(dòng)地知道。我們改變一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓大家都能更直觀地感受到NaOH固體溶解放熱。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：在試管中加入約三分之一的水，在酒精燈上加熱至沸騰，然后移開試管，在停止沸騰的試管中再加入NaOH固體，這時(shí)候，我們會(huì)看到NaOH固體很快溶解，水也很快重新沸騰起來。這樣的話，現(xiàn)象明顯直觀且生動(dòng)有趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

（2）在講解飽和溶液的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)某物質(zhì)的飽和溶液叫作這種溶質(zhì)的飽和溶液。飽和硝酸鉀溶液中真的能溶解氯化鈉嗎？如果這時(shí)候老師用氯化鈉加入進(jìn)去溶解的話，由于氯化鈉溶解現(xiàn)象也并不明顯，溶液變化非常小，只有近距離的學(xué)生才能看到氯化鈉消失了，而遠(yuǎn)處的學(xué)生則很難看清這里面的變化。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：在飽和硝酸鉀溶液中加入有顏色的可溶物，如硫酸銅或高錳酸鉀。當(dāng)這些有色可溶物溶解進(jìn)去之后，現(xiàn)象直觀明顯，學(xué)生印象深刻，效果極佳。

2.將實(shí)驗(yàn)過程簡而不約化

簡約的化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有裝置簡單、取材容易、方便操作、安全可靠、現(xiàn)象明顯等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)簡單但效果應(yīng)不簡單，這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生更易接受，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，因此改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)必須著力追求簡單、實(shí)用。

例如，在“測量空氣中氧氣含量”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，由于紅磷放入集氣瓶中這個(gè)過程可能造成瓶內(nèi)氣體外逸，從而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所偏差。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：將紅磷改為白磷，由于白磷的著火點(diǎn)較低，將其加熱至燃燒十分容易，在實(shí)驗(yàn)中可用電吹風(fēng)、熱水等引燃白磷更簡單。將生產(chǎn)生活中的物品移植到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)取材容易、節(jié)儉實(shí)用，但值得注意的是，在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也要注意：千萬不要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的器材舍近而求遠(yuǎn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)要切實(shí)可行。

但在改進(jìn)中，要注意一些問題，如有兩位化學(xué)教師在改進(jìn)“測量空氣中氧氣體積含量”的實(shí)驗(yàn)中，先將紅磷放在集氣瓶底部的鐵片上（圖1），然后通過電磁爐引燃密閉集氣瓶內(nèi)的紅磷，或者用放大鏡進(jìn)行對可燃物加熱，此改進(jìn)實(shí)驗(yàn)并不是筆者所說的那樣“簡約實(shí)用”，而是新而不優(yōu)、大材小用。

圖1

3.將實(shí)驗(yàn)改進(jìn)科學(xué)化

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的過程中，在改進(jìn)和設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要有嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)必須符合科學(xué)性原理。但筆者發(fā)現(xiàn)，有些實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新案例存在科學(xué)性不足的漏洞。例如：

在滬教版第四章《認(rèn)識化學(xué)變化》《化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系》這一節(jié)中，利用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，按照書本上的反應(yīng)裝置，瓶內(nèi)氣壓會(huì)增加，會(huì)存在潛在的危險(xiǎn)（可能把瓶塞沖開），故有的老師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)做如下改進(jìn)（圖2）：在橡膠塞處添加氣球，氣球用于收集多出的氣體，以此減少氣壓過大可能導(dǎo)致的危險(xiǎn)。

利用浮力公式F=ρ×V不難算出，小氣球在空氣中膨脹時(shí)會(huì)受到浮力的影響，當(dāng)氣球膨脹到40ml左右時(shí)，這就能使托盤天平失去平衡。所以，有氣體放出的質(zhì)量守恒定律實(shí)驗(yàn)用氣球來收集氣體時(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，極有可能會(huì)使實(shí)驗(yàn)失敗。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：將此裝置中的錐形瓶改為塑料瓶（圖3），當(dāng)需要反應(yīng)的時(shí)候只需要把塑料瓶倒過來，試管內(nèi)鹽酸就會(huì)與石灰石接觸反應(yīng)，此裝置取材方便，簡單實(shí)用，且更具有科學(xué)性。

圖3

4.讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中角色化

在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生會(huì)感覺老師做的實(shí)驗(yàn)是按照老師的編排進(jìn)行的，就像在看舞臺上的表演，感覺和老師之間有一段較長的距離。同樣的實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生來做則效果會(huì)截然不同，老師會(huì)做實(shí)驗(yàn)這并不奇怪，但換成學(xué)生會(huì)做實(shí)驗(yàn)，那其他學(xué)生就會(huì)感到親切，感到如果換成他，自己也會(huì)具有這樣的能力，這樣能夠極好地激發(fā)學(xué)生的積極性和參與性，還能提高參與學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰1-2]。在演示實(shí)驗(yàn)中讓座位上的學(xué)生做一回老師，從另外的角度來思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

結(jié) 語

總之，化學(xué)教師在教學(xué)過程中要充分重視利用演示實(shí)驗(yàn)，同時(shí)要激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的熱情，增加學(xué)生課堂參與。最理想的是在不違背設(shè)計(jì)原則下，教師自己改進(jìn)創(chuàng)新教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一些操作方便、現(xiàn)象直觀、科學(xué)簡易的新演示實(shí)驗(yàn)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更是對自己教學(xué)能力的又一次提升，也讓課堂更生動(dòng)，更新穎，更精彩。

[參考文獻(xiàn)]

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