初中化學課堂演示實驗的優(yōu)化與創(chuàng)新

劉灼菲

【摘要】 ?“以實驗為基礎(chǔ)”是化學學科的基本特征。當今，化學實驗仍然是化學學科發(fā)展的最現(xiàn)實、最生動、最有效的物質(zhì)載體。從本質(zhì)上看，這一過程與科學家進行的科學研究中的化學實驗是一致的?；瘜W實驗?zāi)苄蜗?、生動、直觀地產(chǎn)生化學問題，化學實驗?zāi)軐W生在科學探究中提出的猜想或假設(shè)進行驗證;學生通過實驗研究和認識物質(zhì)，掌握化學基礎(chǔ)知識和基本技能，初步學會化學研究的實驗方法;在實驗過程中學生積極地動腦動手，體驗科學家科學探究的過程和方法，獲得科學探究的樂趣和成功的喜悅。因此化學實驗的有效教學，能培養(yǎng)出具有科學素養(yǎng)的新一代學生。

【關(guān)鍵詞】 ?初中化學 實驗教學 優(yōu)化與創(chuàng)新 科學素養(yǎng)

【中圖分類號】 ?G633.8 ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A ? 【文章編號】 ?1992-7711（2019）08-063-030

新課程標準強調(diào)指出：“義務(wù)教育階段的化學課程以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨，把科學探究作為新課改的突破口，轉(zhuǎn)變學生的學習方式，激發(fā)學生積極主動地獲取知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力?！币虼?，在新課程改革的背景下，化學老師更應(yīng)高度重視發(fā)揮實驗的作用，積極探索，盡力優(yōu)化與創(chuàng)新實驗教學，提高科學素養(yǎng)，促進學生的全面發(fā)展。我通過多年的教學實踐與摸索，認為在初中的化學實驗教學中除了要注重深入探究課本各實驗中蘊含的知識本質(zhì)，還應(yīng)從以下幾個方面去優(yōu)化課堂的實驗教學。

一、多做課堂演示實驗，激發(fā)學生學習的興趣

興趣是最好的老師。在化學實驗教學中，教師需要的是讓學生能夠感受到其中的樂趣，這也是有效激發(fā)學生內(nèi)在積極性，培養(yǎng)他們相應(yīng)實驗技能的前提。而對于初中化學實驗來說，很多實驗比較有趣，無論是從實驗現(xiàn)象還是在相應(yīng)操作中，都有很多趣味元素，這需要教師在實驗教學主動挖掘，并且通過對實驗過程的有效組織，有效激發(fā)學生對實驗過程的參與。只要學生能夠主動參與實驗課程之中，才能促使他們在實驗中主動思考，認真觀察，才能有效提升實驗教學實效，從而有效培養(yǎng)他們創(chuàng)新思維，探索精神。所以教師要重視學生興趣培養(yǎng)，根據(jù)化學科的特點，盡可能多做實驗，盡可能想方設(shè)法優(yōu)化實驗教學設(shè)計，以便更有效地激發(fā)興趣，為以后知識教學奠定基礎(chǔ)。

比如在初三化學第一節(jié)課《緒言化學使世界變得更加絢麗多彩》中，在學生沒有接觸過化學實驗的情況下，我引入了一個簡單有趣的實驗，二氧化碳的檢驗。在做這個實驗前教師可以對學生說，“化學能使世界變得千變?nèi)f化，更能豐富我們的生活?，F(xiàn)在我給你們變個魔術(shù)，把一杯清‘水’變成一杯純牛奶?！苯又梢园驯械囊后w展示給學生看，然后用吸管對著杯中吹口“仙氣”，自然透明的“水”（澄清石灰水）在遇到二氧化碳后就會反應(yīng)，生成沉淀從而使杯中的“水”變成“牛奶”。這時，也可以邀請學生上來一起做這個實驗，讓學生親身體現(xiàn)實驗的樂趣。很自然地，學生對此非常好奇，他們肯定會驚訝“牛奶”是怎么來的？為什么這么多人的現(xiàn)象都是一樣的呢？其實，這僅僅是個簡單常見的化學反應(yīng)，但是通過巧妙設(shè)計，以及一些言語營造課堂氛圍，便能激起學生探究化學變化原理的興奮因子。這樣借助化學實驗的趣味設(shè)計，不僅可以激發(fā)學生的興趣，而且還能有效活躍他們的思維，從而有效提高課堂實效，促使課堂精彩紛呈。

二、實現(xiàn)課堂演示實驗的教學設(shè)計優(yōu)化，突出學生的主體作用

1. 優(yōu)化課堂演示實驗的教學設(shè)計

化學教師還應(yīng)在實驗教學模式上作更多的探索。實驗的形式要逐步從以教師的演示實驗轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生動手實驗為主，以教師的解說實驗轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生的探究性實驗，多手段多管齊下，尊重學生主體，實施新課程提倡的自主、合作、探究，師生互動的實驗教學形式，給學生活動的時間、空間，通過學生活動，動中學，學中動，討論交流、質(zhì)疑反思，得出結(jié)論，形成實驗報告?；瘜W實驗過程本身就是一個創(chuàng)造性探究的過程。探究是學生的天性，作為對傳統(tǒng)實驗教學的改革，要求教師在實驗中要給學生充分的思考時間和空間，留有探究的余地。能由學生動手解決的問題，教師就不輕易包辦;能由學生分析思考得出的結(jié)論，教師就不急于下結(jié)論，讓學生成為課堂的主角。

比如，“鐵在氧氣中燃燒”的實驗是教師的演示實驗，而且大多數(shù)學生能從課本中知道實驗現(xiàn)象及其生成物是四氧化三鐵，這對了解這個實驗是遠遠不夠的。所以在實際課堂中，我把該實驗設(shè)計為學生的探究實驗，分實驗前預(yù)習，學生的分組實驗，實驗分析和總結(jié)三步來引導(dǎo)學生完整地完成探究實驗的過程。在實驗前，我設(shè)計一系列的問題引導(dǎo)學生預(yù)習：①為什么實驗前要在廣口瓶里加入適量的清水？能把清水換成其它物質(zhì)嗎？②點燃前，要對鐵絲作怎樣的處理？目的是什么？③放入氧氣瓶前，為什么要等火柴?？煲急M才放進去？④鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象是什么？⑤描述現(xiàn)象時，能描述為生成四氧化三鐵嗎？為什么？接著是學生的動手實驗，學生帶著問題地做實驗。實驗結(jié)束后，學生小組內(nèi)先討論上述4個問題，接著是師生的共同討論，分析問題，得出結(jié)論。這樣設(shè)計實驗和進行實驗，不僅可以有效推促學生對實驗原理以及操作技能的融匯整合，理解內(nèi)化，而且在提升學生實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上進一步培養(yǎng)其探索精神。

2. 創(chuàng)新實驗裝置

在進行化學實驗時，必不可少的就是實驗裝置，但是由于個別實驗所需實驗裝置較多或者對實驗環(huán)境的要求較高，在課堂中無法呈現(xiàn)或呈現(xiàn)效果并不好。因此，教師應(yīng)對實驗裝置進行創(chuàng)新，簡化實驗過程或降低對實驗環(huán)境的要求，以呈現(xiàn)較好的實驗效果。

比如，在進行金屬與稀酸反應(yīng)的實驗探究時，課本設(shè)計了三步，第一步做鎂與稀鹽酸的反應(yīng)，探究反應(yīng)生成的氣體;第二步做鋅、鐵、銅分別與稀鹽酸的反應(yīng);第三步做鋅、鐵、銅分別與稀硫酸的反應(yīng)。這個實驗也是一個對比實驗。我個人認為，做完第一步后，做第二步時，要把四種金屬鎂、鋅、鐵、銅與稀酸的反應(yīng)一起來做，這樣更有利于學生對判斷金屬活動性的方法有更深的理解。實驗中，四種金屬反應(yīng)，就需要四支試管，若只由教師一人操作的話，要加固體，又要倒液體，動作較慢，花的時間較長，而鎂與稀酸的反應(yīng)是很快的，這樣演示實驗就很難讓學生在四種金屬與稀酸的反應(yīng)中對反應(yīng)的劇烈程度作對比。所以我對儀器進行了一個組合，組成了一個新的實驗裝置，一個C形的實驗裝置（當然也可以把它做成工字形）。C形裝置的上面和下面都是木板，中間是一條管中管，小管是用來控制上面木板上下移動的。我將四支試管同時固定在下面的木板上，在四支試管的正上方的木板的位置，各裝好鎂、鋅、鐵、銅四種金屬片垂下來。實驗時，先往四支試管中倒入等量的同濃度的稀鹽酸或稀硫酸，通過移動小管把上面木板的四種金屬片同時插入稀鹽酸中，這樣四種金屬能否與酸反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度就一目了然，形成了鮮明的對比。學生對這個實驗的現(xiàn)象就有了更直觀的比較，對判斷金屬活動性的強弱的依據(jù)的兩個方面：能否反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度，有了更深的了解和印象。通過這種創(chuàng)新優(yōu)化實驗裝置的方法，呈現(xiàn)的實驗效果更好，更能幫助學生觀察實驗和理解化學原理。教師在課堂中也更能容易地完成實驗。

3.改進化學實驗材料

在進行初中化學實驗時，實驗的有效性受到很多方面的影響，實驗材料就是其中的一個方面。因此，教師應(yīng)在做初中化學實驗時，改進初中化學的實驗材料，以提升化學實驗的客觀性和有效性，最終得到準確、有效的實驗結(jié)果。比如，教師通常是將石灰石或者鎂條和水加入盛有SO2的集氣瓶和空集氣瓶里來進行酸雨的實驗，并通過觀察其中的反應(yīng)，來向?qū)W生講解酸雨的形成和危害。但是由于SO2采集難度大，并不利于呈現(xiàn)好的實驗教學效果。因此，教師可以換一種方式來產(chǎn)生和收集SO2，例如，氧氣仿生裝置進行煤的燃燒。最后在實驗得到的溶液中加入樹葉等，會發(fā)現(xiàn)樹葉被逐漸腐蝕，進而向?qū)W生說明酸雨造成的危害。改變氣體收集的方法，可以對硫的燃燒進行復(fù)習，更能理解煤中含硫?qū)Νh(huán)境造成污染的原因。

三、多媒體技術(shù)輔助實驗教學，向?qū)W生展示更豐富的實驗世界

在課堂實驗教學中，進行演示實驗時，往往會碰到許多問題。如實驗現(xiàn)象稍瞬即逝，難以觀察到重點的現(xiàn)象;實驗時間受課堂容量的限制使實驗無法完整觀察;實驗時老師既要操作，又要指導(dǎo)學生觀察，還要調(diào)控整個課堂學生的注意力，難以分身;有些實驗因受安全及實驗條件限制難以在課堂上操作;受時間和空間的限制，學生無法實時實地觀察，使實驗的許多內(nèi)容只能靠教師強加于學生，學生也只能被動地接受、機械地記憶一些實驗的現(xiàn)象和操作程序，缺乏對實驗內(nèi)容的感知認識，以至對知識的認識、理解、掌握的深度、層次，掌握的牢固程度都不盡如人意，影響實驗教學的效果。

多媒體技術(shù)就能很好地解決上述所說的問題。多媒體技術(shù)通過聲形色三者結(jié)合的形式把實驗過程演示出來，具有清晰、簡潔、放大、回放、安全、綠色等功能，擺脫了傳統(tǒng)課堂實驗對場所、器材、資源、安全性、操作規(guī)范性及成功性等客觀條件及主觀條件有所要求的限制。比如，在做酸堿中和反應(yīng)的實驗時，我們可以通過多媒體展示該演示實驗的整個過程，實驗過程中顏色的變化更明顯，更能容易判斷所加入的酸或堿是適量還是過量。我們還可以利用多媒體展示該反應(yīng)的微觀變化，學生更能深入地理解酸堿中和的本質(zhì)是氫離子與氫氧根離子結(jié)合成水分子，以及根據(jù)分子的個數(shù)判斷剩余溶液的酸堿性。多媒體的應(yīng)用使這個實驗的知識得到了延伸和拓展，給學生展示了無法用肉眼看得見的微觀世界，更能豐富學生的想像，一舉多得。

近幾年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，多媒體輔助教學已成常態(tài)，成為部分教師的新寵，有些甚至完全用多媒體代替實驗。這樣多媒體的弊端就日益顯示出來了，長期應(yīng)用多媒體而忽視動手操作，化學實驗的部分功能就得不到實現(xiàn)，特別是在培養(yǎng)學生的動手實驗?zāi)芰?、化學學科素養(yǎng)等方面，多媒體技術(shù)是無論如何也不能取代動手實驗的。所以多媒體技術(shù)的應(yīng)用要恰當，不能濫用，應(yīng)與傳統(tǒng)的動手實驗教學方式相輔相成，使實驗教學推向更有效的高度。

四、通過課外實驗拓寬教學空間，提高學生的探究能力

充分發(fā)揮實驗教學的教育功能，不僅僅是停留在課堂上，化學課外活動是化學課堂教學的延伸和補充，是培養(yǎng)學生積極探索、勇于超越的科學精神的重要途徑。所以教師要克服困難，創(chuàng)造條件多組織和指導(dǎo)學生開展化學課外活動，特別是課外實驗活動。化學課外實驗活動的形式多樣，可以是由教師布置，學生回家完成的家庭小實驗;可以是學生自己感興趣的能自主完成的家庭小實驗;也可以是開放學校實驗室，由教師布置實驗任務(wù)，學生分組分時間段來完成的課本或課外實驗;也可以是學生感興趣的實驗，而實驗所需要的儀器、實驗步驟等需學生自主設(shè)計并完成實驗，教師在從中指導(dǎo)和糾正。教師或?qū)W生也可以把實驗的過程拍成小視頻，供其他同學參考和學習，更能把學生做得成功或失敗的實驗帶到課堂中來，既豐富課堂的實驗內(nèi)容，更豐富學生對化學的認識，提高了學生對化學的探究能力。

課外實驗活動的安排，要給學生足夠的時間與空間，給學生足夠的自由度，學生才會對課外實驗活動產(chǎn)生興趣，才能達到開展活動的目的。而開放實驗室對教師提出更高的要求，要求教師能夠負責，并且具備一定的科學探究能力和探索精神，對于學生的實驗結(jié)果能夠正確地分析和評估，進而指導(dǎo)學生去改進、去創(chuàng)新。通過實驗室的開放，可以讓學生探究屬于他們自己的“實驗”，這樣就會使學生的創(chuàng)新精神和實踐能力在實驗室中充分地發(fā)揮出來。所以開展課外實驗活動，開放實驗室，既能促進教師的發(fā)展，更能促進學生的發(fā)展。

總之，課堂演示實驗作為化學教學的重要內(nèi)容和教學手段，它能否實現(xiàn)既有的功能與價值，能否促進學生多方面能力的提高，取決于實驗教學活動是否科學有效。作為化學教師，要把握好演示實驗教學的技巧和方法，盡量多做實驗，并從改變教學方法，創(chuàng)新實驗裝置，改進實驗材料，結(jié)合多媒體教學及開展課外實驗等方面優(yōu)化實驗的教學，發(fā)揮學生在實驗中的主體作用，體現(xiàn)教師引導(dǎo)的作用，努力提高化學課堂演示實驗教學的科學性和有效性。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

[1]化學課程標準研制組.關(guān)于初中化學課程內(nèi)容標準的說明.2004.

[2]李素玲.如何優(yōu)化初中化學實驗教學[J].龍源期刊網(wǎng)《讀寫算》2013年第20期.

[3]莊耀源.優(yōu)化初中化學實驗教學[J].廣東教育.教研2008年第2期.