優(yōu)化課堂演示化學(xué)實(shí)驗(yàn)

PAGE61-優(yōu)化課堂演示實(shí)驗(yàn)初探電白縣東城中學(xué)姚珍東［摘要］演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中最常用的直觀手段之一，直接關(guān)系著化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。創(chuàng)設(shè)科學(xué)、高效的演示實(shí)驗(yàn)，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)充實(shí)教學(xué)，是化學(xué)學(xué)科中體現(xiàn)現(xiàn)代素質(zhì)教育思想的重要方面，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。本文總結(jié)歸納了在教學(xué)過程中如何對高中化學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，提高化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。［關(guān)鍵詞］化學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)問題情境實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常演示實(shí)驗(yàn)的主體多媒體教學(xué)平臺化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)的教學(xué)，離不開課堂演示實(shí)驗(yàn)?；瘜W(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)，其特點(diǎn)是操作簡便，現(xiàn)象明顯，具有較強(qiáng)的直觀性與示范性。通過演示實(shí)驗(yàn)，它可以為學(xué)生提供鮮明、準(zhǔn)確、生動的感性材料，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和推理能力，可以使學(xué)生比較容易地接受新知識，還可以使學(xué)生了解正確使用儀器及試劑的方法和操作過程，以便在學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)能使用或容易學(xué)會使用這些儀器和試劑，并進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作。因此，演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中最常用的直觀手段之一，直接關(guān)系著化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。創(chuàng)設(shè)科學(xué)、高效的演示實(shí)驗(yàn)，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)充實(shí)教學(xué)，是化學(xué)學(xué)科中體現(xiàn)現(xiàn)代素質(zhì)教育思想的重要方面，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。本文從以下幾個(gè)方面淺談優(yōu)化高中化學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。一、創(chuàng)設(shè)問題情境,讓學(xué)生帶問題看實(shí)驗(yàn)在教師演示時(shí)，學(xué)生在干什么呢？有的只看熱鬧，由于“事不關(guān)己”，思維不活躍；有的雖然對教師的演示實(shí)驗(yàn)都能看清楚，操作方法和現(xiàn)象也記住了，但由于觀察點(diǎn)不集中，對實(shí)驗(yàn)的原理未能作進(jìn)一步的判斷、分析；有的根本不知道應(yīng)看什么，現(xiàn)象一出來，只會興奮甚至贊嘆，但毫無收獲……這主要是因?yàn)閷W(xué)生注意力不集中或因?qū)W生距離講臺太遠(yuǎn)，使學(xué)生觀察點(diǎn)不集中，不知道該看什么，等現(xiàn)象出來時(shí)，已經(jīng)來不及了。因此在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)一定的問題情境，讓學(xué)生帶著問題去看實(shí)驗(yàn)。如：“應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)?”“為什么要這樣設(shè)計(jì)?”“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(shí)驗(yàn)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(yùn)用科學(xué)的研究方法對待化學(xué)實(shí)驗(yàn)。例如：在氯氣的制備實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于學(xué)習(xí)過氧氣、氫氣，二氧化碳等氣體的制備，我們可提出如下問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。問題1：要設(shè)計(jì)一個(gè)制備氣體的實(shí)驗(yàn)，你要考慮哪些方面?問題2：設(shè)計(jì)怎樣的裝置可使實(shí)驗(yàn)操作簡便易行?問題3：你能否設(shè)計(jì)一個(gè)隨用隨制的氣體發(fā)生裝置?這時(shí)學(xué)生可能會設(shè)計(jì)出各種各樣的方案，然后教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)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(jìn)的？鼓勵(lì)學(xué)生開動腦筋大膽設(shè)想，積極主動地參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，充分展示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想。制取氯氣的實(shí)驗(yàn)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(xiàng)之外，可再設(shè)計(jì)如下兩個(gè)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(gè)問題，可再次激起學(xué)生思維的波瀾，克服因滿足于對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察而表現(xiàn)出的渙散狀態(tài)。二、利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，無論是教師課堂演示還是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，由于種種原因，有時(shí)會出現(xiàn)一些與預(yù)料的正常實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合的現(xiàn)象，其中有顏色變化的異常，生成物氣味的異常，事故發(fā)生的異常等等。如果教師抓住實(shí)驗(yàn)中的意外，也就抓住了學(xué)生旺盛的求知欲，若能積極引導(dǎo)并給予合理的分析解釋，反而能因化腐朽為神奇的“意外”給學(xué)生留下更深刻的記憶，教學(xué)目的也就能輕易實(shí)現(xiàn)，使師生雙方在探索活動中相互得到提高。例如：在學(xué)習(xí)元素周期表時(shí)，探究“同周期、同主族元素性質(zhì)遞變的遞變規(guī)律”，分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀硫酸幾乎不反應(yīng)，基本上看不到氣泡。而改用稀鹽酸與鋁片反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡的速率由慢逐漸加快，這一現(xiàn)象與金屬活動性順序表和酸的通性等是矛盾的，引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突，在疑惑中激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。于是我鼓勵(lì)學(xué)生去對此現(xiàn)象大膽猜想、探究，進(jìn)行了一系列的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：疑問：根據(jù)離子反應(yīng)方程式的分析，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是單質(zhì)鋁與氫離子反應(yīng)，那么為什么氫離子濃度相同的稀鹽酸與鋁片反應(yīng)的速率卻比稀硫酸要快得多?猜想與假設(shè)：溶液中除氫離子外的其他離子(Cl-、SO42-)可能會影響反應(yīng)速率。稀鹽酸中產(chǎn)生H2速度比稀硫酸中快，那么，是否Cl-對反應(yīng)有促進(jìn)作用，SO42-對反應(yīng)有抑制作用呢？。在做氫氧化亞鐵的制取時(shí)，我在實(shí)驗(yàn)前事先作了結(jié)論性說明：“硫酸亞鐵溶液中滴入NaOH溶液將生成白色的Fe(OH)2沉淀。”可照此操作，實(shí)驗(yàn)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)生一片嘩然。而后我將盛FeSO4溶液的試管中先加入苯，然后再將滴管伸入液面以下滴加NaOH溶液，這時(shí)得到的白色沉淀現(xiàn)象就十分明顯。同時(shí)我向?qū)W生提出問題：問題1：實(shí)驗(yàn)室里是如何保存易被氧化藥品的？問題2：該實(shí)驗(yàn)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？這樣一來，既優(yōu)化了演示實(shí)驗(yàn)過程，又強(qiáng)化了學(xué)生對易被氧化藥品的保存意識。三、改變演示實(shí)驗(yàn)的主體，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的主體是教師，學(xué)生大多扮演一個(gè)被動觀察者的角色，原中國科學(xué)院院長盧嘉錫教授曾將優(yōu)秀化學(xué)人才應(yīng)具備的素質(zhì)歸納為C3H3（ClearHead,CleverHands,CleanHabit）,即清晰的頭腦、靈巧的雙手和清潔的習(xí)慣，可見動手實(shí)驗(yàn)的能力對一個(gè)學(xué)化學(xué)的人來說是多么的重要。所以，我在條件許可的情況下，將部分現(xiàn)象明顯、安全、操作簡單的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生上臺演示，提高臺上臺下學(xué)生的積極性，實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)束時(shí)，我與學(xué)生一起進(jìn)行討論，糾正操作錯(cuò)誤，這樣，可以使學(xué)生感覺到他們是“學(xué)習(xí)的主體”地位。學(xué)生更仔細(xì)地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，增加了他們的參與程度并且培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)操作技能、敏銳的觀察和以及發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力。例如：在鹵素的教學(xué)過程中，讓學(xué)生扮演教師的角色，動手示范如何聞氯氣的味道，觀察顏色，如何驗(yàn)證它的毒性等等，取得良好效果。此外，將演示實(shí)驗(yàn)范圍擴(kuò)大化，多準(zhǔn)備幾套儀器和藥品，讓更多的學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中來，作成實(shí)驗(yàn)小組，分工合作，共同探討，也能培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)和獨(dú)立完成的能力.四、教學(xué)面向全體學(xué)生，充分利用多媒體教學(xué)平臺。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的重要部分，既可培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科學(xué)態(tài)度，又能使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識。但由于傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的局限性，在課堂演示實(shí)驗(yàn)中無法演示的宏觀的、微觀的、極慢的、極快的化學(xué)過程，以及無法揭示化學(xué)反應(yīng)過程中的中微觀粒子運(yùn)動的本質(zhì)規(guī)律。因此充分利用多媒體教學(xué)平臺，可以使這些問題得到很好的解決。１、一些學(xué)校要么苦與資金匱乏沒有標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室，要么人數(shù)太多，很多演示實(shí)驗(yàn)，一般老師只能在講臺上演示。這樣，只有講臺前面幾排的學(xué)生才看得清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，后面很多學(xué)生都看不清楚，堂上都不能很好地演示。此時(shí)使用專用化學(xué)實(shí)驗(yàn)投影儀既保證實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性,讓細(xì)微變化清楚地展示在學(xué)生面前，如鈉與水的反應(yīng)等等；２、也有一些實(shí)驗(yàn)過程需時(shí)較長的演示實(shí)驗(yàn)(如氯水見光分解)；一些危險(xiǎn)性較大的或產(chǎn)生有毒物質(zhì),嚴(yán)重污染環(huán)境和危害學(xué)生身體健康的演示實(shí)驗(yàn)(如硫化氫的制取)，或一些無法實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)，如果運(yùn)用多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)就可以彌補(bǔ)這一不足。如模擬錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)造成的后果：在試管加熱時(shí)，試管口向上傾斜，加熱后生成的水倒流回試管，使試管炸裂；啟譜發(fā)生器被堵塞引起的爆炸；氫氣點(diǎn)燃爆炸等等。３、在一些化學(xué)反應(yīng)中含有大量一般化學(xué)儀器和人眼不能觀察的變化因素，比較抽像、講解困難，運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng),明顯比單純用語言講解更生動、易懂。這些不可觀察的因素可通過形象化的手段進(jìn)行模擬展現(xiàn)，來揭示這些化學(xué)過程的本質(zhì)規(guī)律。例如，有機(jī)化學(xué)中羧酸和醇的反應(yīng)，羧酸是提供氫還是提供羥基？學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，很容易把中和反應(yīng)跟酯化反應(yīng)類比，認(rèn)為酯化反應(yīng)中，羧酸提供氫而醇提供羥基，為突破這一教學(xué)難點(diǎn)，可利用電教媒體模擬含18OH的醇跟羧酸起酯化反應(yīng)，形成含有18O的酯這一反應(yīng)歷程，證明羧酸提供羥基而醇提供氫。再如在講原電池的原理時(shí)（以稀硫酸為電解液的銅—鋅原電池為例），用小黑點(diǎn)表示電子，用小圓圈和內(nèi)標(biāo)離子符號、分子式來表示離子、分子，當(dāng)連接好原電池裝置后，大量的鋅離子離開鋅片，大量的氫離子在銅片