池邦東

摘要：為使科學(xué)課堂更具精彩、活力，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動性，我們常會在課堂上做一些演示實驗，以引入某個科學(xué)問題，或?qū)δ硞€實際科學(xué)問題進行分析和驗證。同時，我們改進創(chuàng)新一些常用的演示實驗，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，促進學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，讓課堂因“演示實驗”而更加精彩。

關(guān)鍵詞：演示實驗；改進；科學(xué)

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711(2014)07-0116

科學(xué)是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，科學(xué)實驗以其本身的特點和獨特的魅力，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力上發(fā)揮著重要的作用，對于提高科學(xué)教學(xué)質(zhì)量有著其他教學(xué)形式不可比擬的優(yōu)勢?？茖W(xué)實驗不僅是研究科學(xué)的重要方法，也是科學(xué)教學(xué)的重要手段，是科學(xué)學(xué)科素質(zhì)教育的重要組成部分。作為科學(xué)教師一定要重視實驗的作用，充分挖掘教材中實驗的科學(xué)之美，引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)之美的追求。

初中科學(xué)實驗教學(xué)的基本類型有演示實驗、獨立實驗、分組實驗、課外實驗等。而演示實驗是直觀教學(xué)的一種高級形式，是由教師或部分學(xué)生參加的，為演示自然現(xiàn)象、自然規(guī)律等，結(jié)合課堂教學(xué)進行的實驗活動?？茖W(xué)演示實驗有助于學(xué)生直觀、形象地理解科學(xué)概念、科學(xué)原理和科學(xué)規(guī)律，促進和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。但在新居民學(xué)校中，科學(xué)演示實驗教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀，大部分教師普遍為考試而做實驗。因此，必須改變實驗教學(xué)，就地取材改進實驗，積極開發(fā)新實驗，把實驗與課堂教學(xué)有機地融合，發(fā)揮實驗在課堂教學(xué)中的功效，使演示實驗成為科學(xué)課堂中最精彩的片段。

一、教學(xué)中演示實驗存在的問題

1. 客觀的原因

(1)學(xué)校的原因

在農(nóng)村學(xué)校的實驗室內(nèi)，實驗儀器、實驗設(shè)施比較缺乏，一些易損易耗儀器和藥品得不到及時的修理或補充，致使一些演示實驗無法正常開展或開展較少。另外這些學(xué)校由于辦學(xué)經(jīng)費不足，往往在實驗設(shè)備上的投入很少，從而導(dǎo)致實驗設(shè)備落后。

(2)演示實驗本身的原因

教材中的演示實驗設(shè)計和操作雖然經(jīng)過反復(fù)驗證，但具體操作中仍存在一些瑕疵，如現(xiàn)象不明顯、不安全、藥品用量大、污染嚴重、操作復(fù)雜費時等。有些教師碰到這樣的實驗往往就放棄了。

2. 主觀的原因

(1)在課堂教學(xué)中，很多教師由于受到傳統(tǒng)的教學(xué)理念以及自身的教育教學(xué)水平等因素的影響，平時在做演示實驗的時候，顯得匆匆忙忙。在教學(xué)需要做演示實驗的章節(jié)時，才到實驗室領(lǐng)取器材，然后到教室里準備實驗，這樣，既浪費了時間，又不能完美地完成實驗。

(2)教師把演示實驗當(dāng)作方便自身教學(xué)、驗證自身想法的教學(xué)手段。而不是從學(xué)生的需要出發(fā)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)做實驗。這樣的實驗，其實是教師在為自己、為教材做實驗。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、興趣都很低，課堂教學(xué)效果很差。

二、教學(xué)中演示實驗的設(shè)計與改進

1. 演示實驗的現(xiàn)象應(yīng)準確明顯，實驗直觀性強

現(xiàn)行的科學(xué)教材中有些實驗比較難做，結(jié)果不很明顯，這勢必會影響學(xué)生做實驗的情緒，挫傷學(xué)生的實驗積極性，甚至使學(xué)生對實驗產(chǎn)生懷疑。反之，如果實驗內(nèi)容準確地揭示了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，現(xiàn)象一目了然，使人產(chǎn)生過目不忘的感覺，并能引起學(xué)生強烈的驚嘆。對于這樣的實驗，我們?nèi)绾芜M行改進？下面試舉兩例說明：

例1： 關(guān)于分子之間有間隔的實驗，100亳升水和100亳升酒精混合后其體積小于200亳升。

按照教材中的實驗過程來進行操作，實驗結(jié)果就很不明顯，如果能夠?qū)⒃搶嶒炑b置略做改進，如圖1所示，那么效果就會比較明顯。

實驗過程：

(1)先加入100亳升水(記住液面刻度100亳升)；

(2)再加入100亳升酒精(記下液面刻度200亳升)

(3)反轉(zhuǎn)振蕩；

(4)觀察最后液面刻度(小于200亳升)

實驗現(xiàn)象：最終液面刻度小于200亳升。

實驗結(jié)論：說明分子之間是有間隔的。

這個實驗的目的是為了揭示分子的一個極為重要的性質(zhì)——分子之間有間隔，而實驗的改進只是裝置選擇的不同，實際操作并不困難。改進后的演示實驗現(xiàn)象更明顯，實驗效果也更好。

例2：在測定空氣中氧氣含量的實驗中，可將紅磷換為白磷，廣口瓶換為大試管。實驗時只需把白磷直接放入試管中，塞緊塞子，此時把試管放入熱水中，白磷自燃，冷卻后打開止水夾，實驗完成。由于試管較長，該改進結(jié)果更準確，現(xiàn)象更明顯。

2. 演示實驗的改進應(yīng)有助于理解科學(xué)概念

運動學(xué)中有些理論因演示實驗一閃即逝的現(xiàn)象而難以觀察及同步分析，導(dǎo)致難以導(dǎo)出結(jié)論。

如浙教版科學(xué)七年級下冊《機械運動》中學(xué)習(xí)機械運動的概念時，教師可以借助于多媒體的播放視頻，并截取其中的片段進行演示。

過程：a先播放神舟火箭發(fā)射視頻；b根據(jù)三張圖片(如上圖2、3、4)觀察火箭與塔的位置變化。

本演示實驗通過多媒體播放神舟發(fā)射現(xiàn)場，學(xué)生不僅體驗了激動的時刻，感受了震撼的場景，激發(fā)了學(xué)生愛國的情懷，同時還開闊了學(xué)生的視野，當(dāng)然也深刻地理解了機械運動的概念。

3. 演示實驗的改進應(yīng)體現(xiàn)環(huán)保、綠色化學(xué)的理念

上世紀末以來，國際上提出“綠色化學(xué)”的理念。綠色化學(xué)是預(yù)防污染的基本手段，既要使原料充分利用，又要在化學(xué)反應(yīng)過程中實現(xiàn)零污染。環(huán)保意識在工業(yè)發(fā)展迅猛的今天顯得尤為重要。這關(guān)系到一個國家，一個民族甚至全人類能否持續(xù)發(fā)展的重大問題。因此，初中科學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識已顯得刻不容緩。

例如：浙教版科學(xué)八下第45頁“鈉在氯氣中的燃燒的實驗，取一支大試管，塞入帶干燥管的膠塞，用鐵夾把試管固定在鐵架臺上。在干燥管里墊一層石棉絨或玻璃絲，往試管內(nèi)加入少量高錳酸鉀晶體，再注入少量濃鹽酸，立即塞緊帶干燥管的膠塞，用一小塊硬紙片蓋住干燥管口。高錳酸鉀跟鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，當(dāng)干燥管內(nèi)投入有濾紙吸干煤油的綠豆大的金屬鈉。金屬鈉在氯氣里激烈燃燒。在干燥管里產(chǎn)生大量白煙，這就是氯化鈉固體。如果再向干燥管投入金屬鈉，金屬鈉仍在氯氣里燃燒?！?/p>

該實驗不需要事先用廣口瓶收集氯氣，直接省去“把金屬鈉放入燃燒，再用酒精燈給金屬鈉加熱”這一步驟，實驗操作簡單，成功率也比較高。

又如濃硫酸的脫水性實驗：燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。然后加入15ml溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實驗現(xiàn)象。此實驗的缺點是：反應(yīng)放出大量有刺激性氣味的有毒氣體如SO2等，對空氣污染嚴重，學(xué)生咳嗽不止，甚至干擾了課堂正常秩序。

改進方案：將200ml燒杯置于有少量水的玻璃水槽內(nèi)的一塊大理石小墊塊上(大理石小墊塊稍微高于水面)，再在200ml的小燒杯上倒扣一個大燒杯(如圖5)。

4. 演示實驗的改進應(yīng)提高實驗的趣味性

一些演示實驗可進行恰當(dāng)改進，使操作簡單、現(xiàn)象明顯、安全可靠及聯(lián)系生活實際。它不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固深化知識，而且能提高實驗的趣味性，使課堂更精彩。

例如，浙教版科學(xué)八上大氣的壓強一節(jié)中用“瓶口吞雞蛋”實驗演示大氣存在壓強。該實驗雖然有意思，也深受學(xué)生喜歡，但做這個實驗之前，需要煮熟一些雞蛋，并且一只雞蛋只能使用一次；實驗對雞蛋的大小要求比較嚴格，因為大的進不去，小的會自動落下，所以挑選大小合適的雞蛋也比較困難。

改進：取一個裝椰汁的易拉罐(罐口不要完全撕開，僅留一個剛好能插吸管的小口)在易拉罐中裝入深度約1cm的水，然后用酒精燈加熱，當(dāng)水沸騰冒出大量水蒸氣時，用鉗子抓起易拉罐，然后快速地用橡皮泥將罐口密封，放在一邊冷卻。稍等片刻，便能聽到連續(xù)的“噼啪”響聲，只見易拉罐被嚴重壓癟，變得面目全非。

這個實驗取材簡便、方法簡單、有聲有色、現(xiàn)象明顯、說服力強、學(xué)生很感興趣。它能很好地證明“大氣壓的存在和大氣壓來自四面八方”這個科學(xué)道理，從而激發(fā)學(xué)生開展科學(xué)探究的興趣和熱情。

5. 演示實驗的改進應(yīng)體現(xiàn)質(zhì)疑、探究的理念

教材中屬于驗證性的演示實驗比較多，常常只要求教師把演示實驗按照教材中實驗的要求展示出來即可。如同教師只是按照劇本將情節(jié)演繹出來一樣，學(xué)生也只是像看戲一樣看著教師表演，這樣的演示實驗就缺乏創(chuàng)造性和探究性，也限制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維和質(zhì)疑能力，失去了對實驗探索的欲望。

例如，浙教版科學(xué)八上大氣的壓強中用“覆杯實驗”引入“大氣壓概念”。

傳統(tǒng)的演示實驗：往玻璃杯內(nèi)倒?jié)M水，用紙片蓋嚴杯口。將杯翻轉(zhuǎn)，口向下，紙片不掉下，水沒流出，由此可引入大氣壓的概念。

改進：第一步：先做“空杯演示”，手拿空杯，杯口向下，用紙片蓋嚴杯口，松手后紙片掉下，教師問：“怎樣才能使紙片不掉下？”這時引導(dǎo)學(xué)生得出：“對紙片施一向上的壓力。”

第二步：做“覆杯實驗”，方法同傳統(tǒng)的演示實驗，紙片沒掉下，教師誘導(dǎo)：“紙片受哪些外力作用？它們各自的方向怎樣？”由此引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想類比空杯演示，使學(xué)生很自然地悟出：“紙片受重力和向上的壓力作用?！苯處熢僮穯枺骸斑@個向上的壓力是誰施加的？”由于紙片只跟空氣接觸，學(xué)生頓悟：“是大氣施加的”。

在演示實驗過程中，教師設(shè)置一系列問題，可以引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生探究的欲望。

6. 演示實驗的改進應(yīng)充分走向生活、社會

美國實用主義教育家杜威說：“教育即生活，即成長。”為了更好地體現(xiàn)科學(xué)教學(xué)的實用性，教師必須讓科學(xué)實驗與生活實踐相結(jié)合。當(dāng)前一些學(xué)校的科學(xué)實驗室的資源不足，不能很好地滿足教學(xué)的需要，因此，我們可以充分利用身邊的物品，就地取材，做一些簡單可行、現(xiàn)象明顯的實驗，這樣對學(xué)習(xí)非常有幫助。

例如：選用可樂瓶，用改變灌水量的不同來學(xué)習(xí)浮沉條件；選用梳子，用手指以不同的速度撥動發(fā)出不同的聲音來探究音調(diào)和振動快慢的關(guān)系；選用筆做慣性實驗、壓強大小實驗、導(dǎo)體絕緣體實驗；在實驗室制取二氧化碳的實驗中，用普通廢舊塑料藥瓶代替化學(xué)實驗中反應(yīng)的錐形瓶，舊圓珠筆殼代替玻璃導(dǎo)管，雞蛋殼代替碳酸鈣等。另外通過做教材中的實驗，如“我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同？”、“工業(yè)上水的凈化”、“酸雨危害的模擬”等，學(xué)生就能真切地感受到科學(xué)就在我們身邊、科學(xué)與我們的生活息息相關(guān)的道理。

科學(xué)是一門實驗的學(xué)科，實驗是科學(xué)學(xué)科的生命之源。演示實驗是初中科學(xué)教學(xué)中傳授科學(xué)知識的一種重要手段，對于學(xué)生形成科學(xué)觀念、理解和鞏固科學(xué)基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，提出問題、分析問題、解決問題的能力等方面，有著其他教學(xué)方式無法替代的作用。因此，教師應(yīng)在演示實驗方面下足功夫，不斷改進創(chuàng)新，讓科學(xué)課堂更加精彩。

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