史曉磊
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ),是化學(xué)的靈魂。我國(guó)著名化學(xué)家戴安邦先生曾經(jīng)說過:“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式?!被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式,它所承載的育人功能是其他教學(xué)手段無法替代的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于啟迪學(xué)生的科學(xué)思維,解釋化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,使其感受化學(xué)變化的魅力。教師在教學(xué)中要不斷更新理念,注重優(yōu)化與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),最大限度地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),提高教學(xué)實(shí)效。
一、細(xì)化演示實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有很大比例,教師通過精心準(zhǔn)備,規(guī)范操作,正確引導(dǎo)學(xué)生觀察與分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以使化學(xué)知識(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中自然生成,并有利于教學(xué)重點(diǎn)的落實(shí)和教學(xué)難點(diǎn)的突破,同時(shí)可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶。因此,教師在備課時(shí)要深入挖掘教材,將演示實(shí)驗(yàn)從目的、用品、步驟、現(xiàn)象等方面進(jìn)行精心設(shè)計(jì),力求教學(xué)中操作規(guī)范熟練、有條不紊;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯;引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察,認(rèn)真分析,最終形成有價(jià)值的結(jié)論。
如人教版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)(九年級(jí))》(以下簡(jiǎn)稱《化學(xué)》)上冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)6 — 4:向盛有一高一低兩支蠟燭的燒杯中傾倒二氧化碳。此實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行如下細(xì)化處理。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄慷趸嫉男再|(zhì)。
實(shí)驗(yàn)用品:大燒杯,鐵片做成的階梯,盛滿二氧化碳的集氣瓶,玻璃片,蠟燭(兩支),火柴。
實(shí)驗(yàn)步驟:將兩支蠟燭點(diǎn)燃,放在鐵片做成的階梯上;沿?zé)谙驘械谷攵趸迹挥^察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:引導(dǎo)學(xué)生說出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——下層的蠟燭火焰先熄滅,上層的蠟燭火焰后熄滅(總結(jié):先后熄滅)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:引導(dǎo)學(xué)生分析:熄滅——說明二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒;先后——說明二氧化碳的密度比空氣大。
注意事項(xiàng):收集二氧化碳的集氣瓶應(yīng)足夠大,保證二氧化碳足量;向燒杯中傾倒二氧化碳時(shí)應(yīng)用玻璃片擋住集氣瓶口的三分之二,避免二氧化碳直接覆蓋在上層的蠟燭上,導(dǎo)致上層的蠟燭先熄滅;燭芯修剪平整,火焰不易太高。
拓展應(yīng)用:在日常生活中可以應(yīng)用二氧化碳的這些性質(zhì)來滅火,所以滅火既應(yīng)用了二氧化碳的物理性質(zhì),又應(yīng)用了二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。
二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟
教材中編排的一些實(shí)驗(yàn),雖然能很好地驗(yàn)證結(jié)論、說明問題,但個(gè)別實(shí)驗(yàn)也存在耗材較多、操作步驟煩瑣、完成實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)的情況,對(duì)這些實(shí)驗(yàn)如果能夠根據(jù)教學(xué)實(shí)際進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),會(huì)取得更好的實(shí)驗(yàn)效果。
如人教版《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)6—5:取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的紙花。第一朵紙花噴上稀醋酸,第二朵紙花噴上水,第三朵紙花直接放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中,第四朵紙花噴上水后,再放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中,觀察四朵紙花的顏色變化。然后將第四朵紙花取出,小心地用吹風(fēng)機(jī)烘干,觀察現(xiàn)象,如下圖所示。
對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下優(yōu)化:取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的紙花。一朵紙花噴上稀醋酸,觀察顏色變化;將另兩朵紙花用一根細(xì)線穿成紙花串,向其中一朵紙花噴上水,觀察顏色變化,再將紙花串放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中,觀察紙花顏色變化。然后將紙花取出,將變成紅色的紙花在酒精燈火焰上烤干,觀察現(xiàn)象,如下圖所示。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后,從步驟上看更簡(jiǎn)單了,操作起來也能夠節(jié)約一定的時(shí)間;從器材、藥品方面來看更節(jié)約了;最為重要的是,兩朵紙花放在一個(gè)集氣瓶?jī)?nèi),更容易對(duì)比顏色的變化,通過現(xiàn)象觀察、分析,很容易得出相應(yīng)結(jié)論。而對(duì)于穿起來的紙花串,學(xué)生更感興趣,更能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維主動(dòng)性。
三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作
1. 使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯
教材中編排的一些實(shí)驗(yàn),若完全按照教材上的操作步驟來完成,會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的情況,這就需要對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,更能說明問題。
如人教版《化學(xué)》九年級(jí)下冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)10—2(2):分別打開盛有鹽酸、硫酸的試劑瓶的瓶蓋,觀察現(xiàn)象并聞氣味。一般情況下,在打開盛有濃鹽酸的試劑瓶的一瞬間,近距離內(nèi)可以看到少量的白霧,但很快就消失了。將實(shí)驗(yàn)做如下改進(jìn):分別打開盛有濃鹽酸、濃硫酸的試劑瓶的瓶蓋,在安全距離內(nèi)向瓶口呼氣,觀察現(xiàn)象并聞氣味。
這樣改進(jìn)后,就可以看到盛有濃鹽酸的試劑瓶口在呼氣時(shí)有大量的白霧冒出,現(xiàn)象非常明顯,可以充分說明濃鹽酸具有揮發(fā)性。
2. 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果
教師在課堂教學(xué)中可以在尊重教材原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,做適當(dāng)增補(bǔ),以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)效能,最大限度地說明問題。同時(shí)使其更科學(xué)、合理,有效地提高課堂教學(xué)效率。
如人教版《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)3—2:向盛有水的小燒杯中加入少量品紅,靜置,觀察發(fā)生的現(xiàn)象??勺鋈缦赂倪M(jìn):取兩個(gè)相同的燒杯,分別向兩個(gè)燒杯中加入等量的熱水和冷水,再分別向兩個(gè)燒杯中加入少許等量的品紅,靜置,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
這樣改進(jìn)后,消耗的教學(xué)時(shí)間幾乎和原來一樣,但引領(lǐng)學(xué)生挖掘、說明的問題多了,不僅能說明分子在不斷運(yùn)動(dòng),還能夠說明溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)速率越快。通過對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,學(xué)生很容易解釋為什么夏天晾在外面的衣服更容易干等生活現(xiàn)象。
3. 提高實(shí)驗(yàn)成功率
初中化學(xué)教材中編排的一些實(shí)驗(yàn),看似操作過程簡(jiǎn)單,但真正操作起來會(huì)發(fā)現(xiàn)存在一定的不成功因素,實(shí)驗(yàn)操作失敗會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無法看到正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,因此就會(huì)讓學(xué)生對(duì)相應(yīng)的知識(shí)缺少直接感性的經(jīng)驗(yàn),最終獲得的結(jié)論只能是教師“填鴨式”灌輸?shù)摹?/p>
如做“細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)時(shí)所需氧氣,教材中設(shè)計(jì)的是用排水法收集一瓶氧氣(集氣瓶底留少量水)。這樣得到的氧氣,如果瓶底留水太多,氧氣量不夠,會(huì)看不到明顯的火星四射的現(xiàn)象;如果留水太少,又會(huì)導(dǎo)致生成的高溫熔化物濺落炸裂瓶底,而留恰好合適的水量又不容易做到,尤其是學(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn),成功率很低。但如果改成用向上排空氣法收集氧氣,瓶里事先放入適量的水,就能保證收集到合適量的氧氣,能很大程度地提高實(shí)驗(yàn)的成功率,而且從操作層面來看更簡(jiǎn)單,相應(yīng)地也更能節(jié)約教學(xué)時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)劣,直接影響著化學(xué)課堂教學(xué)效率的高低。在化學(xué)教學(xué)中,教師若能重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),積極探索、不斷研究,尋找實(shí)驗(yàn)技巧,優(yōu)化與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),就能夠充分提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,同時(shí)對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生綜合能力,提升教師教學(xué)水平都會(huì)有很大的促進(jìn)作用,有利于做到教學(xué)相長(zhǎng)。