曹美玲

(江蘇省南京市江寧區(qū)湯山初級中學(xué),江蘇 南京 211131)

化學(xué)是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的科學(xué).2022版新課標(biāo)中提出,認(rèn)識實(shí)驗是科學(xué)探究的重要形式和學(xué)習(xí)化學(xué)的主要途徑,在科學(xué)探究中增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力.實(shí)驗教學(xué)一般分為演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗,演示實(shí)驗是指教師在課堂教學(xué)的過程中,配合所講授的知識,由教師或個別學(xué)生做演示而其他學(xué)生觀察的一種實(shí)驗形式,演示實(shí)驗在化學(xué)教學(xué)中作用很大,使用的頻率很高,運(yùn)用演示實(shí)驗,可以將抽象的化學(xué)問題直觀顯現(xiàn)出來,使課堂錦上添花,教學(xué)效果良好,所以教師要注重演示實(shí)驗教學(xué)功能的設(shè)計.

1 創(chuàng)造性地進(jìn)行教師演示實(shí)驗,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

初中學(xué)生剛接觸化學(xué),在課上創(chuàng)造性地增添一點(diǎn)演示實(shí)驗,就能增加課堂的趣味性,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,最終達(dá)到提高課堂教學(xué)效率的目的.

例如,在學(xué)習(xí)第八單元《金屬和金屬材料》,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識金屬的物理性質(zhì),可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)造性地設(shè)計演示實(shí)驗:教師手拿一小塊銀白色的鋁箔,學(xué)生根據(jù)實(shí)物描述金屬鋁的顏色,然后迅速將其揉成一團(tuán),再慢慢地鋪展開來,在教師的演示實(shí)驗中,延展性、銀白色等物理性質(zhì)不講自明.然后用坩堝鉗夾住一塊鋁箔紙在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動,觀察現(xiàn)象.再用坩堝鉗夾住一塊用砂紙打磨過的鋁箔紙在酒精燈上加熱至熔化,輕輕晃動,又會有什么現(xiàn)象呢?根據(jù)兩組現(xiàn)象,學(xué)生自主探索、分析、討論、交流,大大激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神.又如,在《水的凈化》這節(jié)新授課上,教材上只用了一句話介紹明礬的作用,學(xué)生理解比較困難,因此在講解明礬凈水的實(shí)驗時,除了播放視頻,還可以增加課堂演示實(shí)驗,為了使明礬凈化效果更明顯,教師可以課前提前準(zhǔn)備一份凈化后的水樣,上課時進(jìn)行對比,有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也有助于學(xué)生在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)問題,加深對課堂上所學(xué)內(nèi)容的印象[1].

由于演示實(shí)驗在課堂教學(xué)中具有點(diǎn)睛之筆的妙處,因此,創(chuàng)造性地演示實(shí)驗可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望,從而提高學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的趨向,教師如能將演示實(shí)驗的功能發(fā)揮到極致,恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用演示實(shí)驗,就能使課堂效果顯著增強(qiáng).

2 精心準(zhǔn)備演示實(shí)驗,有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法

教師應(yīng)該認(rèn)真地研究教材中的實(shí)驗,挖掘?qū)嶒灥膬?nèi)涵,找準(zhǔn)切入點(diǎn),適時地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和邏輯推理能力的培養(yǎng).

例如,教材探究鐵制品生銹的條件的活動中,教師精心準(zhǔn)備了演示實(shí)驗, 這個實(shí)驗需要一周前做.實(shí)驗內(nèi)容如圖1所示.

(1)試管①中加入稀硫酸或醋酸溶液,浸沒鐵釘后,倒去溶液;

(2)在試管②中加入少量氯化鈉溶液,使鐵釘?shù)囊话虢]在溶液;

(3)在試管③中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉球上;

(4)在試管④中注滿經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水,塞緊橡皮塞;

(5)在試管中加入少量干燥劑(生石灰或無水氯化鈣),再將鐵釘放在干棉球上,塞緊橡皮塞.

圖1 探究鐵制品銹蝕的條件

分析導(dǎo)致鐵制品銹蝕的因素:水和氧氣同時存在,酸與鹽溶液能加快鐵制品的生銹.在學(xué)生討論完教師的演示探究后,心里肯定會想自己體驗探究一下.于是,可以激發(fā)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗方案探究銅制品的生銹條件,當(dāng)然,教師可以輔助給出一些相關(guān)資料幫助學(xué)生完成.這樣的演示實(shí)驗,需要教師提前精心準(zhǔn)備,不僅拓展了教材的探究內(nèi)容,還有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究方法,有助于學(xué)生思維能力的提升.

3 改進(jìn)演示實(shí)驗,開發(fā)利用環(huán)保趣味實(shí)驗

教材上的演示實(shí)驗是課堂教學(xué)的保證,但是一味地嚴(yán)格按照教材的實(shí)驗內(nèi)容,往往實(shí)驗效果一般.

比如學(xué)習(xí)《分子和原子》時,為了探究分子運(yùn)動現(xiàn)象,教材上設(shè)計了如圖2所示的實(shí)驗.這個演示實(shí)驗,能達(dá)成教學(xué)要求,但是從環(huán)保和試劑的使用量方面看,有一定的局限性.基于此,為了增強(qiáng)演示實(shí)驗的功能,將此實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn),如圖3所示.教師選擇一個密閉容器,用滴管吸取少量的濃氨水,然后在容器底部的海綿上插1支用鐵絲做成的“樹枝”,“樹枝”上纏有事先沾有酚酞溶液的棉花,演示實(shí)驗開始,擠壓滴管,讓少量的濃氨水低落到海綿上,一會就能看到“鐵樹開花”的神奇美景,學(xué)生的視覺效果相比改進(jìn)前,有了更好的體驗.

圖2 探究分子運(yùn)動現(xiàn)象的實(shí)驗 圖3 趣味實(shí)驗“鐵樹開花”

再如,學(xué)習(xí)“氫氧化鈉溶液和CO2發(fā)生反應(yīng)”這個重要的性質(zhì),二者發(fā)生反應(yīng)時沒有明顯的實(shí)驗現(xiàn)象,學(xué)生不容易理解.因此,在教學(xué)中設(shè)計演示實(shí)驗,讓氫氧化鈉和二氧化碳之間來一場“顯行之旅”,設(shè)計了如圖4所示的實(shí)驗.實(shí)驗操作簡單,現(xiàn)象明顯,學(xué)生在感受氣球的變大過程中,學(xué)生求知欲和探究熱情得到激發(fā),課堂氣氛高漲,教學(xué)效果良好,發(fā)揮了演示實(shí)驗的教學(xué)功能.同時,根據(jù)該實(shí)驗原理,教師可以讓學(xué)生設(shè)計原理相似的實(shí)驗,并對實(shí)驗方案進(jìn)行簡單的分析和評價.課堂思維容量提升,學(xué)生的科學(xué)思維也隨之得到鍛煉.

圖4 氫氧化鈉與二氧化碳“顯行之旅”趣味實(shí)驗

4 利用多媒體輔助演示實(shí)驗,增強(qiáng)實(shí)驗效果.

演示實(shí)驗是最直觀的教學(xué)手段,教學(xué)中,學(xué)生通過觀察演示實(shí)驗,能獲得知識和能力的提升.因此,教師做演示實(shí)驗時,要盡可能地做到現(xiàn)象明顯,準(zhǔn)確直觀,可見度大,以求最佳效果.但現(xiàn)實(shí)中,有些演示實(shí)驗,無法直接呈現(xiàn)給學(xué)生,如果結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備,采用多媒體電化教學(xué)手段進(jìn)行演示實(shí)驗,可以增強(qiáng)實(shí)驗效果.

例如,在講解“CO還原氧化銅”實(shí)驗時,為何要強(qiáng)調(diào)先通CO氣體,再開始加熱,對于這個操作順序是個難點(diǎn),教師可以采用視頻動畫加以突破.視頻中演示如果操作反了,即先加熱氧化銅,后通CO氣體,會出現(xiàn)試管爆炸的危險,這個爆炸效果從聽覺上給學(xué)生印象深刻.

再如,學(xué)習(xí)“分子、原子”的概念時,如何讓學(xué)生理解分子破裂、原子重組這一變化過程呢?也可以借助于多媒體視頻動畫,播放電解水的微觀視頻動畫,讓學(xué)生直觀感受到微觀世界的化學(xué)變化和物理變化的不同,同時也能將分子和原子的概念理解清楚.

當(dāng)然,多媒體視頻只是充當(dāng)輔助演示實(shí)驗的角色,不可能替代演示實(shí)驗,有些教師為了所謂的節(jié)約時間,將視頻實(shí)驗代替演示實(shí)驗,這種做法是不可取的.在實(shí)際教學(xué)中,教師要根據(jù)教學(xué)需要,進(jìn)行合理安排,使演示實(shí)驗和多媒體視頻二者相得益彰,發(fā)揮最大的教學(xué)效果.

5 演示實(shí)驗時注意排除干擾因素

學(xué)生參與演示實(shí)驗教學(xué)時,如果實(shí)驗過程中出現(xiàn)與所學(xué)反應(yīng)不相符合的實(shí)驗現(xiàn)象,就容易使學(xué)生感到困惑,不利于學(xué)生進(jìn)行分析.譬如,實(shí)驗藥品不純,或者儀器本身存在問題,干擾現(xiàn)象時常會出現(xiàn).這就要求教師要廣泛閱讀有關(guān)資料,積極鉆研探索,努力排除實(shí)驗中的干擾因素.

例如,演示點(diǎn)燃純凈的氫氣,在玻璃導(dǎo)管口點(diǎn)燃?xì)錃?發(fā)現(xiàn)火焰顏色不是淡藍(lán)色,而是發(fā)出黃色火焰,這是為什么呢?這就需要教師在準(zhǔn)備演示實(shí)驗時,做好充分的預(yù)設(shè),查閱相關(guān)資料,結(jié)合真實(shí)的實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行合理地解釋很有必要.玻璃里含有鈉離子,鈉離子被灼燒時會顯示出黃色,這是高中將學(xué)到的焰色反應(yīng),教師在此可以做一個資料補(bǔ)充,給學(xué)生釋疑,既能很好地處理意外的實(shí)驗現(xiàn)象,又能激發(fā)學(xué)生探究化學(xué)奧秘的興趣.

再如,“探究金屬活動性順序”實(shí)驗中,把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中,過一會,觀察現(xiàn)象,有什么現(xiàn)象發(fā)生?學(xué)生觀察到鋁絲表面有氣泡產(chǎn)生,這是什么緣故呢?學(xué)生對這個意外現(xiàn)象感到很吃驚.教師此時適當(dāng)介入,做一些補(bǔ)充和解釋非常有必要,不可以視而不見或者搪塞一帶而過.資料顯示,硫酸銅溶液會水解,呈酸性,溶液中存在H+,H+會與鋁發(fā)生反應(yīng),所以會有少量氣泡.同時,這個實(shí)驗在課堂上演示,短時間內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的紅色物質(zhì)生成,可能需要提前一天準(zhǔn)備,提前做好樣品.演示實(shí)驗遇到這樣“遲到”的紅色物質(zhì)出現(xiàn),教師可以排除干擾,提前做好文獻(xiàn)查閱工作,查找到排除干擾的方法后再進(jìn)行實(shí)驗.排除實(shí)驗的意外和干擾只是為了獲得明晰的實(shí)驗現(xiàn)象,以滿足實(shí)驗需求[2].

6 觀察與指導(dǎo)有機(jī)結(jié)合

教師在做演示實(shí)驗時,要達(dá)到的預(yù)期效果,演示時必須把實(shí)驗觀察與實(shí)驗講解相結(jié)合起來,用講解來指導(dǎo)觀察,以觀察來推動思維的發(fā)展.因此,開展演示實(shí)驗,必須設(shè)計問題,讓學(xué)生帶著問題觀察實(shí)驗現(xiàn)象,切不可盲目地把演示實(shí)驗變成學(xué)生看熱鬧的時機(jī),應(yīng)及時引導(dǎo)定向思維,圍繞教學(xué)目標(biāo),建立一個向未知境界不斷探索的學(xué)習(xí)環(huán)境.

如利用紅磷燃燒測定空氣中的氧氣含量,整個實(shí)驗中需要關(guān)注幾個方面,如實(shí)驗現(xiàn)象、實(shí)驗誤差、藥品的選擇、實(shí)驗原理等,教師在演示過程中,可以將關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)計成問題,在演示的每一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行提問,引導(dǎo)學(xué)生思考并觀察,做出合理的解釋,如果演示實(shí)驗進(jìn)行完了再提問,可能就錯過了觀察的最佳時機(jī),也沒有發(fā)揮出該演示實(shí)驗的最大作用.

同時,演示實(shí)驗要有一定的針對性、有序性和靈活性,要把握好實(shí)驗的層次和時機(jī),講解應(yīng)詳略得當(dāng),總結(jié)要簡明扼要,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生和變化過程,做到演示實(shí)驗的觀察與分析緊密結(jié)合.對于一些復(fù)雜的實(shí)驗原理,教師還可以根據(jù)需要設(shè)計小組討論環(huán)節(jié),利用組內(nèi)集體的智慧解決問題,往往會收到意想不到的效果.