探化學演示實驗可觀性的研究

1、初探化學演示實驗可觀性的研究楊松輝 袁彩美（江蘇儀征市南京師范大學第二附屬高級中學 211900）摘要：高中化學教學中演示實驗的可觀性是衡量化學演示實驗效果的重要指標，本文探討了在研究過程中對化學演示實驗可觀性概念的界定，以及增強演示實驗可觀性的措施。關鍵詞：化學演示實驗的可觀性 增強 措施 誤區(qū)實驗是化學的基礎，在中學化學教學中，化學演示實驗占了化學實驗教學很大的比重，它是學生獲得直接經驗、體會化學魅力的重要途徑之一，也是教師進行教學情景設計、引入教學內容、傳授化學課程知識的重要手段。因此對演示實驗的教學研究非常重要。通過增強化學演示實驗的可觀性研究，增強化學演示實驗的效果，一直是化學教學工

2、作者長期以來致力解決的問題。1 化學演示實驗可觀性概念的界定首先是教師呈現(xiàn)的演示實驗要直觀、簡潔、有效。直觀是指人們在實踐中對客觀事物的直接的、生動的反映，演示實驗要求現(xiàn)象明顯，讓學生可直接觀察到相關現(xiàn)象，充分調動學生的五官感知；簡潔是步驟設計不繁瑣，操作線條流暢、明晰，緊扣實驗目的，簡單明了，可操作性強；有效是指演示實驗充分結合學生的知識水平和思維能力來設計，使學生觀察到相關現(xiàn)象后引起思考，掌握演示實驗所要表達的內容。這是從學生觀察層面上的要求。其次是教師呈現(xiàn)的演示實驗要融入教師對課堂所教授知識的理解，通過演示實驗使學生充分理解教師的理念，積極調動學生的主體參與性。要求原理要準確，操作要到位

3、，引入要自然，現(xiàn)象要明顯。在教材內容基礎上對實驗進行合理的創(chuàng)新與設計，能夠拓展學生的思維又不顯牽強。這是做好演示實驗對學生思維層面上的要求。再次是演示實驗要充分體現(xiàn)化學知識在生活中運用的原則。在演示實驗的設計中，充分運用各種手段，考慮化學與生活、化學與環(huán)境的關系，探究“綠色化學”在化學演示實驗中的應用，力求演示實驗小型化、綠色化，既能讓演示實驗教給學生知識，又能使學生體會化學實驗的趣味性、可觀賞性和美感。這是演示實驗拓展層面上的要求。2 蘇教版化學教材對演示實驗可觀性的設計例舉仔細研讀蘇教版化學教材，可以體會到教材編寫者對演示實驗編排的獨具匠心。除了注重實驗編排由淺入深，循序漸進外，編者以大量

4、的實驗彩圖（裝置或實驗現(xiàn)象）、實物圖片增強了實驗教材的可觀性。內容安排上，也體現(xiàn)出編者非常注重對演示實驗可觀性的設計，力求演示實驗有更好的直觀效果。在此略舉二個特征。特征一、通過改變實驗呈現(xiàn)的方式體現(xiàn)演示實驗的可觀性舊教材中，實驗呈現(xiàn)主要以性質驗證為目的，通常是由老師講解完相應的知識后，再進行相應的實驗，以驗證性質是否準確。由于學生已經形成了思維定勢，因而失去了探究思考的主動性，把觀察重點放在能否得到與實驗結果一致的對比上，學生的參與性大打折扣。新教材把實驗穿插在教學過程中，以“觀察與思考”、“活動與探究”欄目呈現(xiàn)在知識傳授前，通過學生先對實驗現(xiàn)象進行觀察、分析、思考后，再進行知識的傳授，因為

5、現(xiàn)象是未知的，從而使學生對實驗的觀察更細致和到位，增強了實驗的效果，學生思維得到激發(fā)，學生成為課堂的主導，學生的潛力在實驗的過程中得以挖掘和體現(xiàn)。特征二、通過實驗細節(jié)處理強化演示實驗的可觀性蘇教版化學教材在實驗細節(jié)上，既吸取了舊版教材的優(yōu)點，又在很多細節(jié)方面作了很好的處理，使實驗現(xiàn)象更加明顯，實驗更具可觀性。比如：蘇教版化學2為比較鈉、鎂、鋁的金屬活潑性強弱，設計如下的對比實驗。實驗 物質NaMgAl與水的反應與冷水反應-與熱水反應-與鹽酸反應-在比較鈉鎂的金屬性時，先在水中滴入酚酞，再加入鈉、鎂分別與水反應，通過放出氣體的快慢和溶液的顏色變化體會兩種金屬金屬性的差異；而在比較鎂與鋁金屬性的強

6、弱時，避開了鋁與水是否反應的現(xiàn)象及討論，改用鹽酸代替水進行實驗，使實驗現(xiàn)象的觀察更加明顯，有效地增強了實驗的可觀性。再如：電化學部分電解氯化銅溶液的實驗，把舊教材用的不透明的電解槽，改成了透明的U型管；能量轉化部分把舊教材中用溫度計測量鎂與鹽酸反應的溫度升高、把氫氧化鋇晶體與氯化銨反應的吸熱過程用沾有水的木板被粘住表現(xiàn)，改為用手觸摸試管外壁。既減少了測溫度這樣的無意義操作（學生只要知道反應吸放熱情況就行了，不必知道溫度升高了多少度），又節(jié)省了時間，更使實驗操作流暢簡單，還增加了學生的感知（用手觸摸試管外壁感知溫度的變化）。3 增強演示實驗可觀性的措施如前所述，演示實驗的可觀性不僅應表現(xiàn)在操作和

7、現(xiàn)象的層面上，還應體現(xiàn)在對學生思維能力的引導和啟發(fā)上。鮮明的實驗現(xiàn)象能激發(fā)學生對實驗本質的強烈的探求欲望，在調動學生感官的同時，也在調動著學生的主動思維。提高實驗的可觀性，突出實驗效果的震撼力，需要改進和創(chuàng)新實驗。3.1 通過實驗設計增強實驗的可觀性3.1.1情境引入式實驗設計引人入勝的有趣情境能有效激發(fā)學生主動探求的意識。在教授三價鐵的檢驗時，展示一張白紙（課前用KSCN溶液在白紙上寫好字），用噴頭噴上硫酸鐵溶液，出現(xiàn)的紅色字跡頓時吸引住了學生的眼球；取一小團脫脂棉，蘸取氯化鉀溶液直接置于酒精燈火焰上燃燒，能明顯觀察到紫色火焰的出現(xiàn)（晚上演示效果更佳），減少了洗滌金屬絲的繁瑣操作，集中了學生

8、的注意力；灼熱的表面發(fā)黑的螺旋狀銅絲接觸到酒精燈內焰時竟然會恢復銅的紅色。這些設計，簡單有效，操作性強，省時省事, 能夠直達目的，減少了學生不必要的好奇心導致的注意力分散現(xiàn)象，強化了演示實驗的可視性。3.1.2根據(jù)教學內容創(chuàng)新實驗設計實驗難在創(chuàng)新，創(chuàng)新實驗的要點是不能違反實驗的基本原理，又能體現(xiàn)出實驗的新穎性。如:鹽類的水解內容教學中，設計在氯化銨溶液中加入除去表面氧化膜的鎂條，同時用鎂與水的反應作對比，能明顯地觀察到氯化銨溶液中有氣體產生，收集氣體后檢驗，氣體為氫氣，根據(jù)性質可推知：氯化銨溶液呈酸性。再加熱反應后的溶液，可檢驗到氨氣的逸出。分析溶液中情況得出NH4Cl+ H2O NH3

9、83;H2O + HCl ,由于發(fā)生反應Mg+2HCl= MgCl2+ H2,致銨根離子的水解平衡向右移動，加熱溶液時NH3·H2O分解放出氨氣。此實驗加深了學生對鹽類水解及水解平衡知識的理解和運用，取得了良好的效果。通過對教學內容進行整合，創(chuàng)新實驗，提高了學生的興趣和思考空間，大大地增強了實驗的有效性，強化了實驗的可觀性。3.1.3改演示實驗為半演示實驗或學生實驗蘇教版教材中，設置了“觀察與思考”、“活動與探究”欄目，前者主要為演示實驗，后者為學生實驗，實際上這樣的設置弱化了演示實驗與學生實驗的界限，對教師在教學中靈活地進行實驗的安排提供了廣闊的空間。教學中，教師可以根據(jù)本校實驗室

10、條件把部分“觀察與思考”改為學生實驗，采用邊做實驗邊傳授新知的方式教學，使學生與實驗零距離親密接觸，使實驗現(xiàn)象的觀察更加到位明顯，有效地提高了本來由教師演示作主導的實驗的可觀性程度，激發(fā)學生的興趣，突出了學生的主體性。對一些做學生實驗條件不具備的演示實驗，也可以盡可能增加學生參與的程度，如讓部分學生上講臺演示等。多年的教學證明，學生自已操作實驗，不僅能注意操作過程和動作、實驗現(xiàn)象和結果、注重實驗的成敗，并能指出操作過程中的優(yōu)缺點，還非常注意自我能力的展示，如操作出現(xiàn)失誤，改正后印象特別深刻，并能做到長久記憶。觀看的學生也非常注重對實驗過程和現(xiàn)象的觀察，這種實驗方式增強了學生的親身體驗，學生思考

11、“為什么”的主動性思維增強。3.1.4演示實驗（或現(xiàn)象）適當放大化直觀、鮮明是對演示實驗的基本要求。設計演示實驗需要考慮變化是否顯著,現(xiàn)象是否鮮明。為了便于觀察，可以用較大尺寸的儀器，藥品的用量適當多些，同類型的實驗中要選擇現(xiàn)象鮮明的來實施。如讓學生觀察產生沉淀現(xiàn)象或沉淀顏色時，采用大型號試管。另外，考慮到被觀察主體與背景的色調對比會影響觀察的效果時，通常采用襯托背景的方法來增強觀察的效果,如演示生成顏色較深的生成物時用白紙或光線亮處作襯托，演示生成顏色較淺的生成物時如乳白色、肉紅色、淡黃色沉淀等用黑板或光線暗處作襯托。這樣使學生通過觀察,形成一個清晰而直觀的印象。有時也為了提高實驗的教學效果

12、，演示實驗力求生動，如把HCl、NH3等溶于水的實驗做成噴泉實驗，極大地提高了學生的學習興趣,刺激了他們的直觀和思維。再如對原電池原理演示中電子的定向移動的展示，使用教學用演示電流計比用普通小型萬用表效果要好得多。3.2 通過使用多媒體增強實驗的可觀性3.2.1動畫摸擬演示實驗微觀過程化學中的很多概念和原理抽象難理解，通過多媒體設備將微觀過程形象化，能取得事半功倍的效果。在原子課中，氧化汞受熱分解成汞原子和氧原子的實驗，目的是使學生建立原子的概念，教材呈現(xiàn)了圖示和講解，但對學生理解原子的概念仍有一定的難度，把實驗微觀過程用多媒體進行形象逼真的動態(tài)演示，極大地增強了實驗的可觀性，順利突破了教學重

13、難點。再如：物質溶解微觀過程的演示，很多有機反應原理的動畫模擬如乙烯與溴的加成反應、酸與醇的酯化反應等通過大屏幕展示給學生，減少了冗長的講解說明，使實驗可觀性大大增強。3.2.2放大演示實驗效果，增強可觀性讓學生親身實踐，靠前觀察，固然是措施之一，而對學生不便直接觀察的實驗，則可以用信息技術等電教手段投影放大等措施增強可觀性，使觀察對象突出、清晰。對有些需要觀察細微現(xiàn)象的演示實驗，大多數(shù)學生無法看清，用投影儀、電腦放大等則效果明顯。如電解飽和食鹽水的實驗，要觀察電解時電極上產生的少量氣體，可用攝像頭連接電腦后在大屏幕上投影，現(xiàn)象突出。滴定實驗中，滴定管讀數(shù)的讀取演示，經投影放大后可觀性大大增強

14、。增強演示實驗的可觀性的方式有很多，從根本上看，要求教師本身增強對實驗內容的研究，注重自身的實驗操作等方面的基本功的提升，不同的實驗把握好不同的節(jié)奏，如實驗操作速度要快慢適中，使教教室每個學生對每一個動作甚至細節(jié)都能看清楚，充分調動學生的非智力因素，力求演示實驗能符合可觀性的基本原則。4 增強演示實驗可觀性誤區(qū)分析4.1 誤區(qū)一、為了增強演示實驗的可觀性，不適合推廣微型實驗誠如上述分析，為了保證實驗的可觀性，往往要對實驗現(xiàn)象采取放大處理等措施，但這并不妨礙微型實驗的推廣。微型實驗安全、用藥量少，是普及化的方向。教學過程中，把一些演示實驗轉化為學生微型實驗。既節(jié)約成本，又符合綠色化學的理念，可很

15、好地減少污染，具有現(xiàn)實意義。4.2 誤區(qū)二、為了增強演示實驗的可觀性，要多用多媒體設備因為多媒體設備在放大實驗現(xiàn)象、模擬微觀過程等增強實驗可觀性方面的優(yōu)勢非常明顯，有些老師對有一定的毒性、危險性或操作比較復雜、成功率低等的實驗，往往采用多媒體技術模擬實驗或播放錄像取而代之，有些教師甚至連基本的實驗操作也用多媒體代替，這就過分夸大多媒體教學的效果，違背了演示實驗設置的基本目的，因此，多媒體電教設備要恰當?shù)厥褂茫趯嶒灛F(xiàn)象明顯時，少用或不用。參考文獻1 張松.對比舊教材，在教學中探究蘇教版高一化學實驗的特點.2006（04）2王韓冰.從新老教材對比看蘇教版高一化學實驗的優(yōu)缺點.考試周刊，2009，（26），23-243王祖浩.化學1、化學2.江蘇教育出版社.2007第四版4王祖浩.化學反應原理.江蘇教育出版社5侯前進. 化學演示實驗的設置、功能類型以及運用技巧.科技資訊， 2011，(02)6楊金美、閔信宏. 讓多媒體成為提高初中化學課堂效率的載體. 揚州市2008現(xiàn)代教育技術優(yōu)