優(yōu)化課堂演示化學實驗

PAGE61-優(yōu)化課堂演示實驗初探電白縣東城中學姚珍東［摘要］演示實驗是化學教學中最常用的直觀手段之一，直接關系著化學教學的質量。創(chuàng)設科學、高效的演示實驗，以化學實驗充實教學，是化學學科中體現(xiàn)現(xiàn)代素質教育思想的重要方面，有利于學生科學素養(yǎng)的形成。本文總結歸納了在教學過程中如何對高中化學課堂演示實驗進行優(yōu)化，提高化學演示實驗的教學效果。［關鍵詞］化學課堂演示實驗問題情境實驗現(xiàn)象異常演示實驗的主體多媒體教學平臺化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學的教學，離不開課堂演示實驗?；瘜W課堂演示實驗，其特點是操作簡便，現(xiàn)象明顯，具有較強的直觀性與示范性。通過演示實驗，它可以為學生提供鮮明、準確、生動的感性材料，培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力和推理能力，可以使學生比較容易地接受新知識，還可以使學生了解正確使用儀器及試劑的方法和操作過程，以便在學生獨立進行實驗時能使用或容易學會使用這些儀器和試劑，并進行正確的實驗操作。因此，演示實驗是化學教學中最常用的直觀手段之一，直接關系著化學教學的質量。創(chuàng)設科學、高效的演示實驗，以化學實驗充實教學，是化學學科中體現(xiàn)現(xiàn)代素質教育思想的重要方面，有利于學生科學素養(yǎng)的形成。本文從以下幾個方面淺談優(yōu)化高中化學課堂演示實驗的教學。一、創(chuàng)設問題情境,讓學生帶問題看實驗在教師演示時，學生在干什么呢？有的只看熱鬧，由于“事不關己”，思維不活躍；有的雖然對教師的演示實驗都能看清楚，操作方法和現(xiàn)象也記住了，但由于觀察點不集中，對實驗的原理未能作進一步的判斷、分析；有的根本不知道應看什么，現(xiàn)象一出來，只會興奮甚至贊嘆，但毫無收獲……這主要是因為學生注意力不集中或因學生距離講臺太遠，使學生觀察點不集中，不知道該看什么，等現(xiàn)象出來時，已經(jīng)來不及了。因此在進行演示實驗之前，教師應當創(chuàng)設一定的問題情境，讓學生帶著問題去看實驗。如：“應該怎樣設計?”“為什么要這樣設計?”“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)實驗的過程，使之成為師生共同參與的“亞研究”過程，以此來滲透化學思想，啟迪學生運用科學的研究方法對待化學實驗。例如：在氯氣的制備實驗時，由于學習過氧氣、氫氣，二氧化碳等氣體的制備，我們可提出如下問題，引導學生思考。問題1：要設計一個制備氣體的實驗，你要考慮哪些方面?問題2：設計怎樣的裝置可使實驗操作簡便易行?問題3：你能否設計一個隨用隨制的氣體發(fā)生裝置?這時學生可能會設計出各種各樣的方案，然后教師引導學生進一步考究哪些方案是科學合理的？哪些是存在缺陷需要改進的？鼓勵學生開動腦筋大膽設想，積極主動地參與實驗設計過程，充分展示實驗的設計思想。制取氯氣的實驗完成后，除了要求學生掌握整套裝置的安裝順序及注意事項之外，可再設計如下兩個問題予以延伸。問題1：這樣制得的氯氣純凈嗎?問題2：氯氣能與水反應，能否用水來處理尾氣?在學生觀察完教師的演示之后，通過這兩個問題，可再次激起學生思維的波瀾，克服因滿足于對實驗現(xiàn)象的觀察而表現(xiàn)出的渙散狀態(tài)。二、利用實驗現(xiàn)象異常，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力在化學實驗教學過程中，無論是教師課堂演示還是學生實驗，由于種種原因，有時會出現(xiàn)一些與預料的正常實驗結果不相符合的現(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。如果教師抓住實驗中的意外，也就抓住了學生旺盛的求知欲，若能積極引導并給予合理的分析解釋，反而能因化腐朽為神奇的“意外”給學生留下更深刻的記憶，教學目的也就能輕易實現(xiàn)，使師生雙方在探索活動中相互得到提高。例如：在學習元素周期表時，探究“同周期、同主族元素性質遞變的遞變規(guī)律”，分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀硫酸幾乎不反應，基本上看不到氣泡。而改用稀鹽酸與鋁片反應，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，引起了學生的認知沖突，在疑惑中激發(fā)了學生強烈的求知欲。于是我鼓勵學生去對此現(xiàn)象大膽猜想、探究，進行了一系列的假設和實驗設計：疑問：根據(jù)離子反應方程式的分析，反應的實質是單質鋁與氫離子反應，那么為什么氫離子濃度相同的稀鹽酸與鋁片反應的速率卻比稀硫酸要快得多?猜想與假設：溶液中除氫離子外的其他離子(Cl-、SO42-)可能會影響反應速率。稀鹽酸中產(chǎn)生H2速度比稀硫酸中快，那么，是否Cl-對反應有促進作用，SO42-對反應有抑制作用呢？。在做氫氧化亞鐵的制取時，我在實驗前事先作了結論性說明：“硫酸亞鐵溶液中滴入NaOH溶液將生成白色的Fe(OH)2沉淀?！笨烧沾瞬僮鳎瑢嶒灲Y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，這時得到的白色沉淀現(xiàn)象就十分明顯。同時我向學生提出問題：問題1：實驗室里是如何保存易被氧化藥品的？問題2：該實驗過程中生成的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)化了演示實驗過程，又強化了學生對易被氧化藥品的保存意識。三、改變演示實驗的主體，學生參與實驗傳統(tǒng)的演示實驗教學中，實驗的主體是教師，學生大多扮演一個被動觀察者的角色，原中國科學院院長盧嘉錫教授曾將優(yōu)秀化學人才應具備的素質歸納為C3H3（ClearHead,CleverHands,CleanHabit）,即清晰的頭腦、靈巧的雙手和清潔的習慣，可見動手實驗的能力對一個學化學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、操作簡單的演示實驗改為學生上臺演示，提高臺上臺下學生的積極性，實驗過程或結束時，我與學生一起進行討論，糾正操作錯誤，這樣，可以使學生感覺到他們是“學習的主體”地位。學生更仔細地觀察實驗現(xiàn)象，增加了他們的參與程度并且培養(yǎng)他們的實驗操作技能、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：在鹵素的教學過程中，讓學生扮演教師的角色，動手示范如何聞氯氣的味道，觀察顏色，如何驗證它的毒性等等，取得良好效果。此外，將演示實驗范圍擴大化，多準備幾套儀器和藥品，讓更多的學生參與到實驗中來，作成實驗小組，分工合作，共同探討，也能培養(yǎng)學生合作學習和獨立完成的能力.四、教學面向全體學生，充分利用多媒體教學平臺。實驗是化學教學中的重要部分，既可培養(yǎng)學生的動手能力和科學態(tài)度，又能使學生更好地掌握所學知識。但由于傳統(tǒng)演示實驗的局限性，在課堂演示實驗中無法演示的宏觀的、微觀的、極慢的、極快的化學過程，以及無法揭示化學反應過程中的中微觀粒子運動的本質規(guī)律。因此充分利用多媒體教學平臺，可以使這些問題得到很好的解決。１、一些學校要么苦與資金匱乏沒有標準的實驗室，要么人數(shù)太多，很多演示實驗，一般老師只能在講臺上演示。這樣，只有講臺前面幾排的學生才看得清楚實驗現(xiàn)象，后面很多學生都看不清楚，堂上都不能很好地演示。此時使用專用化學實驗投影儀既保證實驗的真實性,讓細微變化清楚地展示在學生面前，如鈉與水的反應等等；２、也有一些實驗過程需時較長的演示實驗(如氯水見光分解)；一些危險性較大的或產(chǎn)生有毒物質,嚴重污染環(huán)境和危害學生身體健康的演示實驗(如硫化氫的制取)，或一些無法實際操作的實驗，如果運用多媒體技術模擬實驗就可以彌補這一不足。如模擬錯誤實驗造成的后果：在試管加熱時，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；氫氣點燃爆炸等等。３、在一些化學反應中含有大量一般化學儀器和人眼不能觀察的變化因素，比較抽像、講解困難，運用計算機多媒體系統(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行模擬展現(xiàn)，來揭示這些化學過程的本質規(guī)律。例如，有機化學中羧酸和醇的反應，羧酸是提供氫還是提供羥基？學生根據(jù)已有的經(jīng)驗，很容易把中和反應跟酯化反應類比，認為酯化反應中，羧酸提供氫而醇提供羥基，為突破這一教學難點，可利用電教媒體模擬含18OH的醇跟羧酸起酯化反應，形成含有18O的酯這一反應歷程，證明羧酸提供羥基而醇提供氫。再如在講原電池的原理時（以稀硫酸為電解液的銅—鋅原電池為例），用小黑點表示電子，用小圓圈和內(nèi)標離子符號、分子式來表示離子、分子，當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