化學演示實驗是學生獲得知識的有效教學方法,它在各類實驗中處于主導地位。要發揮好演示實驗的作用,關鍵是精心設計。筆者結合教學實踐就如何設計化學課堂演示實驗談些看法。
筆者認為,演示實驗要符合幾個基本原則,即科學性原則、鮮明性原則、啟發性原則、安全性原則、節奏性原則。
一、科學性原則
演示實驗具有高度的示范性,它給學生留下的印象往往是比較深刻,有的甚至是終身難忘的。因此要堅決舍棄假象實驗,不能弄虛作假,更不能出現違背科學的實驗設計或實驗改進,這是最重要的一條原則。
例如:人教版九年級化學課本P114,探究二氧化碳溶于水的過程有沒有發生化學變化的實驗中,由于前面剛介紹了二氧化碳可溶于水的知識,再按書中所示的裝置進行演示二氧化碳與水反應的實驗,根據實驗現象,有可能是溶解的二氧化碳使石蕊變紅,也有可能是反應生成的新物質使石蕊變紅。通過實驗學生很難得出“二氧化碳與水反應生成新物質‘碳酸’的結論”,甚至會認為是溶解的二氧化碳使紫色石蕊變紅。我認為在做該演示實驗時,應作適當的改進:除了課本上的實驗外,還要做一個對比實驗:“將二氧化碳與干燥的藍色石蕊試紙接觸”,以使形成的結論順理成章。
再例如,人教版下冊教材P11,將金屬(鋁、銅)分別浸入硫酸銅溶液、硝酸銀溶液中進行實驗,按照金屬活潑性順序理論,應該鋁與硫酸銅反應的速率大于銅與硝酸銀反應的速率,而實際做實驗的時候往往看不到上述效果。主要原因是未將鋁表面致密的氧化膜除盡(用砂紙不容易擦掉),所以在上述實驗前,應充分考慮到這一點,要預先將鋁片用稀鹽酸處理,這樣才能給學生一個真實的實驗現象,留下一個科學生動的印象。
二、鮮明性原則
演示實驗要求所有學生都能觀察到實驗現象,這要求教師在實驗前要做好充分準備,掌握實驗的關鍵。為了引起學生的注意及興趣,教師在演示試驗的儀器選擇上可以做些調整,適當地放大儀器,使實驗效果更加明顯。例如:人教版教版P27,測定空氣中氧氣含量的實驗,作為演示實驗來做時,可選用大一點的集氣瓶,所用的水加一些紅墨水,在集氣瓶的外圈貼上膠帶,在上面做上記號,或者用橡皮筋做記號,這樣才便于學生觀察,同時使演示實驗更具有說服力。
三、啟發性原則
演示實驗不能只限于按規定將實驗做完,要結合教學內容啟發學生積極思維,通過演示實驗前后以及實驗過程中的精心設疑,來引導學生思維,以使學生在高度的思維活動中觀察和分析實驗操作和現象。例如,人教版教材P27,測定空氣中氧氣含量的實驗,在演示過程中就可以提問:紅磷為什么要過量,集氣瓶底為什么放少量水?為什么點燃的紅磷伸入集氣瓶后要立即蓋上瓶塞?讓學生在觀察實驗的同時思考這些問題,并把實驗的重點疏理一遍。通過發現集氣瓶內的液面上升,讓學生分析產生這一現象的原因,可提示學生利用物理知識“氣壓變化原理”來解釋,進一步啟發學生分析產生氣壓變化的根本原因,從而使學生最終認識到空氣中的氧氣的實際含量。
四、安全性原則
化學演示實驗的不安全因素,遠遠超過了其他學科的演示實驗,如實驗一旦發生事故,其影響是非常大的。雖然如此,較危險的演示實驗還是非做不可的,不但要做,而且必須要保證做成功。怎樣才能保證成功?筆者認為,在實驗前要全面考慮好各種危險因素,設計好完備的實驗方案,操作時要規范、嚴密。例如,人教版教材P65《最輕的氣體》這個拓展性課題,每次上到這一課,很多教師在做這個爆炸實驗時都很擔心。筆者在做演示實驗之前,在實驗室反復嘗試,最后選擇一個空礦泉水瓶,截取瓶的下半部分,倒扣在實驗桌上,在瓶底戳一個小洞,用帶玻璃尖嘴的導管從瓶口向瓶中通入氫氣,過一段時間,依稀看到小洞的上方有一屢白煙,這時迅速拿走導管并從小洞點燃該裝置,會聽到很響的爆鳴聲,而且半截礦泉水瓶被高高地彈起,但是對師生沒有危險。在學生一瞬間驚喜之后教室沸騰了,要求我再演示一次。如果選擇小的鐵罐,如旺仔牛奶罐,就可能有危險了。
五、節奏性原則
節奏性原則是指教師在做演示實驗時速度要適中,重點要突出,使學生在觀察中感受到快慢變化所帶來的愉悅。如做電解水的實驗,如果電源電壓過小或蒸餾水中添加5%的氫氧化鈉溶液的量過少,反應速率就慢,耗時過長,學生因等待而感到索然無味,熱情大減。所以教師應提前試做實驗,找出最佳的電源電壓及添加的5%的氫氧化鈉溶液的量,保證實驗能在較短時間內有明顯的現象,收集到足夠的氫氣、氧氣,再利用足夠的氫氣、氧氣進行下一個實驗。這樣實驗顯得緊湊,學生也能以較高的熱情參與到實驗中。只要教師懷著強烈的責任感,不斷探索演示實驗教學規律,營造一種科學的、現象鮮明的、安全的、節奏合理的演示實驗教學氛圍,就一定能把素質教育落在實處。
(責任編輯 廖銀燕)