中職化學演示實驗設計與分析

陽平

（湖南省耒陽師范學校湖南耒陽421800）

中職化學演示實驗設計與分析

陽平

（湖南省耒陽師范學校湖南耒陽421800）

實驗是研究問題最有效的途徑和基本方法，實驗準備前，必須對整個實驗原理和教學目標做全面系統的分析和研究，找出最有效的實驗方法，實驗設計要考慮其合理性和適用性，使其能更好地體現教學需要。

中職；化學；演示實驗設計；合理性

實驗是研究問題最有效的途徑和基本方法，也是在教學過程中最直觀的教學手段，在實驗演示過程中，學生能夠通過教師的實驗操作和在實驗過程產生的現象來理解所學的知識，可激發學生的學習興趣，培養學生的科學品質和解決問題的能力。演示實驗的教學作用和示范性表明，實驗過程與實驗的結果必須準確且具有說服力，要達到這個目的，實驗前教師就必須對整個實驗原理和教學目標做全面系統的分析和研究，作出最能體現教學效果的實驗設計方案。

在職業學校化學教學中，實驗教學大多不被重視，實驗設計與研究存在很多問題，表現為：教師的設計意識不強，教師不愿意花時間和精力去設計或改進實驗，特別在一些非化學專業中，教師考慮用實驗的方法來闡述和分析問題的不多，由于缺乏實驗的支撐，學生學習興致不高，效率低下；部分實驗設計的水平不夠高，設計理念落后，沒有規劃性，表現在實驗設計的科學方法上存在的問題太多，很多教師不善于利用科學理論和原理對實驗設計進行指導，在確定實驗內容上存在依賴性和主觀性，設計中的方法簡單粗糙，有的尋找實驗方案盲目又不具體；化學實驗設計的設計理論不適合教學要求，實驗教學目的不明確，實驗設計的內容和要表達的思想不是從職業學校的各專業特點來考慮，適用性不明確。要讓實驗在教學中發揮作用，就必須在實驗設計過程中明確設計思路，了解各實驗要素的作用，并考慮其內容的合理性、適應性與針對性。

了解演示實驗設計各要素及其目的要求

化學演示實驗方案的設計，是在實驗演示操作前對要演示的內容按目的和要求綜合運用相關的化學知識和一定的操作技能，對實驗的藥品、儀器、裝置、順序、方法、條件控制、安全措施等進行的科學完整的規劃。化學實驗設計沒有固有的步驟和方案，設計前必須全面分析了解實驗的基本要素，即要了解演示的目的、實驗原理、實驗藥品、實驗設計、儀器裝置、實驗操作及操作規程、實驗結果的處理。這些要素互相關聯，任何一個因素發生變化，都會影響實驗演示的效果，其中，實驗目的是核心，是設計前首先應該考慮的因素；實驗原理是實現實驗目的的理論根據，決定藥品與儀器裝置的選擇；實驗程序的設計以實驗原理為基礎，是能否完成實驗的關鍵；儀器裝置與藥品是實驗的物質基礎，儀器藥品的選擇是由實驗原理和實驗程序決定的；實驗操作及注意事項是實驗得以順利、安全進行的保證，它由實驗程序和實驗用品來確定；實驗結果的處理是對實驗是否達到預期目的所進行的檢驗，在解釋實驗現象、處理所測得的數據等方面進行綜合分析。設計實驗的主要目的是為了提高教學效果，激發學生的學習熱情，培養學生分析問題的能力和方法。設計的基本要求是：科學、簡潔、現象明顯，便于學生觀察與分析。

考慮和分析演示實驗各環節的合理性

化學實驗的設計包括對教材上原有的實驗進行改進，使之在原來的基礎上更加完善，或是自己根據教學需要設計實驗來佐證一個知識點，不管哪一種情況，都應該遵守實驗設計的基本原則，在實驗的設計過程中要特別注意分析各環節的合理性，具體應該從以下幾個方面來考慮：

實驗原理的合理性實驗設計要根據所學的知識機構及化學原理來分析和構思，演示實驗的原理必須正確且在學生掌握的知識范圍內，簡單來說，設計的實驗應該指向明確，設計原理準確，如果設計的原理錯誤或者有瑕疵，就是一個失敗的實驗，因為它沒有科學性來作保證，演示這樣的實驗會對學生造成理解上的負面影響，例如，小教大專化學教材，在驗證金屬銅與稀硝酸的氧化還原反應的實驗中，教材介紹的方法是：把銅片放進試管稀硝酸中，再用透明的塑料袋套緊試管口進行實驗觀察。這個設計操作簡單，但存在設計缺陷，演示這個實驗要說明兩個問題：一是銅與硝酸發生了反應，這個可以通過觀察溶液的顏色得知；二是要說明反應產生了無色的一氧化氮。在這個裝置中，因為試管和塑料袋存在空氣，把產生的一氧化氮氧化成棕色的二氧化氮了，觀察到試管中的氣體是棕色而不是無色，讓學生產生了誤解。

實驗時間安排的合理性即理論講授的時間與實驗演示需要的時間安排要有合理性。有時設計一個實驗是為了驗證一個基本原理或是說明一個問題，這就必須把時間控制在一定的范圍內，如果一個實驗在操作上占用的時間過多，師生分析和討論的時間就不夠，教學達不到理想效果，因而在實驗設計時應該充分評估并合理分配課堂實驗時間。

安全措施的合理性這是一個實驗首先應該考慮的問題，要盡量防止帶有危險性的操作、避免與有毒有腐蝕性的物質接觸，若無法避免則應采取安全措施。如戴防護鏡，在排氣設備好的環境中操作；有毒物質必須處理，以避免對環境造成污染。

用品選擇的合理性設計的實驗方案要切實可行，所選用的藥品、儀器、設備和方法在學校現有的條件下能得到滿足，有些實驗的設計原理可能盡乎完美，但實驗成本太高，或者是對儀器有特殊要求，學校現有條件無法滿足設計要求。因此，實驗設計應盡可能簡單易行，應采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟在較短的時間內完成實驗，且效果明顯。

注意實驗內容的適用性和針對性

一個實驗設計的好與壞是相對的，實驗在教學中的適用性主要是指設計的實驗要適合學生觀察與思考，設計的內容符合專業需求。對不同的教學群體，設計的目的手段和方法應有所不同，實驗設計的適用性與針對性應主要考慮以下幾方面。

產生的現象要適合學生的觀察演示實驗與個人分析與研究實驗對可見度要求不同。在演示實驗中，教師的操作過程及產生的實驗現象要讓全體學生都能觀察清楚，而大多數實驗在演示的過程中很難做到這一點，特別是在試管中反應的演示實驗，其可見性都不太理想。這就要求教師在實驗前先有預知，找出行之有效的辦法來解決。提高實驗可見度的方法有很多，可以根據具體演示的實際情況來選擇，如可考慮把演示放在學生中心位置；觀察透明溶液顏色時，選擇能讓較強光線透過的位置（如窗臺邊，燈光下）；選擇合適的儀器與材料，或者借助多媒體來輔助演示。

演示方式方法要適合專業特點不同專業對化學知識的要求各不相同，實驗設計應考慮到不同專業的實用性和實踐性，突出專業特點。例如，學前教育專業要求學生了解一些基本的化學常識，能用所學知識分析生活中的化學問題，因而，化學實驗設計選擇的材料應盡可能來自于生活中常見物品，演示方法上可以增加一些趣味性，如學習酸與鹽的反應時，就可以設計成一個“雞蛋游泳”的游戲實驗，將“清水”（鹽酸）倒入大玻璃杯中，然后在里面放一個雞蛋，由于鹽酸與碳酸鈣產生大量的氣泡，使雞蛋上浮到液面，產生的氣體減少了，浮力降低就又下沉了，如此反復。學生對該實驗現象會產生濃厚的興趣。通過這樣的演示，學生不但能夠通過實驗現象了解所學的知識點，而且能夠學會一些實驗的方法和技巧，對他們日后從事的工作起到引導和示范作用。而模具設計專業要求學生能用化學知識解決在實際機械制造過程中的一些問題，如金屬的腐蝕與防護，設計實驗時，可選擇學生加工的零件，可設計不同材質的鋼鐵在相同環境中的腐蝕情況比較實驗；同一材質的鋼鐵在不同的環境（水、酸、堿、油等）中的腐蝕情況比較；同一材質的零件與不同金屬（活潑性不同銅、鋅、鋁等）接觸在一起的腐蝕情況比較等實驗，讓學生通過觀察這些實驗結果，分析金屬腐蝕的原因，找出解決問題的方法。

對實驗現象的觀察應具有針對性適合學生集中注意力觀察，產生的現象能直觀地說明和分析我們設定的問題，忌把實驗設計得花里胡哨，讓學生看得云里霧里，例如，在氨氣的噴泉實驗中，一位教師在圓底燒瓶的噴嘴處引出了兩根導線，再在外面連接一個紅色的燈泡，產生噴泉的同時，燈泡也發亮了，結果是很多學生只看到燈泡發亮，而沒有注意噴泉的形成，分散了學生的注意力，沒有達到預定的實驗目標。這個實驗的觀察點在于：滴管中擠出少量的水，形成噴泉；燒杯中溶液的顏色與噴泉的顏色變化，而這個發光裝置在本實驗中是多余的。同時，在實驗演示過程中，教師應該注意指導學生觀察，提示學生觀察什么，怎樣觀察。有時我們為了讓學生觀察其中的一個現象，可以采用遮蔽物（如書、紙片等）擋住其他次要現象，以便學生集中注意力。

如何設計一個完美的實驗，讓實驗在教學中發揮作用，是每個化學教學工作者應該思考的問題，教師除了要了解本學科的特點外，還應該了解職業學校的各個專業的教學需要和學生的具體情況，并進行綜合分析。同時，教師在平時的教學和教研中應該多總結、多學習，因為一個好的實驗設計是建立在教師扎實的專業知識和豐富的實驗經驗基礎上的。

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G712

A

1672-5727（2012）06-0134-02

陽平（1966—），男，湖南衡南人，湖南省耒陽師范學校高級講師，主要從事基礎化學、金屬材料與模具設計等課程教學。