改進演示實驗,演繹課堂精彩

池邦東

摘要：為使科學課堂更具精彩、活力，增強學生的學習興趣，提高學習的主動性，我們常會在課堂上做一些演示實驗，以引入某個科學問題，或對某個實際科學問題進行分析和驗證。同時，我們改進創新一些常用的演示實驗，可以提高學生學習科學的興趣，促進學生的有效學習，讓課堂因“演示實驗”而更加精彩。

關鍵詞：演示實驗；改進；科學

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711(2014)07-0116

科學是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學，科學實驗以其本身的特點和獨特的魅力，在培養學生創新能力上發揮著重要的作用，對于提高科學教學質量有著其他教學形式不可比擬的優勢。科學實驗不僅是研究科學的重要方法，也是科學教學的重要手段，是科學學科素質教育的重要組成部分。作為科學教師一定要重視實驗的作用，充分挖掘教材中實驗的科學之美，引導學生對科學之美的追求。

初中科學實驗教學的基本類型有演示實驗、獨立實驗、分組實驗、課外實驗等。而演示實驗是直觀教學的一種高級形式，是由教師或部分學生參加的，為演示自然現象、自然規律等，結合課堂教學進行的實驗活動。科學演示實驗有助于學生直觀、形象地理解科學概念、科學原理和科學規律，促進和提高學生的科學素養和創新能力。但在新居民學校中，科學演示實驗教學的現狀不容樂觀，大部分教師普遍為考試而做實驗。因此，必須改變實驗教學，就地取材改進實驗，積極開發新實驗，把實驗與課堂教學有機地融合，發揮實驗在課堂教學中的功效，使演示實驗成為科學課堂中最精彩的片段。

一、教學中演示實驗存在的問題

1. 客觀的原因

(1)學校的原因

在農村學校的實驗室內，實驗儀器、實驗設施比較缺乏，一些易損易耗儀器和藥品得不到及時的修理或補充，致使一些演示實驗無法正常開展或開展較少。另外這些學校由于辦學經費不足，往往在實驗設備上的投入很少，從而導致實驗設備落后。

(2)演示實驗本身的原因

教材中的演示實驗設計和操作雖然經過反復驗證，但具體操作中仍存在一些瑕疵，如現象不明顯、不安全、藥品用量大、污染嚴重、操作復雜費時等。有些教師碰到這樣的實驗往往就放棄了。

2. 主觀的原因

(1)在課堂教學中，很多教師由于受到傳統的教學理念以及自身的教育教學水平等因素的影響，平時在做演示實驗的時候，顯得匆匆忙忙。在教學需要做演示實驗的章節時，才到實驗室領取器材，然后到教室里準備實驗，這樣，既浪費了時間，又不能完美地完成實驗。

(2)教師把演示實驗當作方便自身教學、驗證自身想法的教學手段。而不是從學生的需要出發，為學生的學習做實驗。這樣的實驗，其實是教師在為自己、為教材做實驗。因此，學生學習的積極性、興趣都很低，課堂教學效果很差。

二、教學中演示實驗的設計與改進

1. 演示實驗的現象應準確明顯，實驗直觀性強

現行的科學教材中有些實驗比較難做，結果不很明顯，這勢必會影響學生做實驗的情緒，挫傷學生的實驗積極性，甚至使學生對實驗產生懷疑。反之，如果實驗內容準確地揭示了化學反應的本質，現象一目了然，使人產生過目不忘的感覺，并能引起學生強烈的驚嘆。對于這樣的實驗，我們如何進行改進？下面試舉兩例說明：

例1： 關于分子之間有間隔的實驗，100亳升水和100亳升酒精混合后其體積小于200亳升。

按照教材中的實驗過程來進行操作，實驗結果就很不明顯，如果能夠將該實驗裝置略做改進，如圖1所示，那么效果就會比較明顯。

實驗過程：

(1)先加入100亳升水(記住液面刻度100亳升)；

(2)再加入100亳升酒精(記下液面刻度200亳升)

(3)反轉振蕩；

(4)觀察最后液面刻度(小于200亳升)

實驗現象：最終液面刻度小于200亳升。

實驗結論：說明分子之間是有間隔的。

這個實驗的目的是為了揭示分子的一個極為重要的性質——分子之間有間隔，而實驗的改進只是裝置選擇的不同，實際操作并不困難。改進后的演示實驗現象更明顯，實驗效果也更好。

例2：在測定空氣中氧氣含量的實驗中，可將紅磷換為白磷，廣口瓶換為大試管。實驗時只需把白磷直接放入試管中，塞緊塞子，此時把試管放入熱水中，白磷自燃，冷卻后打開止水夾，實驗完成。由于試管較長，該改進結果更準確，現象更明顯。

2. 演示實驗的改進應有助于理解科學概念

運動學中有些理論因演示實驗一閃即逝的現象而難以觀察及同步分析，導致難以導出結論。

如浙教版科學七年級下冊《機械運動》中學習機械運動的概念時，教師可以借助于多媒體的播放視頻，并截取其中的片段進行演示。

過程：a先播放神舟火箭發射視頻；b根據三張圖片(如上圖2、3、4)觀察火箭與塔的位置變化。

本演示實驗通過多媒體播放神舟發射現場，學生不僅體驗了激動的時刻，感受了震撼的場景，激發了學生愛國的情懷，同時還開闊了學生的視野，當然也深刻地理解了機械運動的概念。

3. 演示實驗的改進應體現環保、綠色化學的理念

上世紀末以來，國際上提出“綠色化學”的理念。綠色化學是預防污染的基本手段，既要使原料充分利用，又要在化學反應過程中實現零污染。環保意識在工業發展迅猛的今天顯得尤為重要。這關系到一個國家，一個民族甚至全人類能否持續發展的重大問題。因此，初中科學教學中，培養學生的環保意識已顯得刻不容緩。

例如：浙教版科學八下第45頁“鈉在氯氣中的燃燒的實驗，取一支大試管，塞入帶干燥管的膠塞，用鐵夾把試管固定在鐵架臺上。在干燥管里墊一層石棉絨或玻璃絲，往試管內加入少量高錳酸鉀晶體，再注入少量濃鹽酸，立即塞緊帶干燥管的膠塞，用一小塊硬紙片蓋住干燥管口。高錳酸鉀跟鹽酸反應產生氯氣，當干燥管內投入有濾紙吸干煤油的綠豆大的金屬鈉。金屬鈉在氯氣里激烈燃燒。在干燥管里產生大量白煙，這就是氯化鈉固體。如果再向干燥管投入金屬鈉，金屬鈉仍在氯氣里燃燒。”

該實驗不需要事先用廣口瓶收集氯氣，直接省去“把金屬鈉放入燃燒，再用酒精燈給金屬鈉加熱”這一步驟，實驗操作簡單，成功率也比較高。

又如濃硫酸的脫水性實驗：燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。然后加入15ml溶質的質量分數為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實驗現象。此實驗的缺點是：反應放出大量有刺激性氣味的有毒氣體如SO2等，對空氣污染嚴重，學生咳嗽不止，甚至干擾了課堂正常秩序。

改進方案：將200ml燒杯置于有少量水的玻璃水槽內的一塊大理石小墊塊上(大理石小墊塊稍微高于水面)，再在200ml的小燒杯上倒扣一個大燒杯(如圖5)。

4. 演示實驗的改進應提高實驗的趣味性

一些演示實驗可進行恰當改進，使操作簡單、現象明顯、安全可靠及聯系生活實際。它不僅可以激發學生的學習興趣，鞏固深化知識，而且能提高實驗的趣味性，使課堂更精彩。

例如，浙教版科學八上大氣的壓強一節中用“瓶口吞雞蛋”實驗演示大氣存在壓強。該實驗雖然有意思，也深受學生喜歡，但做這個實驗之前，需要煮熟一些雞蛋，并且一只雞蛋只能使用一次；實驗對雞蛋的大小要求比較嚴格，因為大的進不去，小的會自動落下，所以挑選大小合適的雞蛋也比較困難。

改進：取一個裝椰汁的易拉罐(罐口不要完全撕開，僅留一個剛好能插吸管的小口)在易拉罐中裝入深度約1cm的水，然后用酒精燈加熱，當水沸騰冒出大量水蒸氣時，用鉗子抓起易拉罐，然后快速地用橡皮泥將罐口密封，放在一邊冷卻。稍等片刻，便能聽到連續的“噼啪”響聲，只見易拉罐被嚴重壓癟，變得面目全非。

這個實驗取材簡便、方法簡單、有聲有色、現象明顯、說服力強、學生很感興趣。它能很好地證明“大氣壓的存在和大氣壓來自四面八方”這個科學道理，從而激發學生開展科學探究的興趣和熱情。

5. 演示實驗的改進應體現質疑、探究的理念

教材中屬于驗證性的演示實驗比較多，常常只要求教師把演示實驗按照教材中實驗的要求展示出來即可。如同教師只是按照劇本將情節演繹出來一樣，學生也只是像看戲一樣看著教師表演，這樣的演示實驗就缺乏創造性和探究性，也限制了學生的創造性思維和質疑能力，失去了對實驗探索的欲望。

例如，浙教版科學八上大氣的壓強中用“覆杯實驗”引入“大氣壓概念”。

傳統的演示實驗：往玻璃杯內倒滿水，用紙片蓋嚴杯口。將杯翻轉，口向下，紙片不掉下，水沒流出，由此可引入大氣壓的概念。

改進：第一步：先做“空杯演示”，手拿空杯，杯口向下，用紙片蓋嚴杯口，松手后紙片掉下，教師問：“怎樣才能使紙片不掉下？”這時引導學生得出：“對紙片施一向上的壓力。”

第二步：做“覆杯實驗”，方法同傳統的演示實驗，紙片沒掉下，教師誘導：“紙片受哪些外力作用？它們各自的方向怎樣？”由此引導學生聯想類比空杯演示，使學生很自然地悟出：“紙片受重力和向上的壓力作用。”教師再追問：“這個向上的壓力是誰施加的？”由于紙片只跟空氣接觸，學生頓悟：“是大氣施加的”。

在演示實驗過程中，教師設置一系列問題，可以引起學生的興趣，激發學生探究的欲望。

6. 演示實驗的改進應充分走向生活、社會

美國實用主義教育家杜威說：“教育即生活，即成長。”為了更好地體現科學教學的實用性，教師必須讓科學實驗與生活實踐相結合。當前一些學校的科學實驗室的資源不足，不能很好地滿足教學的需要，因此，我們可以充分利用身邊的物品，就地取材，做一些簡單可行、現象明顯的實驗，這樣對學習非常有幫助。

例如：選用可樂瓶，用改變灌水量的不同來學習浮沉條件；選用梳子，用手指以不同的速度撥動發出不同的聲音來探究音調和振動快慢的關系；選用筆做慣性實驗、壓強大小實驗、導體絕緣體實驗；在實驗室制取二氧化碳的實驗中，用普通廢舊塑料藥瓶代替化學實驗中反應的錐形瓶，舊圓珠筆殼代替玻璃導管，雞蛋殼代替碳酸鈣等。另外通過做教材中的實驗，如“我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同？”、“工業上水的凈化”、“酸雨危害的模擬”等，學生就能真切地感受到科學就在我們身邊、科學與我們的生活息息相關的道理。

科學是一門實驗的學科，實驗是科學學科的生命之源。演示實驗是初中科學教學中傳授科學知識的一種重要手段，對于學生形成科學觀念、理解和鞏固科學基礎知識、培養學生的觀察能力，提出問題、分析問題、解決問題的能力等方面，有著其他教學方式無法替代的作用。因此，教師應在演示實驗方面下足功夫，不斷改進創新，讓科學課堂更加精彩。

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