孟秋寧

北京市豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店第一中學(xué) 北京 100072

中學(xué)化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的技巧

孟秋寧

北京市豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店第一中學(xué) 北京 100072

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性。在化學(xué)教學(xué)中，許多概念、原理、規(guī)律的引入都是從實(shí)驗(yàn)展開并最終由實(shí)驗(yàn)加以論證的?？梢哉f(shuō)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，是教師和學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、技能的重要的方法。演示實(shí)驗(yàn)，是教師通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)演示，引起學(xué)生觀察、思維，從而認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律的一種教學(xué)方法。精心設(shè)計(jì)合理布局的演示實(shí)驗(yàn)具有高度的藝術(shù)性，是化學(xué)教學(xué)藝術(shù)的重要組成部分。

一、演示實(shí)驗(yàn)藝術(shù)的功能

教師使用演示實(shí)驗(yàn)的技巧，可以起到很好的輔助教學(xué)的作用。藝術(shù)化的演示實(shí)驗(yàn)具有特殊的魅力，它容易激發(fā)學(xué)生的興趣，提高教學(xué)效果；它還可以位學(xué)生提供鮮明、準(zhǔn)確、生動(dòng)的感性材料，幫助學(xué)生從宏觀向微觀過(guò)渡，使概念、原理容易理解，使知識(shí)形象化，便于記憶；它可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和推理能力；它可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)正確、規(guī)范化的操作技術(shù)和方法，并能受到良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的教育。

例如：根據(jù)日常生活的經(jīng)歷可知，酒精燈是用火柴點(diǎn)燃的。那么有沒有不用火種就可以點(diǎn)燃酒精燈的方法呢？學(xué)生受到前科學(xué)概念的影響，往往認(rèn)為沒有其它方法。但用玻璃棒蘸取少量高錳酸鉀和濃硫酸的混合物，往酒精燈的燈芯上一碰時(shí)，酒精燈立即被點(diǎn)燃了。鮮明的實(shí)驗(yàn)事實(shí)與學(xué)生原有的經(jīng)驗(yàn)所形成的觀念發(fā)生了矛盾，產(chǎn)生認(rèn)識(shí)失調(diào)，于是心理上就出現(xiàn)不平衡的感受，形成心理緊張和壓力。由于個(gè)體總是有使自己的知識(shí)、信念、態(tài)度與當(dāng)前的問(wèn)題保持一致性和一慣性的強(qiáng)烈欲望，因此在認(rèn)識(shí)不平衡的情況下，就必然產(chǎn)生認(rèn)知?jiǎng)訖C(jī)，并采取認(rèn)知行為，使之趨于協(xié)調(diào)。

演示實(shí)驗(yàn)中,教師正確、規(guī)范的操作,有條不紊、鎮(zhèn)靜自若的演示，對(duì)學(xué)生形成正確的操作技能、方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和一絲不茍的學(xué)習(xí)作風(fēng)以及良好的心里品質(zhì)等都具有潛移默化的影響。

演示實(shí)驗(yàn)中，晶瑩剔透的玻璃器皿，和諧有序的儀器裝置，色態(tài)萬(wàn)千、變化無(wú)窮的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及蘊(yùn)含于其中深邃而簡(jiǎn)明的規(guī)律，充分展示出化學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)靜交錯(cuò)、內(nèi)外和諧的美?？墒箤W(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)美產(chǎn)生新奇、愉快和向往的審美感受，獲得美的熏陶，培養(yǎng)審美的能力。

二、演示實(shí)驗(yàn)的藝術(shù)原則

1.要有明確的目的，并富有針對(duì)性

教師演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，許多學(xué)生不知道往哪兒看，看什么，更不知道觀察的目的，常常出現(xiàn)看“熱鬧”不看“門道”的現(xiàn)象。因此，教師選擇的演示實(shí)驗(yàn)必須服務(wù)于教學(xué)目的，有利于突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，揭示概念、原理、規(guī)律。使重點(diǎn)、關(guān)鍵、難點(diǎn)知識(shí)形象化，使學(xué)生便于觀察，容易理解記憶。

例如：白磷燃燒的實(shí)驗(yàn)。如果實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱苏f(shuō)明質(zhì)量守恒，那么反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量總和是否相等的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是觀察的重點(diǎn)；如果實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱苏f(shuō)明緩慢氧化，那么白磷慢慢燃燒起來(lái)就是觀察重點(diǎn)；如果實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱苏f(shuō)明空氣的組成，那么水面上升至五分之一是觀察的重點(diǎn)。這就要求學(xué)生既要觀察到主要的現(xiàn)象，又要能迅速發(fā)現(xiàn)容易消失的現(xiàn)象，同時(shí)也要教師在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的及觀察的對(duì)象。

2.操作鮮明直觀，現(xiàn)象易于觀察

(1)演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象鮮明清晰，便于學(xué)生觀察

為此，教師應(yīng)選擇那些在反應(yīng)中有顏色變化、氣體產(chǎn)生、沉淀生成、物質(zhì)溶解、發(fā)光、發(fā)熱、燃燒、爆炸等能給學(xué)生較強(qiáng)的感官刺激、鮮明的實(shí)驗(yàn)作為演示實(shí)驗(yàn)。

例如：介紹“酸和堿反應(yīng)生成鹽和水”這一反應(yīng)規(guī)律是，就不宜選用H2SO4和NaOH的反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物均是無(wú)色的，反應(yīng)前后無(wú)顏色的變化，很難有說(shuō)服力。而用Cu(OH)2固體中加入H2SO4溶液，效果就很好。因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程中，既可觀察到到反應(yīng)物Cu(OH)2固體的溶解，又可觀察到H2SO4溶液由無(wú)色變?yōu)槊利惖乃{(lán)色CuSO2溶液，現(xiàn)象非常鮮明，十分有利于說(shuō)明酸和堿反應(yīng)的規(guī)律，且給人以視覺的美感。

(2)演示操作直觀

教師的實(shí)驗(yàn)操作速度要快慢適中，使學(xué)生對(duì)每一個(gè)動(dòng)作甚至動(dòng)作細(xì)節(jié)都能看清。對(duì)于第一次接觸的較復(fù)雜的操作要先示范分解的動(dòng)作，然后再演示連續(xù)動(dòng)作。這樣容易使學(xué)生在頭腦中形成完整的操作表象。

同時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)采取一些使觀察對(duì)象突出、清晰的措施。如：在保證演示時(shí)間的情況下，選用較大的實(shí)驗(yàn)儀器，加背襯，作空白對(duì)比，或用投影儀放大等。一般而言，在選擇背襯時(shí)，對(duì)透明液和深色物質(zhì)用白色背襯，對(duì)淺色物質(zhì)，如乳白色、肉紅色、淡黃色沉淀則用黑色背襯。作空白對(duì)比時(shí)應(yīng)注意條件一致，否則沒有說(shuō)服力。如有的老師，在做用石蕊試液檢驗(yàn)NaCl溶液的酸堿性時(shí)，不作空白比較，或雖然作空白比較，但NaCl溶液和對(duì)比的蒸餾水的量卻不一樣。這些都缺乏說(shuō)服力。

(3)儀器裝置的整潔、直觀、協(xié)調(diào)

演示實(shí)驗(yàn)所用的儀器及其它用品都應(yīng)該整潔。如玻璃器皿的內(nèi)外壁不能有污痕；破舊的配件如膠皮管、角匙、鑷子等不宜再用于演示實(shí)驗(yàn)。這樣做的目的是，不但給學(xué)生以美的享受，更重要的是逐漸使學(xué)生形成一種觀念：化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)嚴(yán)肅、認(rèn)真、來(lái)不得半點(diǎn)“湊合”的工作。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生整潔習(xí)慣和一絲不茍的科學(xué)態(tài)度是有利的。

儀器的安裝要求按觀察順序，從左到右、從下到上合理安裝，突出主要的觀察部分。儀器的大小、高低、長(zhǎng)短要協(xié)調(diào)，布局合理，重心沉穩(wěn)。暫不用的儀器、藥品不要擺放到實(shí)驗(yàn)桌上，以免干擾學(xué)生的注意力。

3.簡(jiǎn)潔明了 內(nèi)容精煉

簡(jiǎn)潔明了就是要求實(shí)驗(yàn)事實(shí)有利于直接說(shuō)明問(wèn)題。因此，某些伴隨有其它副反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)就不宜作演示實(shí)驗(yàn)。

例如：在說(shuō)明鹽和堿反應(yīng)生成新鹽和新堿這一規(guī)律時(shí)，就不能用FeSO4和NaOH反應(yīng)作演示實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的生成物之一Fe(OH)2很不穩(wěn)定，很快被氧化成Fe(OH)3紅褐色沉淀由于副反應(yīng)的發(fā)生，就給根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明反應(yīng)規(guī)律造成麻煩。如果用Fe2(SO4)3和NaOH反應(yīng)就直接生成Fe(OH)3紅褐色沉淀。用作演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，就避免了上述的缺陷。

同時(shí)，也不要選擇裝置復(fù)雜、操作難度大、時(shí)間長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)作演示實(shí)驗(yàn)，避免因裝置過(guò)于復(fù)雜，操作難度大而分散學(xué)生的注意力，甚至造成失誤。同時(shí)也是為了保證短時(shí)間內(nèi)完成演示實(shí)驗(yàn)，以免影響其它正常的教學(xué)活動(dòng)。

4.安全可靠 充分準(zhǔn)備 力求成功

演示實(shí)驗(yàn)必須確保安全，不允許有任何可能傷害師生的事故發(fā)生。否則，不但有害師生的身心健康，還會(huì)造成學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的恐懼心理，進(jìn)而導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和信心。因此，教師在選擇、準(zhǔn)備和演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須樹立安全第一的思想。為了確保實(shí)驗(yàn)的安全性，教師應(yīng)做到：第一，改革實(shí)驗(yàn)的方法，消除不安全因素。H2、O2混合氣體的爆炸實(shí)驗(yàn)如在玻璃瓶或鐵皮罐內(nèi)進(jìn)行，有一定的危險(xiǎn)性。如改在塑料瓶或用混合氣體吹肥皂泡，再點(diǎn)燃，則沒有危險(xiǎn)性。第二，操作力求正確、規(guī)范、熟練。這既是安全的需要，也是實(shí)驗(yàn)成功的保證，更是學(xué)生的一種示范，是學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)操作表象的關(guān)鍵。第三，采取必要的針對(duì)措施。有害氣體要有吸收裝置，以防外逸。第四，演示實(shí)驗(yàn)必須做到內(nèi)容科學(xué)、方法合理、可靠性高，否則可能會(huì)造成事故或知識(shí)上的誤解。

教師課前應(yīng)進(jìn)行預(yù)備實(shí)驗(yàn)，其目的在于探索影響實(shí)驗(yàn)成功的因素，掌握好成功的條件和關(guān)鍵，從而保證課堂上演示的成功。

5.引導(dǎo)和啟發(fā)相結(jié)合

演示實(shí)驗(yàn)中，教師考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)不應(yīng)該僅僅是“怎樣講”，更重要的應(yīng)該是“如何導(dǎo)”，這樣才能體現(xiàn)教師的“主導(dǎo)”和學(xué)生的“主體”關(guān)系，才符合現(xiàn)代教學(xué)論強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)能力的觀點(diǎn)。教師除了演示，還要把演示與講授完美的結(jié)合起來(lái)。完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程一般包括：介紹主要儀器的名稱、用途、使用方法及裝置原理，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生把各種感知轉(zhuǎn)化為積極的思維活動(dòng)，并通過(guò)分析綜合，揭示出蘊(yùn)含在現(xiàn)象后面的實(shí)質(zhì)。

6.精心設(shè)計(jì) 富有趣味

有些實(shí)驗(yàn)，只要教師略加設(shè)計(jì)，就變得饒有趣味，富有藝術(shù)感和美感。

例如：講電解質(zhì)概念的時(shí)候，教師用音樂卡代替小燈泡，接入導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)裝置。當(dāng)美妙的音樂響起來(lái)的時(shí)候，學(xué)生感覺到異常欣喜、驚奇，進(jìn)而產(chǎn)生了了解“為什么溶液中會(huì)產(chǎn)生音樂”的強(qiáng)烈的欲望。

三、演示實(shí)驗(yàn)藝術(shù)的類型

演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可分為兩種類型，一種是探究型，一種是驗(yàn)證型。

1.探究型

探究型教學(xué)的模式是按“問(wèn)題－實(shí)驗(yàn)－原理－結(jié)論”的程序進(jìn)行教學(xué)。以電解水為例，先提出問(wèn)題：水是由什么組成的？然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并加以分析，在弄清原理的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)歸納概括得出結(jié)論。探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程，同科學(xué)研究過(guò)程在認(rèn)知規(guī)律和邏輯思維上具有共同性。這種教學(xué)模式，無(wú)疑對(duì)發(fā)展學(xué)生的能力特別是思維能力以及培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)有重要作用。因此，演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)該以探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為主。

2.驗(yàn)證型

驗(yàn)證型的教學(xué)模式是按“問(wèn)題－結(jié)論－原理－試驗(yàn)”的程序進(jìn)行教學(xué)的。同樣以電解水為例，先提出問(wèn)題：水是由什么組成的？然后給出結(jié)論：水是由氫、氧兩種元素組成的。再講清原理，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，主要用于實(shí)驗(yàn)原理以及裝置、操作比較復(fù)雜的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如：氫氣和氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法。

當(dāng)今社會(huì)，新技術(shù)革命的浪潮滾滾而來(lái)，反映在教學(xué)上，就是要求學(xué)校培養(yǎng)具有探究能力和創(chuàng)新精神的人才。這就必然要求教學(xué)過(guò)程與科研過(guò)程的統(tǒng)一。傳統(tǒng)教學(xué)是傳授科學(xué)已知的真理，而對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，真理是未知的，這正是教學(xué)過(guò)程的本質(zhì)特征，也為在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立的“探究”未知?jiǎng)?chuàng)造了廣泛的可能性。因此，化學(xué)教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為學(xué)生提供獨(dú)立“探索”的機(jī)會(huì)，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。

四、結(jié)束語(yǔ)

作為一名化學(xué)教師，僅僅只懂得學(xué)科文化知識(shí)是遠(yuǎn)不夠的，還要懂得教育學(xué)知識(shí)。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中不斷地發(fā)掘、總結(jié)化學(xué)教學(xué)的藝術(shù)，特別是實(shí)驗(yàn)的藝術(shù)，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的興趣，發(fā)展學(xué)生能力，提高學(xué)生的素質(zhì)是十分有利的。

2009-11-07

孟秋寧，本科，中教一級(jí)。