陽(yáng)平

（湖南省耒陽(yáng)師范學(xué)校湖南耒陽(yáng)421800）

中職化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

陽(yáng)平

（湖南省耒陽(yáng)師范學(xué)校湖南耒陽(yáng)421800）

實(shí)驗(yàn)是研究問(wèn)題最有效的途徑和基本方法，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備前，必須對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理和教學(xué)目標(biāo)做全面系統(tǒng)的分析和研究，找出最有效的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要考慮其合理性和適用性，使其能更好地體現(xiàn)教學(xué)需要。

中職；化學(xué)；演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；合理性

實(shí)驗(yàn)是研究問(wèn)題最有效的途徑和基本方法，也是在教學(xué)過(guò)程中最直觀的教學(xué)手段，在實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程中，學(xué)生能夠通過(guò)教師的實(shí)驗(yàn)操作和在實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的現(xiàn)象來(lái)理解所學(xué)的知識(shí)，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)和解決問(wèn)題的能力。演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用和示范性表明，實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果必須準(zhǔn)確且具有說(shuō)服力，要達(dá)到這個(gè)目的，實(shí)驗(yàn)前教師就必須對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理和教學(xué)目標(biāo)做全面系統(tǒng)的分析和研究，作出最能體現(xiàn)教學(xué)效果的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。

在職業(yè)學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多不被重視，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究存在很多問(wèn)題，表現(xiàn)為：教師的設(shè)計(jì)意識(shí)不強(qiáng)，教師不愿意花時(shí)間和精力去設(shè)計(jì)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，特別在一些非化學(xué)專業(yè)中，教師考慮用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)闡述和分析問(wèn)題的不多，由于缺乏實(shí)驗(yàn)的支撐，學(xué)生學(xué)習(xí)興致不高，效率低下；部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的水平不夠高，設(shè)計(jì)理念落后，沒有規(guī)劃性，表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)方法上存在的問(wèn)題太多，很多教師不善于利用科學(xué)理論和原理對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，在確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上存在依賴性和主觀性，設(shè)計(jì)中的方法簡(jiǎn)單粗糙，有的尋找實(shí)驗(yàn)方案盲目又不具體；化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理論不適合教學(xué)要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的不明確，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要表達(dá)的思想不是從職業(yè)學(xué)校的各專業(yè)特點(diǎn)來(lái)考慮，適用性不明確。要讓實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中發(fā)揮作用，就必須在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中明確設(shè)計(jì)思路，了解各實(shí)驗(yàn)要素的作用，并考慮其內(nèi)容的合理性、適應(yīng)性與針對(duì)性。

了解演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)各要素及其目的要求

化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，是在實(shí)驗(yàn)演示操作前對(duì)要演示的內(nèi)容按目的和要求綜合運(yùn)用相關(guān)的化學(xué)知識(shí)和一定的操作技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的藥品、儀器、裝置、順序、方法、條件控制、安全措施等進(jìn)行的科學(xué)完整的規(guī)劃?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有固有的步驟和方案，設(shè)計(jì)前必須全面分析了解實(shí)驗(yàn)的基本要素，即要了解演示的目的、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器裝置、實(shí)驗(yàn)操作及操作規(guī)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理。這些要素互相關(guān)聯(lián)，任何一個(gè)因素發(fā)生變化，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)演示的效果，其中，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖呛诵?，是設(shè)計(jì)前首先應(yīng)該考慮的因素；實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡睦碚摳鶕?jù)，決定藥品與儀器裝置的選擇；實(shí)驗(yàn)程序的設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)原理為基礎(chǔ)，是能否完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵；儀器裝置與藥品是實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，儀器藥品的選擇是由實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)程序決定的；實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)是實(shí)驗(yàn)得以順利、安全進(jìn)行的保證，它由實(shí)驗(yàn)程序和實(shí)驗(yàn)用品來(lái)確定；實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理是對(duì)實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到預(yù)期目的所進(jìn)行的檢驗(yàn)，在解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、處理所測(cè)得的數(shù)據(jù)等方面進(jìn)行綜合分析。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的主要目的是為了提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力和方法。設(shè)計(jì)的基本要求是：科學(xué)、簡(jiǎn)潔、現(xiàn)象明顯，便于學(xué)生觀察與分析。

考慮和分析演示實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的合理性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)包括對(duì)教材上原有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使之在原來(lái)的基礎(chǔ)上更加完善，或是自己根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)佐證一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，不管哪一種情況，都應(yīng)該遵守實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則，在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要特別注意分析各環(huán)節(jié)的合理性，具體應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：

實(shí)驗(yàn)原理的合理性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要根據(jù)所學(xué)的知識(shí)機(jī)構(gòu)及化學(xué)原理來(lái)分析和構(gòu)思，演示實(shí)驗(yàn)的原理必須正確且在學(xué)生掌握的知識(shí)范圍內(nèi)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該指向明確，設(shè)計(jì)原理準(zhǔn)確，如果設(shè)計(jì)的原理錯(cuò)誤或者有瑕疵，就是一個(gè)失敗的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗鼪]有科學(xué)性來(lái)作保證，演示這樣的實(shí)驗(yàn)會(huì)對(duì)學(xué)生造成理解上的負(fù)面影響，例如，小教大?；瘜W(xué)教材，在驗(yàn)證金屬銅與稀硝酸的氧化還原反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，教材介紹的方法是：把銅片放進(jìn)試管稀硝酸中，再用透明的塑料袋套緊試管口進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。這個(gè)設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，但存在設(shè)計(jì)缺陷，演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)要說(shuō)明兩個(gè)問(wèn)題：一是銅與硝酸發(fā)生了反應(yīng)，這個(gè)可以通過(guò)觀察溶液的顏色得知；二是要說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)生了無(wú)色的一氧化氮。在這個(gè)裝置中，因?yàn)樵嚬芎退芰洗嬖诳諝?，把產(chǎn)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(wú)色，讓學(xué)生產(chǎn)生了誤解。

實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排的合理性即理論講授的時(shí)間與實(shí)驗(yàn)演示需要的時(shí)間安排要有合理性。有時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證一個(gè)基本原理或是說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，這就必須把時(shí)間控制在一定的范圍內(nèi)，如果一個(gè)實(shí)驗(yàn)在操作上占用的時(shí)間過(guò)多，師生分析和討論的時(shí)間就不夠，教學(xué)達(dá)不到理想效果，因而在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分評(píng)估并合理分配課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

安全措施的合理性這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)首先應(yīng)該考慮的問(wèn)題，要盡量防止帶有危險(xiǎn)性的操作、避免與有毒有腐蝕性的物質(zhì)接觸，若無(wú)法避免則應(yīng)采取安全措施。如戴防護(hù)鏡，在排氣設(shè)備好的環(huán)境中操作；有毒物質(zhì)必須處理，以避免對(duì)環(huán)境造成污染。

用品選擇的合理性設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案要切實(shí)可行，所選用的藥品、儀器、設(shè)備和方法在學(xué)校現(xiàn)有的條件下能得到滿足，有些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理可能盡乎完美，但實(shí)驗(yàn)成本太高，或者是對(duì)儀器有特殊要求，學(xué)?，F(xiàn)有條件無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單易行，應(yīng)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，且效果明顯。

注意實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的適用性和針對(duì)性

一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好與壞是相對(duì)的，實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的適用性主要是指設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要適合學(xué)生觀察與思考，設(shè)計(jì)的內(nèi)容符合專業(yè)需求。對(duì)不同的教學(xué)群體，設(shè)計(jì)的目的手段和方法應(yīng)有所不同，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的適用性與針對(duì)性應(yīng)主要考慮以下幾方面。

產(chǎn)生的現(xiàn)象要適合學(xué)生的觀察演示實(shí)驗(yàn)與個(gè)人分析與研究實(shí)驗(yàn)對(duì)可見度要求不同。在演示實(shí)驗(yàn)中，教師的操作過(guò)程及產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要讓全體學(xué)生都能觀察清楚，而大多數(shù)實(shí)驗(yàn)在演示的過(guò)程中很難做到這一點(diǎn)，特別是在試管中反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，其可見性都不太理想。這就要求教師在實(shí)驗(yàn)前先有預(yù)知，找出行之有效的辦法來(lái)解決。提高實(shí)驗(yàn)可見度的方法有很多，可以根據(jù)具體演示的實(shí)際情況來(lái)選擇，如可考慮把演示放在學(xué)生中心位置；觀察透明溶液顏色時(shí)，選擇能讓較強(qiáng)光線透過(guò)的位置（如窗臺(tái)邊，燈光下）；選擇合適的儀器與材料，或者借助多媒體來(lái)輔助演示。

演示方式方法要適合專業(yè)特點(diǎn)不同專業(yè)對(duì)化學(xué)知識(shí)的要求各不相同，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到不同專業(yè)的實(shí)用性和實(shí)踐性，突出專業(yè)特點(diǎn)。例如，學(xué)前教育專業(yè)要求學(xué)生了解一些基本的化學(xué)常識(shí)，能用所學(xué)知識(shí)分析生活中的化學(xué)問(wèn)題，因而，化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇的材料應(yīng)盡可能來(lái)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(xué)習(xí)酸與鹽的反應(yīng)時(shí)，就可以設(shè)計(jì)成一個(gè)“雞蛋游泳”的游戲?qū)嶒?yàn)，將“清水”（鹽酸）倒入大玻璃杯中，然后在里面放一個(gè)雞蛋，由于鹽酸與碳酸鈣產(chǎn)生大量的氣泡，使雞蛋上浮到液面，產(chǎn)生的氣體減少了，浮力降低就又下沉了，如此反復(fù)。學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣。通過(guò)這樣的演示，學(xué)生不但能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了解所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，而且能夠?qū)W會(huì)一些實(shí)驗(yàn)的方法和技巧，對(duì)他們?nèi)蘸髲氖碌墓ぷ髌鸬揭龑?dǎo)和示范作用。而模具設(shè)計(jì)專業(yè)要求學(xué)生能用化學(xué)知識(shí)解決在實(shí)際機(jī)械制造過(guò)程中的一些問(wèn)題，如金屬的腐蝕與防護(hù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可選擇學(xué)生加工的零件，可設(shè)計(jì)不同材質(zhì)的鋼鐵在相同環(huán)境中的腐蝕情況比較實(shí)驗(yàn)；同一材質(zhì)的鋼鐵在不同的環(huán)境（水、酸、堿、油等）中的腐蝕情況比較；同一材質(zhì)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)觀察這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析金屬腐蝕的原因，找出解決問(wèn)題的方法。

對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察應(yīng)具有針對(duì)性適合學(xué)生集中注意力觀察，產(chǎn)生的現(xiàn)象能直觀地說(shuō)明和分析我們?cè)O(shè)定的問(wèn)題，忌把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得花里胡哨，讓學(xué)生看得云里霧里，例如，在氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)中，一位教師在圓底燒瓶的噴嘴處引出了兩根導(dǎo)線，再在外面連接一個(gè)紅色的燈泡，產(chǎn)生噴泉的同時(shí)，燈泡也發(fā)亮了，結(jié)果是很多學(xué)生只看到燈泡發(fā)亮，而沒有注意噴泉的形成，分散了學(xué)生的注意力，沒有達(dá)到預(yù)定的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的觀察點(diǎn)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(gè)發(fā)光裝置在本實(shí)驗(yàn)中是多余的。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程中，教師應(yīng)該注意指導(dǎo)學(xué)生觀察，提示學(xué)生觀察什么，怎樣觀察。有時(shí)我們?yōu)榱俗寣W(xué)生觀察其中的一個(gè)現(xiàn)象，可以采用遮蔽物（如書、紙片等）擋住其他次要現(xiàn)象，以便學(xué)生集中注意力。

如何設(shè)計(jì)一個(gè)完美的實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中發(fā)揮作用，是每個(gè)化學(xué)教學(xué)工作者應(yīng)該思考的問(wèn)題，教師除了要了解本學(xué)科的特點(diǎn)外，還應(yīng)該了解職業(yè)學(xué)校的各個(gè)專業(yè)的教學(xué)需要和學(xué)生的具體情況，并進(jìn)行綜合分析。同時(shí)，教師在平時(shí)的教學(xué)和教研中應(yīng)該多總結(jié)、多學(xué)習(xí)，因?yàn)橐粋€(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是建立在教師扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。

[1]熊言林.化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和策略[J].中學(xué)化學(xué)教與學(xué)，2005，（3）：40-41.

[2]王換成.自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)[M].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)出版社，2009：292.

[3]盧琦.科學(xué)·化學(xué)[M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2009：103.

[4]王英杰.金屬工藝學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2001：123-125.

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A

1672-5727（2012）06-0134-02

陽(yáng)平（1966—），男，湖南衡南人，湖南省耒陽(yáng)師范學(xué)校高級(jí)講師，主要從事基礎(chǔ)化學(xué)、金屬材料與模具設(shè)計(jì)等課程教學(xué)。