摘要:科學(xué)是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),科學(xué)規(guī)律都是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)真總結(jié)和思考得來的。課堂演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苤庇^形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識(shí),是學(xué)生形成概念、理解規(guī)律的基礎(chǔ)??茖W(xué)的核心是探究,這就要求我們教師在初中科學(xué)課中落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過活用演示實(shí)驗(yàn),優(yōu)化課堂教學(xué),創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式,穿插生活小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生擦出思維之花。
關(guān)鍵詞:初中科學(xué);課堂實(shí)驗(yàn);演示實(shí)驗(yàn);探究
科學(xué)的原理起源于實(shí)驗(yàn)的世界,知識(shí)應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)中來,實(shí)驗(yàn)是最好的老師。在科學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著不可缺少的替代作用,作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)是用來啟發(fā)學(xué)生思維、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、建立概念、揭示規(guī)律、解決疑難問題、培養(yǎng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的思想方法和科學(xué)修養(yǎng)的一種重要方式,是培養(yǎng)學(xué)生操作技能的標(biāo)準(zhǔn)示范。但是教材中的一些課堂演示實(shí)驗(yàn)并不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的或者成功率較低,因此需要我們教師改進(jìn)和精心設(shè)計(jì)這些課堂演示實(shí)驗(yàn),才能發(fā)揮實(shí)驗(yàn)最好的作用。下面筆者就課堂演示實(shí)驗(yàn)的要求及教學(xué)中對(duì)幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的探究過程談一談自己的想法。
一、 科學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)的要求
(一) 課堂演示實(shí)驗(yàn)成功率要高
一個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn)所起的作用能勝千言萬語。但實(shí)驗(yàn)的失敗往往直接影響概念和規(guī)律的正確建立。教材中的很多實(shí)驗(yàn)實(shí)際上操作起來是很難成功的,我們常常說要突破難點(diǎn),但是難點(diǎn)又哪是這么容易突破的,需要我們花大量的時(shí)間去研究探索最優(yōu)的方法。
(二) 課堂演示實(shí)驗(yàn)可見度要高
清楚明顯、可見度高的現(xiàn)象才能觸動(dòng)學(xué)生的視覺和聽覺,激發(fā)學(xué)生興趣,而興趣與求知欲密切相關(guān)。作為演示實(shí)驗(yàn),要有較大的可見度,要使全班同學(xué)都能集中注意力去看清楚現(xiàn)象,對(duì)儀器尺寸的選擇、擺放高度、選材上都要精心研究。
(三) 課堂演示實(shí)驗(yàn)效率要高
實(shí)驗(yàn)過程中教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)演示的現(xiàn)象進(jìn)行有準(zhǔn)備、有目的的觀察,并在實(shí)驗(yàn)過程中,不斷提出問題,讓學(xué)生思考,可以促進(jìn)學(xué)生積極思維,在學(xué)生目睹實(shí)驗(yàn)后,能因勢利導(dǎo),充分利用實(shí)驗(yàn)所激發(fā)的學(xué)生求知欲,大膽引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,讓學(xué)生從生動(dòng)活潑的討論中得出結(jié)論,可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的能力。
二、 課堂演示實(shí)驗(yàn)存在的疑難問題探索過程
(一) 銅和硝酸銀溶液反應(yīng)
銅與硝酸銀溶液反應(yīng)時(shí)從理論上應(yīng)該看到的現(xiàn)象是銅表面會(huì)析出銀白色物質(zhì),溶液變成藍(lán)色。但實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中常常會(huì)看到銅表面上有黑色物質(zhì)出現(xiàn),而溶液也沒有變成藍(lán)色。筆者查閱資料發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象可能的原因。銅與硝酸銀容易反應(yīng)的產(chǎn)物是:硝酸銅和金屬單質(zhì)銀。但是單質(zhì)銀的細(xì)小顆粒很快被光催化而生成氧化銀,氧化銀是黑色的。為了減少黑色物質(zhì)的出現(xiàn),可以采用的方法是:1. 避光環(huán)境,裝入暗箱或者黑塑料覆蓋;2. 反應(yīng)期間避免晃動(dòng),減少與氧氣的接觸。通過幾次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),把銅絲放入到硝酸銀溶液中后,放在試管架上不要?jiǎng)?,要耐心等上一段時(shí)間,可先進(jìn)行方程式原理的書寫,先預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,再去觀察,發(fā)現(xiàn)銅絲表面出現(xiàn)了大量的銀白色針狀物質(zhì)出現(xiàn),現(xiàn)象非常明顯,溶液也會(huì)變成藍(lán)色,藍(lán)色可能比較淡些,但可以觀察到,應(yīng)該說這樣的操作實(shí)驗(yàn)是比較成功的。若把銅絲放入硝酸銀溶液中后馬上展示給學(xué)生,時(shí)間太短,且反應(yīng)期間有晃動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)黑色物質(zhì),容易造成實(shí)驗(yàn)失敗。
(二) 鐵和硫酸銅溶液的反應(yīng)
鐵和硫酸銅溶液反應(yīng),從理論分析看到的現(xiàn)象是鐵絲表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)。但按照教材用鐵絲做實(shí)驗(yàn)實(shí)際看到的是鐵絲表面出現(xiàn)的是黑色物質(zhì),很難看到紅色物質(zhì)。于是我嘗試換用圓珠筆中的彈簧,效果比實(shí)驗(yàn)室拿來的細(xì)鐵絲效果好些,但是效果也不明顯。然后想到是否能增大鐵的面積,換用鐵片,于是換用生活中常用的小刀刀片,這樣也可以使實(shí)驗(yàn)更生活化,將鐵片浸在硫酸銅中馬上取出就可以看到刀片表面變成明顯的紅色,效果十分顯著。
(三) 酚酞試液的指示實(shí)驗(yàn)
酚酞試液滴到堿性溶液中會(huì)變成紅色,滴到酸性或中性溶液中不變色。但有次把酚酞滴到水中卻變渾濁了,重新試了幾次還是如此,產(chǎn)生疑惑,為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象?酚酞試液的配置是酚酞粉末溶解在酒精中得到的,酚酞試液易溶于酒精,不易溶于水。所以若酚酞濃度太大,當(dāng)把酚酞試液滴到水中時(shí),酚酞量比較大不能溶于水,就有酚酞析出,出現(xiàn)白色渾濁。因此,只要重新配置一瓶比較稀的酚酞溶液就能解決這個(gè)問題。
(四) 光的直線傳播實(shí)驗(yàn)
光在空氣、水中、玻璃中傳播的實(shí)驗(yàn)中,把光射在空氣和水中時(shí)是看不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的,因?yàn)楣鈧鞑サ倪^程中沒有光進(jìn)入眼睛,于是需要在其中加入一些顆粒物的介質(zhì),才能有光反射進(jìn)入眼睛看到光路。通過多次實(shí)驗(yàn)嘗試,我選擇用大試管,將點(diǎn)燃的線香伸入試管中停留幾秒即可取出(不可停留時(shí)間太長,否則煙霧太濃,看不到現(xiàn)象),再將激光從試管口垂直射入,現(xiàn)象非常明顯。而水中只要加入幾滴牛奶,切不可加多,將激光從水面上方射入,避免燒杯壁對(duì)光的干擾。本節(jié)課的一個(gè)實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)是光在同一種不均勻物體中傳播會(huì)發(fā)生偏折的實(shí)驗(yàn),嘗試過用海波溶液和硫酸銅溶液加到水中制造不均勻現(xiàn)象,但是沒有出現(xiàn)光偏折現(xiàn)象,可能是溶液混合速度太快。接著查閱資料嘗試在水中溶解大量蔗糖,配成過飽和的蔗糖溶液,底部剩有大量蔗糖,用激光照射到水和蔗糖的分界線,現(xiàn)象非常不明顯。最后經(jīng)過嘗試,將蔗糖和水先配置成質(zhì)量為3∶2的濃溶液,加幾滴牛奶,再準(zhǔn)備一杯加有幾滴牛奶的水,通過漏斗將蔗糖濃溶液加入到水中,蔗糖溶液會(huì)沉在底部,形成不均勻的蔗糖溶液,將激光從水面上斜射入水中,會(huì)明顯看到光射到蔗糖和水的分界面上出現(xiàn)偏折,可見性很高,并且30分鐘內(nèi)不會(huì)明顯擴(kuò)散。接著用玻璃棒攪拌溶液,形成均勻溶液,再用激光照射,會(huì)看到光又沿直線傳播。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以充分說明光在同一種均勻物體中是沿直線傳播的。
(五) 課堂演示實(shí)驗(yàn)中的疑難問題
氧化銅溶液和鹽酸溶液反應(yīng)理應(yīng)溶液變成藍(lán)色,但是實(shí)際為綠色,嘗試多次,改變?nèi)芤弘y度,改變反應(yīng)時(shí)間,仍然不能解決這個(gè)問題,可能是反應(yīng)產(chǎn)生了絡(luò)合物。但是出現(xiàn)這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象該如何進(jìn)行解釋,是否有必要解釋?澄清石灰水和氯化鐵、氯化銅、碳酸鈉反應(yīng)都不會(huì)出現(xiàn)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,由于氫氧化鈣的溶解性很低,即使飽和的澄清石灰水濃度也很低,所以不會(huì)出現(xiàn)沉淀,這個(gè)實(shí)驗(yàn)一直不知如何改進(jìn)和處理。像這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論不符的實(shí)驗(yàn),暫時(shí)又沒有找到解決方法的,是否需要避開演示實(shí)驗(yàn),用理論分析更好,還是尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí),尋找其中的原因進(jìn)行解釋?
以上只是我在實(shí)際課堂教學(xué)中遇到的疑惑,在我自己的思考以及其他教師的指導(dǎo)談?wù)撓拢瑢?duì)一些課堂演示實(shí)驗(yàn)做了一些改進(jìn),但仍然存在一些未能解決的問題。還需要在今后的教學(xué)中繼續(xù)不斷地探索。在課堂教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是任何其他手段所不能替代的,它是教學(xué)的重要組成部分,是加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié),它在形成和發(fā)展學(xué)生能力的過程中,有著不可估量的作用,如何使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好地發(fā)揮其提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)創(chuàng)造人才的作用是當(dāng)前教學(xué)改革的重要課題之一。不要因?yàn)榻滩纳弦笞鲆粚?shí)驗(yàn)而做一實(shí)驗(yàn),而要思考怎樣設(shè)計(jì)這一實(shí)驗(yàn),通過這一實(shí)驗(yàn)達(dá)到怎樣的目標(biāo),精心設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的有效性。個(gè)人的智慧畢竟是有限的,要發(fā)揮出課堂實(shí)驗(yàn)的成效,結(jié)合自身進(jìn)行優(yōu)化教學(xué),同時(shí)鼓勵(lì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)器材,資源共享,合眾人之長提高實(shí)驗(yàn)的成效。
參考文獻(xiàn):
[1] 朱清時(shí).科學(xué)教學(xué)參考書[M].浙江教育出版社,2013.
[2] 朱清時(shí).義務(wù)教育教科書科學(xué)[M].浙江教育出版社,2014.
[3] 張?zhí)鞂?新課程與課堂教學(xué)改革[M].人民教育出版社,2003,6.
[4] 劉鋒.對(duì)物理教學(xué)中科學(xué)探究的一些認(rèn)識(shí)[M].物理通報(bào),2005,3.
[5] 周寧懷,吳連斌.微型實(shí)驗(yàn)與化學(xué)創(chuàng)新教育[M].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué),2002,1.
[6] 王海燕.新課程的理念與創(chuàng)新[M].北京師范大學(xué)出版社,2001.
[7] 宋樂勛.說課與新課改[M].陜西人民教育出版社.
作者簡介:蔣一銘,浙江省臨海市上盤中學(xué)。endprint