演示實驗在高校理化基礎(chǔ)課教學中的重要作用

摘要：物理與化學是理論與實驗并重的基礎(chǔ)學科，是從微觀的角度認識宏觀的物質(zhì)。實驗可以幫助學生加深對理論知識的理解和認知。本文從啟發(fā)思維、培養(yǎng)學生能力、理解鞏固學習知識和培養(yǎng)學生正確的操作技能等四個方面闡述了課堂演示實驗在物理化學基礎(chǔ)課教學中的重要作用。

關(guān)鍵詞：演示實驗；物理化學教學；啟發(fā)思維；培養(yǎng)能力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2008)8(S)-0021-3

在高校特別是高職校許多專業(yè)中，物理與化學都是重要的基礎(chǔ)課，也是以實驗為基礎(chǔ)的學科。對理、化課的學習，學生普遍的反應是既新奇、又畏難。學生感到新奇的、有興趣的是實驗，而讓學生感到困難的是理論知識的學習、理解和掌握。在教學中，如何將理論知識與實驗有機的結(jié)合起來，創(chuàng)設(shè)一種“引人入勝”的情境，使學生能通過實驗加深對理論知識的理解， 激發(fā)學生的學習興趣，課堂演示實驗起著非常重要的作用。精心設(shè)計好演示實驗的課堂程序，在教學中圍繞教學目的正確進行演示實驗，并將演示、講解和引導學生觀察、思維結(jié)合起來，可以更好地調(diào)動學生的學習積極性，提高教學效果。演示實驗通過展現(xiàn)鮮明、準確、生動的感性材料，幫助學生在認知過程中從宏觀向微觀過渡，使概念、原理更容易理解，使知識形象化，便于記憶。

1 演示實驗是啟發(fā)式教學的一種重要手段

演示實驗在教學過程中是啟發(fā)學生思維的有效手段。一個新概念的引入或一個新問題提出時，學生往往會感到抽象、難以理解。此時，若結(jié)合教材內(nèi)容，采用一個現(xiàn)象明顯、結(jié)果準確的演示實驗，會使學生注意力集中，產(chǎn)生好奇心，然后抓住時機，通過實驗現(xiàn)象給學生講解其本質(zhì)，引導學生將具體感知與抽象思維相結(jié)合，用心領(lǐng)會和接受新知識。如講什么是緩沖溶液的概念時，先做演示實驗：

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蒸餾水10ml

第一組試管 各加入酚酞指示劑2滴→均無色→各加入1滴NaOH溶液→均顯紅色

NaCl溶液10ml

蒸餾水10ml 

第二組試管 各加入甲基橙指示劑2滴→均顯黃色→各加入1滴HCl溶液→均顯紅色

NaC溶液l0ml

1號試管 各加入0、5mol/LCH3COOH

第三組試管 2號試管 和0、5mol/LCH3COONa→各加入2滴甲基橙指示劑→均顯橙紅色

3號試管 混合溶液10ml

加1滴HCl溶液

→加1滴NaOH溶液→溶液顏色基本不變

對照

引導學生觀察實驗現(xiàn)象。純水和一般溶液中加入少量強酸或強堿后，酸堿指示劑均變色；而醋酸和醋酸鈉混合溶液中加入少量強酸或強堿后，酸堿指示劑不變色。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？啟發(fā)學生透過現(xiàn)象找到問題的本質(zhì)。酸堿指示劑變色，是因為溶液的PH值發(fā)生了一定的變化，而酸堿指示劑不變色，說明溶液的PH值基本保持不變。由此得知，醋酸-醋酸鈉混合溶液具有保持溶液PH值相對穩(wěn)定的性能，這一類溶液就是緩沖溶液。將演示實驗與理論講解相結(jié)合，能使學生較快地掌握什么是緩沖溶液這一基本概念。再如基礎(chǔ)力學講解受迫振動與共振時，也可通過演示實驗來演示課程內(nèi)容。

首先，取一小車放于水平桌面上。在小車上豎直插一鋸條，鋸條上夾一小鋼夾（引導學生觀察實驗現(xiàn)象）。

第二，用手讓小車往復運動，鋸條會來回擺動，若手由慢到快逐步增大運動頻率，鋸條的擺幅會出現(xiàn)一個由小到大，再由大到小的變化過程。

第三，重復第二過程，但改變一下鋼夾在鋸條上的位置。實驗結(jié)果與第二步類似，但擺幅極大時的頻率明顯改變。

第四，在小車上插三根相同的鋸條，鋸條上各夾一小鋼夾，注意各鋼夾要在不同位置處。給與小車多個不同頻率的周期性外力，觀察實驗現(xiàn)象。

這一實驗中是用鋼夾的位置來改變鋸條的振動頻率，鋸條在周期性外力作用下來回擺動，當鋸條頻率與外力頻率相當時會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。

2 演示實驗能有效培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和推理能力

在做演示實驗前，一般先應給學生設(shè)問。由教師精心設(shè)計一套由表及里、由淺入深的能揭示事物本質(zhì)，難易適中，具有啟發(fā)性的問題，喚起他們的興趣和注意力后再進行實驗。學生的注意力此時高度集中，他們會認真地觀察實驗現(xiàn)象，并結(jié)合老師提出的問題進行思索，這時，老師應因勢利導，對現(xiàn)象進行分析，引導學生在觀察、思考的基礎(chǔ)上做出判斷，得出正確的結(jié)論。

如講解化學平衡移動時，濃度是影響平衡移動的因素之一。那么改變反應物或生成物濃度，平衡會向什么方向移動呢？讓學生帶著這個問題來觀察實驗現(xiàn)象：在小燒杯中加入0.1mol/L的FeCl3溶液和KSCN溶液各1ml ，攪拌均勻，發(fā)生如下化學反應：

FeCl₃+ 6KSCN＝K₃［ Fe(SCN)₆］(血紅色) + 3KCl

將混合溶液加蒸餾水稀釋后分裝在四只量杯中，

這時提問：為什么1、2號量杯中溶液顏色加深？3號量杯中溶液顏色變淺？結(jié)合實驗現(xiàn)象和黑板上書寫的反應式，學生很快就能回答出：1、2號量杯中，因為在平衡體系中增大了反應物的濃度，平衡向生成K3［Fe(SCN)6］的方向移動了；3號量杯中，增大了生成物的濃度，平衡向左，即向減小K3［Fe(SCN)6］濃度的方向移動了。由此引導學生得出結(jié)論：在平衡體系中，增大反應物（或減小生成物）的濃度，平衡向正反應方向移動；減小反應物（或增大生成物）的濃度，平衡向逆反應方向移動。

這種利用課堂演示實驗啟發(fā)學生觀察、思維的作法，能活躍學生的思想，激發(fā)他們的學習興趣，培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力和推理能力。

3 有利于學生理解和鞏固所學理論知識

有些理論知識比較抽象、難懂，可以先給學生講清楚原理，在學生初步掌握了一定理論知識的基礎(chǔ)上，再做演示實驗。如講影響溶解度的因素時，有一條“相似者相溶”的規(guī)則。所謂相似，是指分子結(jié)構(gòu)或分子極性相似，關(guān)于這一點，學生感覺比較抽象、難懂，可以學生比較熟悉的水分子、單質(zhì)碘、四氯化碳、乙醇分子等為例，講解它們的分子結(jié)構(gòu)，分子極性，在學生對分子結(jié)構(gòu)和分子極性有了一定的認識的基礎(chǔ)上，再給學生做演示實驗：將單質(zhì)碘分別加到蒸餾水和四氯化碳中，可以看到四氯化碳溶液很快變成紫紅色，說明碘溶解了，而在蒸餾水中碘的溶解度極小。引導學生透過實驗現(xiàn)象找到問題的本質(zhì)，因為碘和四氯化碳都是非極性分子，溶質(zhì)和溶劑分子極性相似，所以相溶，而水是極性分子，所以與碘不相溶。這樣，學生對溶解度規(guī)律更易于理解，并加深了印象。 

再如，在講不同質(zhì)量的物質(zhì)在空間同一地點重力加速度相等這一知識點時，可通過下例實驗來鞏固學生的知識。

用厚為1~2mm的黃銅或鐵片剪幾個直徑為8~10cm的圓盤。再用普通的光滑的白紙剪幾個直徑稍小（比金屬盤小1mm）的圓盤。然后在某一高處，同時使金屬盤與紙圓盤向地板落下，并使在開始落下時，金屬圓盤和紙圓盤都處于水平的位置。金屬圓盤下落很快，而紙圓盤則下落很慢，在空氣中“飛來飛去”，然后才落到地板上。然后，將紙圓盤放在金屬盤上，使紙盤的邊無一處是突出的。現(xiàn)在，這兩個圓盤在水平位置下落以后，將同時落到地面上，因為此時金屬圓盤為紙盤劈開了空氣并“掃清了道路”。

4 使學生獲得正確的操作技能

物理與化學實驗是課程教學必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。學生掌握操作技能的唯一途徑是動手練習，而練習往往是從模仿開始的。在演示實驗中，教師的操作實際上對學生的實驗操作起到了示范作用，可以幫助學生學習正確、規(guī)范的操作技能和方法，受到良好的實驗習慣的教育。因此，教師的演示實驗操作必須規(guī)范、準確、有序和協(xié)調(diào)，給學生留下深刻、良好的印象。操作時，把學生的注意力引導到觀察部位上來，邊示范，邊講解操作方法和注意事項。如試管操作，看似容易、簡單，但學生操作時，往往會出錯。做演示實驗時，順便給學生強調(diào)并示范手執(zhí)試管的方法，震搖試管的方法，滴加藥品的方法以及試管加熱的方法等。另外，演示實驗操作速度要快慢適中，使學生對每一個動作甚至細節(jié)都能看清楚，這樣可使學生對一些基本操作印象深刻，記得牢。

綜上所述，課堂演示實驗具有主觀性、示范性、啟發(fā)性和教育性的特征，是物理、化學基礎(chǔ)課教學中重要的教輔手段。正確、合理地運用演示實驗，可以顯著提高教學效率。要使演示實驗達到預期的效果，還應注意兩個關(guān)鍵問題。一是保證實驗結(jié)果的準確性。在課前，教師應做認真、充分的準備，選擇現(xiàn)象明顯，結(jié)果最佳的實驗方案，以實事求是的科學態(tài)度，使演示實驗達到預期的結(jié)果。二是要注意實驗過程的全局性。在實驗過程中，教師既要認真操作，又要注意講解；既要組織學生觀察實驗現(xiàn)象和結(jié)果，又要啟發(fā)學生積極思考，使演示實驗達到有效的培養(yǎng)其智力，能力的目的。

參考文獻：

［1］肖常磊，錢揚義.中學化學實驗教學論.化學工業(yè)出版社.2008.1

［2］從實驗中了解化學.化學工業(yè)出版社.2006.7

［3］教育部，《全日制義務教育物理課程標準（實驗）》

(欄目編輯黃懋恩)