對化學演示實驗教學設計的探討

牛學青

摘要:本文從演示實驗的演示目標、演示策略、演示過程中教師指導用語等方面對演示實驗的教學設計進行了探討。

關鍵詞:演示實驗;教學設計;教師引導

化學學科作為研究物質的結構、組成、性質、變化規律的自然科學,其中化學實驗是化學學科的基礎和媒介。化學概念的形成基于實驗,化學定理的歸納與實驗密切相關,無論是認識化學事物,還是解決化學問題都離不開化學實驗。所以,化學教學也離不開化學演示實驗。有些教師演示某一化學實驗時,只重結論輕過程,并過分注重對結論的設問;在演示中常出現一種無序性和隨意性等。降低了實驗教學效果。我認為有必要對演示實驗目標、演示策略、演示過程中教師的用語等方面進行科學化、規范化的設計,使演示教學成為一項系統化、程序化的活動。

一、演示目標的確定

演示目標是演示實驗準備、實施的根本依據,演示程序的設計、演示方法的選擇都是為了達到“目標”而服務。因此,確定針對性較強的演示目標是取得較好演示效果的先決條件。確定好每個演示實驗的演示目標是化學教師進行演示實驗教學的基本要求。

鉆研教材,了解學生是準確確定演示目標的基礎。確定實驗的認識、操作目標,教師必須認真鉆研教材,深刻理解教學內容。正確領會教材中設置這一實驗的目的,挖掘實驗與知識間的關聯及所蘊涵的化學方法,把握該實驗對概念的形成、知識的傳授、技能的形成的作用。

確定能力、情感、思想教育方面的目標,則需要弄清“培養什么能力,可以對學生進行什么樣的思想教育”。如在制備氣體時,檢查裝置的氣密性,演示目標中就應有——讓學生體驗科學的嚴謹性,了解相關學科之間的知識是有聯系的。

演示目標的闡明應力求明確、具體,并便于觀察和測量。應說明學生通過演示后能達到什么或能做什么,不是說教師將做什么。一個規范的演示目標包括:(1)對象——寫明教學對象;(2)行為——通過演示,學生能做什么;(3)條件——說明上述行為在什么條件下產生;(4)標準——評定上述行為是否合格的標準。

二、演示策略的制定

演示實驗策略的制定應注意示范性、準確性、直觀性和安全性。

首先,要使學生作好學習準備,即做好預習工作。教師在演示前加強檢查,這有利于演示目標的實現,避免把演示實驗變成“玩魔術”。

其次,教師的演示應嚴格操作程序,現象明顯。教師在演示過程中應表現出良好的實驗習慣和嚴謹的工作態度,如實驗用品干潔、歸整,臺面上放置井然,實驗裝置合理,位置和高度有利于全體學生觀察,操作規范、準確,使學生學到正確的操作技術,養成良好的實驗習慣。現象明顯,這就要求教師在課前反復試驗,不斷總結,找出實驗成敗的關鍵,準確控制反應條件和時間。

其三,注意改進演示方式方法。一些演示實驗,照課本介紹的方法,現象不明顯或較麻煩,應進行一些改進,以使實驗便于操作,直觀明顯。

其四,結合教學內容,改驗證實驗為探索型實驗,激發學生學習興趣,培養學生掌握科學的研究方法。要打破演示實驗教師做、學生看、教師講、學生聽的教學方法,以學生為中心來安排演示實驗教學,讓學生參與實驗,能親自來做,做完后來回答問題,最大限度地開發學生的能力。

其五,適當增加對比性實驗,引導學生把實驗現象與對比組進行比較、分析、得出結論。如演示實驗——鈉與乙醇反應,在演示本實驗時,同時演示鈉與水的反應,使學生直接比較兩者反應的激烈程度,會給學生留下很深刻的印象。

三、教師指導用語的設計

教師的指導用語是指在演示實驗過程中教師指導學生如何觀察,并從觀察中引起思考的設問語句。

教師的用語要有啟發性,讓學生去發現問題,從探索尋求答案。如演示實驗——銅片與濃、稀硝酸的反應中,教師的指導用語可設計為:

(1)濃硝酸與銅片反應后為什么會得到綠色溶液,而稀硝酸與銅片反應后卻是藍色?

(2)為什么反應速度會呈“慢→快→慢”的變化?

(3)為什么反應后觸摸試管外壁熱覺不同?

接著從現象的解釋中進一步引入到結論:(1)NO2能溶于硝酸溶液,NO不溶于水,推測“綠色”是Cu2+、NO2混合于溶液中造成的。故濃硝酸與銅片反應后呈綠色溶液,稀硝酸與銅片反應后是藍色溶液。(2)引導學生從濃度、溫度、催化劑三個方面入手分析,得出反應速率由“慢→快→慢”的變化是多種因素綜合影響的結果等。

教師的用語要有針對性。要緊緊圍繞演示目標展開,設問要具體答案要唯一。教師用語應與實驗同步,設問要有一定的梯度。要與學生學習發展水平一致,讓學生在探索過程中達到目標,從中激發學生內在動力,實現自我發展。

教師用語從指導過程上分,主要有:

1. 引導

指導用語中開始設計的設問要把學生注意力集中到所設置的情境中,使學生明確觀察目標。如在“鎂條在二氧化碳中燃燒”實驗中,開始就以“鎂條可以在空氣中燃燒,把燃燒著的鎂條伸入盛有二氧化碳集氣瓶中有什么現象呢?”的設問來引起學生注意,激發興趣,產生出一種想探究的欲望。

2. 觀察

這是學生了解如何進行實驗的關鍵一環。教師在導用語設計中要及時指導學生怎樣觀察,觀察什么,即觀察的目的、順序及內容。如“為什么要除去鎂條表面的氧化膜?怎樣除去?”“鎂條在二氧化碳中燃燒的現象與在空氣中燃燒的現象有什么不同之處?”“燃燒結束后,在集氣瓶中生成了什么?”

3. 思考

在前面的觀察的基礎上,引導學生將收集到的信息進行加工處理,對實驗結果作出確切的解釋和結論。針對鎂條與二氧化碳的反應,觀察到的現象,引入:“根據質量守恒定律,你認為觀察到的黑色顆粒是什么物質?根據反應產物,該反應表現出金屬鎂的活動性或說還原性如何?”

4. 遷移

這是培養學生對信息進行再加工的過程,是對知識鞏固遷移,發展學生思維的一環。如在觀察、分析基礎上可進一步設問:“工業上能用氮氣、氫氣、二氧化碳氣體來冷卻高溫鎂粉嗎?二氧化碳不能支持燃燒的說法對嗎?”同樣的知識點用實驗方法來教學,學生可以始終處于積極的思維狀態;演示實驗方法是提高化學教學效益的重要方法。

總之,化學演示實驗教學包含了極為豐富的教學內容,化學教師應更新觀念,精心設計富有啟發性、實效性的最優實驗教學方案,并把它有機融入課堂教學整體設計中去,挖掘演示實驗所蘊涵的教育教學功能,力求達到認知、技能、能力素質等全方位的目標與效果。

(焦作市化工高級技校)