化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學實驗既是化學教學的重要內容,又是學生獲取知識的一種重要手段。化學實驗分為演示實驗和學生分組實驗,演示實驗對于提高課堂教學效益,提高教學質量具有很重要的作用。
一、演示實驗在化學教學中的功能
第一,演示實驗是化學教學的重要組成部分。通過演示實驗學生了解和掌握儀器的使用方法,掌握一些實驗手段,培養實驗技能。
第二,輔助教學。通過演示實驗給學生提供感性材料,幫助學生理解概念、理論,幫助學生掌握物質的性質與變化規律。
第三,培養興趣,提高教學質量。演示實驗具有生動、直觀、新奇的特點,容易激發學生的興趣,教學中改進部分演示實驗,增加一些興趣實驗能提高學生的學習興趣。如對于比較抽象的概念、理論的教學,可以增加一些演示實驗,變抽象為直觀,降低難度,有利于提高學生的學習興趣;再如導入新課可以利用實驗創設情境激發學生的求知欲,一開始就牢牢地抓住學生的心,從而提高課堂教學效益。
第四,培養科學素養。演示實驗就是把科學家認識事物的變化規律的過程濃縮成一個個小實驗,通過一個個的實驗使學生學會科學家認識世界變化規律的一些基本方法,培養科學素養。
第五,示范作用。教師課堂的一舉一動都會給學生留下深刻的印象,對學生實驗技能的培養起著潛移默化的作用。
二、搞好演示實驗教學應該改變的幾點認識
第一,不重視演示實驗。在教學中有的教師不做難做的實驗、操作復雜的實驗、時間長的實驗、效果不好的實驗,變做實驗為講實驗,也不思考如何改進實驗。
第二,不重視學生觀察能力的培養。在做實驗時教師沒有做好充分準備,不指導學生如何去觀察實驗現象,或者只是注意觀察主要現象,只要求學生記憶實驗現象。
第三,不重視實驗過程分析。為了節約時間,為了課堂容量,不重視對實驗過程的分析,不重視事物發展的規律,不重視認識的過程,只重視對結論的記憶。
第四,不重視學生的操作訓練。教師在演示時不說明儀器的使用方法,不說明為什么要那樣操作,也不說明實驗的注意事項,只是為了從實驗現象得出實驗結論。在教學中應該重視學生實驗技能的培養,應該改進演示實驗,讓學生登臺演示,邊講邊實驗,這樣既能提高學生的實驗技能,又能提高學生的學習積極性,還能促進學生思考,提高思維能力。
第五,重驗證性實驗,輕探究性實驗。驗證性實驗與探究性實驗之間的顯著區別是:前者先把結論、規律直接告訴學生,再用實驗去驗證;后者是先把真實的物質和現象呈現給學生,讓他們通過觀察、操作、親身體驗去認識事物,發現問題,然后在教師的點撥和誘導下,學生利用已有的知識和經驗,通過研究探討,推理歸納,悟出道理,得出結論,形成規律。驗證性實驗教學用時少,結論明確,許多教師為了課堂容量以驗證性實驗為主進行教學,沒有很好地利用課本中設計的一些探究性實驗,導致學生實驗設計能力和實驗分析能力差。
第六,不重視科學素養的培養。課堂演示實驗就是科學家認識世界的一個縮影,教師傳授知識的過程,不僅把科學家認識事物的規律、結論傳授給學生,而且要學生學習科學家認識事物的方法與思維,培養學生的科學素養。
三、利用演示實驗,提高課堂教學質量,應做到以下幾點
第一,認真備課,選擇演示實驗要有明確的目的,并且要精心設計教學程序。演示實驗是用來配合教學的,是為教學服務的。教師應根據不同的教學內容和要求,選擇合適的實驗,或者對課本實驗進行改進,以便讓學生認清化學事實。選擇演示實驗必須服務于教學目的,有利于突出重點,突破難點。教師選擇的演示實驗還要現象明顯(能讓全體學生都觀察到),操作簡單,結論明確。精選演示實驗后還需精心設計教學程序,該在什么時候做演示實驗,做哪些實驗,如何指導學生觀察,該提出哪些問題,如何分析推理得出結論,所有的環節都要有全盤設計。比如在性質實驗的教學中,進行探究實驗設計的程序為:提出問題據結構推測性質設計實驗程序實驗探究分析實驗現象得出結論;而驗證實驗的設計程序為:提出問題結論原理分析實驗驗證。再如氣體制備實驗的設計程序為:反應原理選擇發生裝置和收集裝置組裝儀器收集檢驗。在備課時對每一細節都要充分考慮,甚至每一句話該怎么說都要考慮。
第二,精心準備實驗。教師不但要對演示實驗內容、操作步驟和使用的儀器藥品等有周密的計劃和充分的準備,做到萬無一失,保證成功,而且要充分發揮演示實驗的趣味性、生動性、直觀性,創造出生動的情境,活躍學生思維,培養學習興趣,提高教學質量。盡管教師在備課時已對演示實驗的設計和程序作了充分的思考,在以前的教學中已經做過幾十遍實驗,教師還是需要認
真準備,仔細檢查藥品是否有效,儀器是否齊全,特別是對這項實驗要花多少時間,實驗的高潮在什么時候出現,會出現什么樣的問題等,做到心中有數,以便引導學生觀察與思考。有的教師輕視課前演示實驗的準備工作,結果造成演示失敗或出現意想不到的情況,以致在課堂上手忙腳亂,教學效果很不理想。課前準備充分,即使實驗失敗了,通過教師與學生一起分析實驗失敗的原因,尋找補救的方法,同樣能達到好的教學效果。
第三,規范操作,提高學生的實驗技能。教師做演示實驗時要規范操作,給學生起到示范作用,提高學生的操作技能,同時培養學生嚴謹的工作作風。例如在點燃酒精燈后火柴不能隨手扔到地上,要放在專門收集廢物的杯中;用pH試紙測定溶液pH時要將試紙剪成小塊,放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待測液,滴在試紙的中部,不要直接用手拿試紙進行實驗。另外對于一些簡單的實驗可以讓學生上講臺完成,做演示實驗的學生可能會出現操作錯誤,通過其他學生發現演示學生的錯誤,繼而聯想到自己的操作,這樣對于學生的操作技能的提升幫助很大。
第四,指導學生觀察,培養學生的觀察能力。教師演示實驗時,許多學生不知道看什么,更不知道觀察的目的,教師要指導學生觀察,培養學生的觀察能力。可分為三個階段對實驗進行觀察:實驗前、實驗中、實驗后。
實驗前的觀察要素為:反應物的顏色、狀態、氣味等;反應條件是否加熱、通電、點燃、加催化劑等;反應裝置怎樣,用什么作反應儀器,裝置有何特點,怎么組裝實驗裝置,操作順序如何,添加藥品先后順序如何,藥品的用量多少,以及實驗的注意事項等。
實驗中的觀察要素為:反應過程中的主要現象,如是否有顏色變化,是否有氣體生成、沉淀析出,是否有發光放熱的現象,以及儀器的使用方法、規范的操作方法等。
實驗后的觀察要素為:是否有新物質生成,新物質的顏色、狀態、氣味、溶解性如何,儀器拆分順序,以及儀器整理等。
實驗過程中需全面、有序地進行觀察,才能實現實驗教學的目的,從而使學生深入、全面地掌握化學知識。
第五,指導學生分析實驗現象得出結論,培養學生的分析能力、實驗能力。教師要根據設計的情境提出問題,通過實驗觀察提示學生分析,一步步得出結論。如探究鈉與水反應的實驗,對“浮、游、熔、響、紅”這五種現象逐一分析,得出鈉的有關性質:密度比水小,與水反應放出氣體,放出熱量,鈉的熔點低,鈉與水反應所得到的溶液呈堿性。通過這樣從多角度、全方位進行分析,不僅讓學生更全面掌握鈉的性質,而且培養了學生的實驗能力、分析能力、思維能力。教師在教學中要多設計探究實驗,培養學生的分析能力、邏輯推理能力、實驗設計能力。
第六,利用好現代化的教學媒體。教師在講臺上做演示實驗時,一只小小的試管中產生的現象,要讓后排的學生清楚地看到是不可能的,只有靠教師的口述,才能將信息傳遞給后排的學生。對現象細微或瞬間即逝的實驗,要使演示實驗現象清楚,面向全體學生,教師應該采取以下使對象突出、清晰的措施。
投影放大。可利用投影儀提高實驗的可見度和清晰度。例如,課本上的原電池實驗、膠體電泳實驗等,將其放大投影,氣泡在電極表面的產生、電流計指針的偏轉,通電后氫氧化鐵膠粒定向移動等現象明顯,效果很好。
錄制視頻。對于一些危險性大的實驗,產生有毒有害物質的實驗,不適合在教室里做演示的實驗,教師可以先在實驗室錄制成視頻,這樣既安全,又能提高觀察的效果。還可以在網上下載一些創新設計的視頻,或者學校實驗室沒條件做的實驗的視頻。利用視頻播放演示實驗的優點是安全,現象明顯清晰,可以剪輯出關鍵點,用時少。但不能用它來代替演示實驗,在教學中應根據具體條件適當選用。
制作模型。對于一些無法進行演示的現象,如一些物質的內部結構、大型機械裝置和設備的工作過程等,就可用模型來進行講解。
制作動畫。對于化學原理的探究,化學反應的微觀變化,教師講解時因其比較抽象,學生難理解,如果制作成動畫進行講解,效果會更好。如將原電池原理制作成flash,它能直觀地表現出原電池的工作原理:鋅電極上鋅原子失去電子經電路移動到銅電極表面,鋅原子失去電子變成鋅離子進入溶液,溶液中的氫離子移動到銅電極表面得到電子變為氫氣。再如在氣體的摩爾體積教學中,將氣體體積隨溫度升高而增大、隨壓強增大而減小的微觀解釋,制作成一個flash動畫,直觀地反映出變化的原因,教師不再需要多少語言,而且學生印象深刻,這樣能夠大大提高課堂教學效果。
第七,改進演示實驗,使實驗現象更加明顯,補充演示實驗,變抽象為具體,變驗證實驗為探究實驗,從而提高學生的實驗探究能力和創新能力,提高學生的科學素養。
(責任編輯廖銀燕)