如何让演示实验充分发挥作用
《义务教育化学课程标准》指出:化学是一门以实验为基础的科学,化学实验对于化学目标的全面落实具有重要作用。同时,初中是化学学习的启蒙阶段,能否使学生养成学习化学的良好习惯、思维品质以及学习化学的兴趣,实验教学显得尤其重要。我校实验室条件差,让学生分组实验有点困难,所以我在十几年的化学教学中一直非常重视演示实验。对每一个演示实验,我都注意细节,力争现象鲜明、一次成功。我的具体做法如下:
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一、实验前精心准备
备课时,我把一节课所有的演示实验都认真研究,在脑海中做一遍,考虑每一步需用的器材、药品,然后认真记录在“教学设计:教学准备”这个环节中。我在每次有演示实验的前一天,不管时间多忙,也要按记录一一把实验器材、药品备齐。对较难的实验,课前我都认真地做一遍。初中化学许多实验要用到石灰水,我每次课前都取一些置于洁净的试管中,用吸管吹一吹气,看澄清的石灰水是否变浑浊。如不变浑浊,就不能用。氢氧化钠溶液、硫酸溶液、指示剂等也要检验。我在做氧气性质实验时,三个班的演示实验至少需要12瓶氧气,如果前一天制好,放置一夜,时间长,氧气可能从集气瓶口逃逸,造成氧气不纯,实验现象不明显,所以每学年有这节课的当天,我都提前赶到学校在课前把这些氧气制好,并预备几瓶备用。白磷也多次使用,每次课前我都把它切成小块,放在装水的小烧杯中,以备上课时方便使用。铁、铜等金属物质都进行除锈处理。课前的精心准备,使我充满信心地走上讲台,这是做好实验的基础。
二、实验中仔细操作,认真观察
有些教师在做演示实验时随随便便,自己不仔细观察,更不注意让学生观察,这不利用实验作用的发挥。我在一次教研活动中,听几位老师分别上第二单元第三课时“制取氧气”这节课。在引入催化剂概念时需要做两个演示实验:(1)只有过氧化氢溶液;(2)将二氧化锰加入过氧化氢溶液中。一位老师演示第一个实验时,倒了些过氧化氢溶液于试管中,看了看说:“不反应。”再用带火星的木条进一步验证,并解释说过氧化氢溶液长期在实验室中,如果放出氧气,早就不存在了。另一位老师把一药匙的二氧化锰加入过氧化氢溶液中,等他用带火星的木条来验证时,木条又不复燃了。前一位老师观察不仔细,其实过氧化氢溶液在常温下也发生反应,只不过速度很慢,如果将过氧化氢溶液倒入试管中,过一会儿仔细观察,试管壁上就会出现小气泡,学生能看到。后一位老师操作时不注意细节,他加入二氧化锰过多,反应速度太快,氧气迅速扩散到空气中去了,当他用带火星的木条检验时,木条当然不复燃了。其实加入不超过三分之一药匙的二氧化锰就行,这样反应速度适宜,带火星的木条定会复燃,实验就会成功,所以这个实验的成功与否是与仔细观察、认真操作密切相关的。还有许多实验,如铁丝在氧气中燃烧实验,铁丝的粗细、点燃后伸入集气瓶中的时间选择与实验的成败关系密切。铁与硫酸铜反应的实验,如果只用砂纸去铁锈,铁钉与硫酸铜反应一段时间后,铁钉的表面将出现黑色物质而看不到要看到的红色物质,只要把铁钉在反应前用稀盐酸浸泡一下用水洗净,再反应将有红色物质出现。反应后观察溶液颜色变浅也要仔细,硫酸铜溶液不能太浓,不然看不到颜色变浅,最好还要倒一些未反应的硫酸铜溶液与反应后的溶液颜色进行对比,才能清楚看到颜色变化。在演示实验过程中,教师一定要仔细操作,不仅自己要认真观察,更要创造条件、给足时间,让学生能观察仔细,这样才能使实验结论更有说服力。
三、出现问题要细分析
教材上许多演示实验只按教材步骤要求做,不注意细节,很难实验成功。在教材第二单元课题一“空气”中,有验证空气成分的实验――红磷与氧气反应,许多老师气密性检查很好,白磷也很足量。燃烧后,集气瓶冷却,打开止水夹,能看到有水进入集气瓶,但不管怎么样也达不到集气瓶总容积的五分之一。这对解释空气中的氧气占空气总体积的五分之一是非常不利的。如果强行规定,学生难以信服,也破坏了科学精神。所以这节课的成败与演示实验中水是否进入五分之一关系密切。我多次实验也达不到这个要求,我以为这个实验设计本身有问题,为了追求水进入五分之一这个效果,我甚至动了歪脑筋,我把红磷取的很多,将它燃烧时伸入集气瓶,故意过一段时间才把瓶塞塞紧,使部分空气受热膨胀从瓶口跑走。后来我想这样做不好。第一,学生易发现问题,如塞子不塞紧将会有大量白烟从瓶口冒出,学生会立即发现并叫老师塞紧。第二,瓶塞没塞紧时间太长,大量热空气从集气瓶中跑走,再加上燃烧消耗的氧气,会导致进入集气瓶的水超过五分之一。我想这样做不行,还要再细分析。后来我发现,进入水不到五分之一的原因是由于连接集气瓶与烧杯之间导气管中的空气进入集气瓶,占据了被消耗的氧气的体积,于是我将导气管注满水,实验取得成功。再如,用烧杯罩在火焰的上方,烧杯壁上有水雾出现来证明氢元素,一般很难做到,但用心分析,终能找到解决问题的方法。这是由于水蒸气少,火焰温度高,可以把烧杯用冷水洗净擦干,立刻罩在火焰的上方,并稍远点,就能解决。
四、适当调整,力求成功
现行教材所选取的演示实验,大多非常经典,现象鲜明,原理等说服力强。但我个人认为有些稍作修改也许更好,只要能说明问题就好。如证明氨气分子是不断运动的“活动与探究”,现行教材中用一个大烧杯罩着两个分别盛有浓氨水和酚酞试液的小烧杯,另一个烧杯盛有酚酞试液放在大烧杯外,这样做虽然也能看到被罩的酚酞试液变红,但药品消耗大,不符合建设节约型社会的要求,且刺激性气味强,影响学生正常上课。如果改成把滴有酚酞试液的不吸水小纸条平放入试管中,用脱脂棉塞住试管口,把浓氨水滴在脱脂棉上,很快可以看到酚酞试液小纸条由试管口向试管底依次变红,实验时间短,现象鲜明,特别节约药品,且刺激性气味小。再如,木炭和氧化铜反应,这个反应是否成功的关键是是否达到足够高的温度。用酒精喷灯加热往往使试管烧变了形,而导致实验失败。按教材用酒精灯在横放的试管上加热,温度一般达不到,实验也很难成功。如果把试管竖直放置,并把酒精灯的灯芯外露多一点,使整个试管下端处于罩内酒精灯的外焰包围中,实验每次都能成功,现象鲜明:澄清的石灰水变浑浊,黑色固体中有红色物质出现。所以,在不影响基本原理的情况下,稍作调整往往可以取得令人满意的效果。
五、实验后的分析探究
教材中每个实验都有它的目的,我们不能为了做实验而做实验,做完每个实验后要细分析、细探究,以提高学生的分析能力。电解水实验后,分析:为什么正极产生的气体是氧气,负极产生的是氢气?因为氢原子带部分单位正电荷,氧原子带部分单位负电荷。为什么氢气与氧气的体积比约为2∶1?这与水的化学式以及氢气与氧气在水中的溶解性有关。在教材第五单元课题一质量守恒定律“活动与探究”中,白磷在锥形瓶中燃烧的实验后,我提了多个问题:(1)为什么锥形瓶底要有细沙?(2)为什么要快速塞紧瓶塞?(3)为什么要用气球?(4)为什么锥形瓶冷却后称量?(5)可不可以改进装置使实验更精确?用这些问题对实验进行深入探究。每个实验后与学生一起分析,并提出与实验操作、过程、现象有关的问题,让学生去思考。全面提高学生认识化学知识、分析问题、解决问题的能力,这对进一步发挥演示实验的作用意义重大。
总之,演示实验是课堂教学的重要环节,它是口头讲述甚至多媒体展示所不能替代的。作为一名从事初中化学教学多年的教师,我一直非常重视演示实验,想尽办法做好每一个演示实验,努力提高实验质量,为培养具有良好科学素养的创新型人才不断努力。
(作者单位:安徽省芜湖县湾?b镇三元中学)