演示实验在高中化学教学中的应用

胡兴立

【摘 要】本文以人教版教材为例，结合课堂教学实践，从改进演示实验、收集干扰信息、对比探究实验和多媒体展示四个方面进行分析，探讨演示实验在高中化学教学中的应用。

【关键词】高中化学 人教版 演示实验 课堂教学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）06B-0140-02

化学是一门实验学科，可以说脱离了实验，化学就成了纸上谈兵。考虑到中学教学条件有限，让每位学生都能充分、完整地进行化学实验是不太现实的，所以，在实际教学中会采用演示实验的方法，提纲挈领，深化提高。演示实验是以教师为实验主体，向学生展示的一种实验。一般实验难度较高或者进行实验的条件不足时，只能采用演示的方式。演示实验中体现的知识也往往是学习中的重点，一个实验就能引出一系列的知识点，从而推进课堂教学。下面介绍四种课堂上的演示实验的具体应用。

一、改进已有，培养创新能力

教学有两个部分，第一是教师的引导，第二是学生的学习。在教师引导的部分，通常会沿用以往的经验，这样的做法其实有利也有弊，利在效率较高，弊在发挥较少。当下的教育倡导创新，因此在演示实验这一方面，化学教师首先从已有的实验开始改进，促进学生在学习的过程中进行创新。

在选修 4“化学反应原理”中，我们学习了酸碱反应生成盐和水的实验原理。在这部分的实验中，教师经常采用 NaOH 溶液与 H2SO4 溶液反应生成 Na2SO4 和 H2O 的实验来进行演示，理由是这样的实验比较简单，也非常安全。我们首先来看看这一反应的化学方程式，2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O。从实验的反应物和生成物看，反应前后都是以无色溶液的形式出现，实验现象不明显。唯一能“证明”酸碱进行了反应的现象就是：当溶液混合时发生了放热反应，但是在演示实验中却体现不出来。如果需要进一步演示酸碱反应生成了盐，就需要用溶液酸碱性来表示，这样的话实验现象就比较隐蔽了，不能直观地展示。在笔者的课堂上，笔者没有直接采用简单的氢氧化钠和硫酸的中和反应进行演示，而是带领学生进行思考：我们怎样才能做出实验现象明显的实验呢？有学生提出可以采用有色溶液，笔者认可了这一思路，然后开始进行实验改进，力求创新。从溶液的有色性和适用性来考虑，我们选取了铁离子溶液。为了突出实验前后的变化，我们将反应物中的碱换成了固体，采用了 Fe（OH）3固体，而酸仍采用稀硫酸溶液。反应开始前，反应物为红色固体和无色液体，反应后则大大不同，生成了黄色溶液，而固体也溶解在了液体中。反应方程式为 Fe（OH）3+ H2SO4=Fe2（SO4）3+H2O。这样的实验现象具有视觉冲击力和美感，将演示实验的效果提升了一个层次。

中学教师在教学过程中经常过度依赖于经验，没有动力去创新，这是不符合素质教育的要求的。教师教学的过程也是学习的过程，不妨与学生一起思考，将原有的经验加以创新，实现共同进步。

二、认清干扰，激活问题意识

演示的目的是让学生了解相应的化学知识，这就体现了一个“定向”的要求，但是在演示的过程中难免会出现一些偏差，产生干扰因素。针对这种情况，教师应当给予重视，不能一带而过，而是需要重点解释干扰信息，让学生认清干扰因素，激活问题意识。

以必修 1 中的“金属及其化合物”这一章节为例。在本章节的教学中，笔者演示了一个 Fe 单质置换化合物中 Cu 的演示实验。该实验的具体操作是，将一根打磨好的铁丝浸入到硫酸铜溶液中，预期的现象是铁丝表面附着上一层红色固体，这个红色固体就是被置换出的铜。反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。但是在课上实际演示的实验中，铁丝表面没有附着上红色固体，取而代之的是一些黑色固体，同时也掺杂着一些暗红色的物质。我们猜测，带有红色的物质就是置换出来的铜，但是反应并没有完全按照设想来进行。如果要演示铜铁置换反应，这样的实验现象显然不能让学生信服。实验中出现了干扰因素，学生此时就有了疑问，教师不应该压下学生的问题，而是要顺应学生的问题意识，将干扰因素一一认清。接下来，我们对铁丝和溶液进行了研究，发现碳含量较高、溶液浓度大等因素造成了铁丝表面变黑的现象。

演示实验并不是像教科书一样让学生去“观摩”，而是让学生在观察的过程中锻炼思维能力，逐步形成问题意识。演示实验不一定是完美的，会存在干扰因素，在演示中要善于识别。

三、对比探究，指导分析问题

对比实验也是一种常见的演示实验方法，通过对比，我们可以更清楚地了解物质的性质，学会分析问题的方法。一个实验演示完毕，学生可能印象不深，但是如果涉及现象之间的对比探究，那么就能直观地说明问题了。

在选修 4 第四章第一节的“原电池”中，我们学习了原电池的原理以及分析的方法。原电池中存在两个电极，电极在电解液中进行反应，恰好构成一组对比。下面以金属电极为例进行说明，电极作为正极还是负极，与活动性是密切相关的。为了进一步比较金属电极的活动性，笔者设计了一个铜铁电极原电池的对比演示实验，对比的是铜电极与铁电极之间的活动性顺序。在同一电解液中浸入铜电极与铁电极，连接好电路。通过观察实验现象可知，电流在原电池外的流动方向是从铜电极流向铁电极。根据物理学中的定义，电流从正极流向负极，我们可以得出结论：铜电极为正极，得到电子；铁电极为负极，失去电子。在原电池中发生的得失电子反应如下：

负极：Fe-2e-=Fe2+（氧化反应）

正极：Fe2++2e -= Fe（还原反应）

通过两个电极之间的对比，可以判断出铁比铜更容易失去电子，因此活动性更好。这是物理学结合化学的分析方法，为学生解决问题提供了一条新的思路。

学会分析问题是学生在学习中学到的真实能力，而其中的方法需要教师来引导。在原电池的正负电极对比实验中，学生能发现原电池中的细节知识，从实践的角度认识活动性的概念。

四、电子展示，规范操作技术

演示实验本身就有一定的难度，或者说有一定的危险性，所以才选择了演示的方式。但是有些实验产物有毒有害，这时候就需要运用现代的多媒体技术，通过声、光的效果，为学生展示逼真的实验场景，从而避免危险，同时也掌握了实验操作。

例如必修1第四章非金属及其化合物中的第二节“富集在海水中的元素——氯”。在这一章节中，我们要学习一个制备氯气的实驗。氯气是一种有毒气体，其制备过程有一定的难度，同时也存在安全风险。氯气制备有多种方法，因此制备中的操作技术也难以一时都演示出来。因此，对于氯气制备实验我们可以换一种思路——通过电子模拟的实验，既让学生直观地观察到实验现象，熟悉了实验操作技术，又能很好地避免与有毒气体的接触。选取“二氧化锰与浓盐酸混合制氯气”为例，笔者在课上选用了一个演示动画，画面中有控制实验操作的按钮，通过“模拟操作”可以完整地呈现实验过程。实验的化学方程式为：

4HCl（浓）+MnO2=MnCl2 +2H2O+Cl2↑

虽然没有进行“实战”，但是实验操作的方法、技术细节借助电子模拟实验的便利都一目了然，同时还进行了多种方法的氯气制备，学生的规范操作技术也渐渐积累下来。

在教学的阶段，由于实验处在一个感性认知的时期，因此可以采用模拟实验的方式进行教学。在实际实验中实现不了的效果，在电子模拟实验中可以很好地满足要求。

综合来说，演示实验在教学中既可以看作一个实践任务，又可以看作是一个生动讲解。相对于其他实验，演示实验更适合教师在课堂上与学生共同探讨，且起着不可替代的作用。做好课堂演示实验，需要教师与学生共同动手动脑。

【参考文献】

[1]晁 艳.加强化学演示实验教学提高学生化学综合素养[J].数理化学习，2011（12）

[2]常宗艳.高中化学演示实验的创新探索[J].科技资讯，2014（36）

（责编 罗汝君）