初中化学演示实验探索与研究

2018-06-29陈科

名师在线 2018年9期

陈科

（江苏省常熟市张桥中学，江苏常熟 215500）

引言

化学是一门以实验为基础的学科，在化学教学过程中，我们会进行大量的实验来展开教学内容。在这些实验教学中，大部分是演示实验，而有些实验在实施过程中可能会出现一些问题而不能达到预期效果。为了有效利用教材中的演示实验，提高化学课堂教学效果，笔者研究了九年级化学教材中的演示实验，分析了演示实验出现的问题，归纳总结了演示实验的共性，提出了演示实验改进的措施，逐步提高演示实验的效果和效能。

一、问题分析

1.实验比例问题

笔者在表1中所统计的实验类型和实验数量是学生实验报告册上可以进行详细记录的实验，而实际教学和实验报告册上的内容又有着比较大的出入。在实际的教学中，往往需要根据书本内容添加实验报告册中没有演示的实验。其实，课堂上所要做的演示实验要比笔者在实验报告册中统计的多很多。

表1 学生实验类型和实验数量

2.课堂教学实验存在问题

在沪教版教材中，有很多的演示实验，其重要性不言而喻，但在目前的化学课堂上，还存在一些问题：

（1）实验现象不明显。演示实验对于有的学生来说距离太远，而其中一些微小的变化根本无法观察，有的实验在视觉上更是无现象，导致有的学生对演示实验的兴趣减弱。

（2）实验改进缺乏科学性。有些演示实验缺乏科学性，不利于学生严谨科学思维的形成。在有些缺乏科学性的演示实验中，实验本身打着创新的口号，但是实际上却缺乏周全的思考，在实验教学中还可能造成有些逻辑思维比较缜密的学生在学习上的一些困扰。

（3）实验中，学生只是旁观者。为了节约课堂时间，或者担心学生不能够独立完成实验，演示实验都是老师一手包办，学生只是旁观者，不能很好地参与进来。

二、课堂有效实验教学实施策略

1.将实验现象可视化

在教材有的演示实验中，其中的变化体现在温度、溶解等方面，而这些变化往往都很难清楚地观察到。受到演示实验自己本身的限制，往往距离较远的同学不易或根本无法观察到实验中的变化。最好能将这些变化转化为现象明显的、可以直接看出来的变化。

（1）验证“氢氧化钠溶于水放热”这个演示实验，整个过程只有教师以及接触到试管的学生才能感受到NaOH固体溶解放热的这个性质，其他同学只是被动地知道。我们改变一下这个实验，让大家都能更直观地感受到NaOH固体溶解放热。

实验改进：在试管中加入约三分之一的水，在酒精灯上加热至沸腾，然后移开试管，在停止沸腾的试管中再加入NaOH固体，这时候，我们会看到NaOH固体很快溶解，水也很快重新沸腾起来。这样的话，现象明显直观且生动有趣，激发了学生学习的兴趣。

（2）在讲解饱和溶液的概念时，强调某物质的饱和溶液叫作这种溶质的饱和溶液。饱和硝酸钾溶液中真的能溶解氯化钠吗？如果这时候老师用氯化钠加入进去溶解的话，由于氯化钠溶解现象也并不明显，溶液变化非常小，只有近距离的学生才能看到氯化钠消失了，而远处的学生则很难看清这里面的变化。

实验改进：在饱和硝酸钾溶液中加入有颜色的可溶物，如硫酸铜或高锰酸钾。当这些有色可溶物溶解进去之后，现象直观明显，学生印象深刻，效果极佳。

2.将实验过程简而不约化

简约的化学实验具有装置简单、取材容易、方便操作、安全可靠、现象明显等优点。实验简单但效果应不简单，这样的实验能让学生更易接受，便于学生学习，因此改进化学实验必须着力追求简单、实用。

例如，在“测量空气中氧气含量”这个实验中，由于红磷放入集气瓶中这个过程可能造成瓶内气体外逸，从而造成实验结果有所偏差。

实验改进：将红磷改为白磷，由于白磷的着火点较低，将其加热至燃烧十分容易，在实验中可用电吹风、热水等引燃白磷更简单。将生产生活中的物品移植到化学实验中，应取材容易、节俭实用，但值得注意的是，在改进实验的同时，也要注意：千万不要改进实验的器材舍近而求远，改进实验要切实可行。

但在改进中，要注意一些问题，如有两位化学教师在改进“测量空气中氧气体积含量”的实验中，先将红磷放在集气瓶底部的铁片上（图1），然后通过电磁炉引燃密闭集气瓶内的红磷，或者用放大镜进行对可燃物加热，此改进实验并不是笔者所说的那样“简约实用”，而是新而不优、大材小用。

图1

3.将实验改进科学化

实验创新的过程中，在改进和设计化学实验时要有严谨务实的科学态度，创新的实验必须符合科学性原理。但笔者发现，有些实验创新案例存在科学性不足的漏洞。例如：

在沪教版第四章《认识化学变化》《化学反应中的质量关系》这一节中，利用碳酸钙与盐酸反应验证质量守恒定律时，按照书本上的反应装置，瓶内气压会增加，会存在潜在的危险（可能把瓶塞冲开），故有的老师在设计实验时会做如下改进（图2）：在橡胶塞处添加气球，气球用于收集多出的气体，以此减少气压过大可能导致的危险。

利用浮力公式F=ρ×V不难算出，小气球在空气中膨胀时会受到浮力的影响，当气球膨胀到40ml左右时，这就能使托盘天平失去平衡。所以，有气体放出的质量守恒定律实验用气球来收集气体时并不严谨，极有可能会使实验失败。

实验改进：将此装置中的锥形瓶改为塑料瓶（图3），当需要反应的时候只需要把塑料瓶倒过来，试管内盐酸就会与石灰石接触反应，此装置取材方便，简单实用，且更具有科学性。

图3

4.让学生在实验中角色化

在实验过程中，学生会感觉老师做的实验是按照老师的编排进行的，就像在看舞台上的表演，感觉和老师之间有一段较长的距离。同样的实验，由学生来做则效果会截然不同，老师会做实验这并不奇怪，但换成学生会做实验，那其他学生就会感到亲切，感到如果换成他，自己也会具有这样的能力，这样能够极好地激发学生的积极性和参与性，还能提高参与学生的观察能力和动手实验能力[1-2]。在演示实验中让座位上的学生做一回老师，从另外的角度来思考这个实验。