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第8章 中学化学演示实验的教学操作(3)

在演示的过程中应该做必要的指点或讲解在演示实验过程中,为了使学生对演示目的有关的现象看得更真切,教师需作必要的指点或讲解,例如在作锌与酸作用的实验时。有的学生说:“酸中产生了气体”,这时教师应引导学生观察,气泡实际产生于固体锌和酸的接触面上;又如,有的学生把二氧化硫的刺激性气味说成“硫黄味”,把固体溶解说成“没有了”,如果教师对此没有及时纠正,学生就不知道这些现象怎样描述才算确切。

讲解与演示关系的处理,要根据具体情况定。如简单的实验或学生较熟悉的实验,可采用先演示后讲解的办法;对比较复杂,学生又不太熟悉的实验,最好是先讲解后演示,或采用边讲边演示的办法;对耗时较长的实验,在静等反应完成的这段时间里,教师可适当提些问题,启迪学生积极思维,或者对反应原理作精要阐述,也可指出本实验成功的关键……总之要充分发挥这段时间的作用。

另外,在演示实验过程中,晶莹的玻璃器皿,合适整齐的装置布局,熟练规范的操作,绚丽多彩的实验现象,和富于哲理的描述等,都蕴含着丰富的美的因素,可以给学生以美的熏陶。

中学化学演示实验的基本要求(六)

演示实验是化学教学的重要手段之一,如何搞好演示实验的教学,宁夏教育学院常璇老师研究认为应从以下几方面来考虑。

妥善选择实验内容

选择演示实验,除了突出教学的重点,讲清难点外,还必须符合四个基本要求。

(1)实验现象要鲜明、清晰

要选择那些在反应过程中有颜色改变、气体产生、沉淀生成与溶解及发光发热等现象鲜明、清晰的实验。如,在讲硫酸溶液与碱的反应时,应选用向盛有氢氧化铜沉淀的试管中加入硫酸溶液这一化学反应,因为此实验现象明显、清晰,能使学生有深刻的印象。

(2)实验装置和操作尽可能简单易行

这样做,是为了避免装置和操作过于复杂而分散学生的注意力,容易出实验差错,也是为了保证在短时间内能完成实验。但是,在简化实验装置或操作时,必须注意科学性,绝不能无原则地为追求简单而造成科学性上的错误。

(3)实验要绝对安全

实验一定要安全,否则,除有损师生的健康外,还会使学生产生畏惧心理。

例如,演示爆鸣气实验时,应选用像纸盒这样不易造成事故的物品作容器进行实验。

(4)实验效果要可靠

必须确保实验做成功。万一做不成功一般应重做,重做仍不成功,教师应以科学的态度,实事求是地进行说明,决不可敷衍了事。

认真准备演示实验

(1)必须预试

预试的目的是掌握实验成功的条件和关键,以保证在课堂上成功地进行演示。预试时应对实验所用的药品纯度、浓度和用量,实验时的温度、反应时间等都要掌握好。

(2)事先应想到哪些地方要指导学生重点观察和引导学生思考,教师对学生应观察什么和怎样观察要心中有数。

如,在制备氢氧化亚铁的实验中,开始生成白色絮状沉淀,并迅速变成灰绿色,这时教师若不引导,学生往往看不到白色,从而误认为氢氧化亚铁是绿色沉淀。又如,铜与稀硝酸的反应,学生会观察到开始试管里有红棕色气体产生,稍停片刻则红棕色气体消失,变为无色并在试管口成红棕色的这些现象,教师必须引导学生分析这些现象产生的原因。这样,才能使学生从纷繁的现象中找出问题的实质,达到实验的目的。

(3)实验预试工作完成后,所用的仪器、药品等经过核对后置于专用盘中,不允许他人随意调换和挪用,以确保课堂实验成功。

有步骤地进行演示实验

上课时,有步骤地进行演示,是完成演示实验教学成败的关键,教师必须技巧熟练、统筹兼顾。

(1)演示要与讲授密切结合

只有把演示与讲授密切结合起来,才能引导学生运用各种感官去感知并积极思考。讲授和演示结合的方式,随具体情况而有所不同,常用的有两种:一是先做演示实验,并根据实验现象进行分析归纳,然后得出结论。这种方式主要用于化学反应原理不是很复杂,实验装置和操作都比较简单,实验现象明显的情况。二是先讲清原理,并分析实验可能产生的现象和结果,然后通过实验予以验证。这种方式主要用于化学反应原理较难懂,实验装置及操作比较复杂,或者实验现象不易看清楚的演示实验。例如氨氧化制硝酸、接触法制硫酸等实验,由于它们的实验装置复杂,操作步骤较多及反应原理较难理解,如果不先讲清反应原理和各部分装置的作用,演示时就不能达到预期的目的。

(2)演示操作要注意直观性演示实验的对象是全体学生,因此,安装仪器和操作步骤必须本着直观性原则进行。诸如对所用仪器的大小、使用药品的多少,都应力争做到让全班每个学生都能看清楚。比如,对于一些试管里进行的实验,可选择在大试管中做;溶液中沉淀的颜色不太明显的,可在试管后面用黑色或白色衬托等等。

(3)实验操作必须规范化教师的实验操作方法应是学生的榜样,因此,教师的每一个操作都要认真、准确,一丝不苟。尤其对一些基本的操作方法和仪器的使用方式,必须认真按规定去做。另外,教师做演示实验时,桌面上必须整洁,仪器放置要整齐有序,暂时不用的仪器等先不要堆在桌面上。这样,在科学态度和科学方法上都会给学生起到良好的示范作用。

中学化学演示实验的优化(一)

化学是一门以实验为基础的学科,对于中学化学来说,其学科特点有三:①研究对象多是微粒方面的反应,肉眼是看不见的,只有借助于实验才能变“微观”为“宏观”;②识记量大,各知识点较为孤立、分散,使学生感到庞杂、枯燥、难记,借助实验可以使它们形象化、生动化,既可激发学习兴趣,又可强化记忆;③模糊语言使用率高,“通常”、“大多数”、“一般情况”、“约”等比比皆是,只有借助实验,才能使学生深刻理解这些模糊语言的内涵。要充分发挥演示实验的功能,则必须实现演示实验的优化。

优化实验设计

要实现演示实验优化,首先就应做到实验设计的优化,这是演示实验优化的基础。

演示实验既具有实验功能,又具有示范功能,二者缺一不可。不论是验证性实验,还是探索性实验;不论是借以讲解操作规范,还是传授操作技能,最根本的一点就是要让全班学生都能看得见、看得清、看得懂。因此,优化实验设计总的要求必须是直观性强、简单明了,便于突出重点。要达到这些要求,可从以下几个方面入手。

①操作位置高度的设计要适中,还要注意教师的身体、手臂不能遮挡学生视线。

②需要加热的液体反应,所取的容器、药量要适当。对于不需加热的液体或气体间的反应,要适当选择较大的容器。

③用药量以使教室内全体学生都能看到、看清为度。

④对某些现象不够明显的实验,要设计使用参照物,进行对比观察。如将CO2通入紫色石蕊试液,因有H2CO3生成,溶液颜色由紫色变红色,但不够明显,则可设计往盛有等量紫色石蕊试液的两支试管中的一支通入CO2,与另一支进行参照对比,其现象变化就易于观察。

⑤使用辅助工具,强化观察效果。如教师可用一块纸板,一面贴上白纸,另一面贴上黑纸,自制一块反应“屏”。在做试管实验时,若有白色沉淀产生,则衬以黑色屏;若产生有色沉淀,则衬以白色屏,其效果就分外醒目而强烈。

⑥采用投影放大方式,把电教手段引入化学实验教学。一些反应经投影放大,现象会更明显。化学实验仪器玻璃制品多,可透明或半透明的液相反应多,也给采用投影手段提供了许多有利条件。

做好准备实验

以上实验优化设计,为优化课堂演示实验奠定了基础。但为了确保优化设计的实施,教师还应做好准备实验,特别是青年教师尤应如此。一是便于课堂演示时更熟练、准确、规范;二是对实验所需时间做到心中有数,以便掌握主动;三是便于修改设计,使设计更趋于优化;四是便于及时发现药品及材料等方面存在的问题,避免课堂演示失误。

时时提示、引导

优化设计也好,做好准备实验也好,都是为了让学生看,即通过演示,将视觉信号输入全体学生的大脑。由于课堂时间的限制,演示实验一次性的较多。因此要引导全体学生注意观察,以避免个别学生因注意力分散而漏看有关操作及现象;又由于演示过程中要输出许多视觉信号,但有些却与观察目的无关,造成干扰。这就需要教师时时对学生进行提示,提示观察的中心与观察的重点。只有使全体学生都能观察到应观察的现象,才能达到预期的观察目的。

“眼到、心到、口到”

“眼到”即观察仔细;“心到”即想一想不这样操作行不行,用哪些装置可以代替这些装置,可不可以进行改进,反应原理是什么等等;“口到”即让学生复述操作要领、操作注意事项,描述反应中观察到的现象,口述实验结论,解释实验中的有关问题。“三到”促使学生观其象、记其序、思其理,因其多感官、多角度地感知了演示实验,所以必将大大增强演示实验的效能,为学生动手做分组实验奠定良好的基础。

中学化学演示实验的优化(二)

化学演示实验必须做到准确无误、万无一失,才能在教学中发挥其作用,为了增强化学演示实验教学效果,让演示实验在教学中充分发挥作用,湖南省宁远县电教馆王永庭老师总结了优化化学演示实验教学的几种方法:

突出实验现象

实验现象鲜明突出,便于学生观察,易于吸引学生注意力,激发学生学习化学知识的兴趣,调动学生学习的积极性,学生也能对知识加深认识和产生求知欲。突出实验现象的方法很多,如用试剂最佳配量来突出实验现象:初三化学(实验4-3),40毫升浓硫酸溶于100毫升水中,改为533毫升浓硫酸溶于180毫升水中,可使温度升高到81℃。通过改变剂量配比,达到试剂配量恰当,得到了温度变化现象更为鲜明突出的好效果。又如充分利用外界条件来突出实验现象,众所周知黑底绘制红色图案总不如白底绘制的醒目,白底绘制白色图案便难以辨认真相,因此,如何处理现象的背景,也是突出实验现象的一种方法。像教师让学生观察液体显红色的现象时,就应尽量不以黑板为背景,可走近学生课桌,用白纸靠在被观察物的背面让学生观察。若教师身着白色衣服上课,也可用衣袖放在被观察物的背面让学生观察,这样现象很明显。但像高中教材中鉴别溶液中Cl-的实验,观察氯化银沉淀时,若教师身着白色衣服,则不要让学生在自己正前方或靠近衣服观察,而是把拿试管的手往身子外侧伸出,这样学生观察到的现象反而更明显。

引导学生观察实验现象

有些实验,一些明显的现象并不是该实验的主要观察对象,而有些不太鲜明的现象却正是需要学生认识理解的。如初中绪言中镁带燃烧的实验,学生的思想往往集中在观察镁带燃烧时发出耀眼的光这一现象上,镁带一燃完,学生便过早地下实验结论,这一点教师应早预想到,并在此时告诉学生,这一实验主要是观察燃烧后掉下的物质——燃烧后产生的新物质。

所以,每一实验都应防止学生忽视重点观察对象而作不正确的结论,以致造成学习上的错觉。实验后应由学生下实验结论,而不是授课教师代替学生作出实验结论。实验时教师应引导学生边观察边思考,让学生通过实验自己掌握知识,这样才能收到好的教学效果。

掌握观察实验现象的时间

整个实验过程所需时间一定要在教学方案中安全妥当才能使教学程序顺利进行,特别是实验时要注意掌握学生观察实验现象的时间,让学生观察现象恰到好处,才能既达到实验的目的,又不致于教学混乱或拖堂。要达到上述目的,其一,教师要掌握物质反应时的物质反应的时间需延长的应延长。像初三化学教材中木炭在氧气里燃烧的实验,把点燃的木炭直接伸到气瓶底部和把点燃的木炭从瓶口慢慢伸入到瓶底,两者效果截然不同,前者的实验现象很快消失,后者延长了燃烧时间,学生看清了木炭在氧气中燃烧的全过程,显然后者的效果比前者好。相反,物质反应时既要达到反应完全又需缩短时间的则应设法加快反应速度,还可采取选定适合此实验纯度的反应物、反应物剂量、净容器和充分利用反应条件(温度、压强、催化剂)等方法来实现。其二,教师应掌握让学生观察实验现象的时间,既让学生看清实验现象,又不打乱教学中各步骤所需时间的程序。如有必要让学生仔细观察或触摸的应挑选学习成绩有代表性的学生看或触摸。防止个别学生不严肃认真,故意拖延观察时间。再是边引导学生观察边讲解(既不冷场又不耽误时间),特别是有的实验,物质反应完全需几十分钟,这时教师就应向学生交待清楚,暂时撇下实验,继续讲授知识,待物质反应完全时,再引导学生观察实验结果。

对比、归纳、总结实验规律

在有些实验中,实验装置、操作方法、反应原理都相同。如一氧化碳还原氧化铜、氢气还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铁及一氧化碳、氢气还原某些金属的氧化物等实验,它们的反应原理、实验装置和操作方法都相同:①先将还原性气体(H2或CO)通入盛金属氧化物的容器中,排净容器内的空气。②继续通入还原性气体的同时,点火加热,使容器内发生氧化-还原反应,把金属还原出来。③金属全部被还原出来后,先停止加热,并继续通入还原性气体,直至金属在还原性气体中冷却为止。又如高中有机化学中,一些实验除实验装置、操作方法、反应原理都相同外,就连反应物也相同,只因反应条件(温度、压强、催化剂)的改变而使产物不同。因此,找出这些实验的异同点,对比、归纳讲解,引导学生摸索实验中的规律,有利于学生对知识加深印象,增强记忆,能收到举一反三、触类旁通的效果。

探讨最佳实验方法

改进实验(使实验化难为易、化繁为简,更为生动有趣),设计新的实验,要符合目的性、简明性、直观性、可靠性、时间性、计划性、示范性、安全性、启发性等方面的要求。寻求最佳实验方法做实验,便于学生观察实验现象,分析问题,解决问题,得出正确的实验结论。

形成正确概念

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