陳女婷+洪茲田

化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、技能提供實(shí)證基礎(chǔ)和感性材料，是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容和必要手段。演示實(shí)驗(yàn)是由教師進(jìn)行的表演和示范操作，是指導(dǎo)學(xué)生觀察和思考的課堂實(shí)驗(yàn)，它是化學(xué)教學(xué)中最常用的直觀手段之一。它能化抽象為具體，化枯燥為生動(dòng)，幫助學(xué)生從宏觀向微觀過渡，使概念、原理容易理解并集中學(xué)生的注意力；它能啟發(fā)學(xué)生的思維，幫助學(xué)生理解物質(zhì)變化的本質(zhì)和規(guī)律，獲得新的化學(xué)知識(shí)；它能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法以及觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析問題解決問題的能力，達(dá)到事半功倍的效果。

一、演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀及成因分析

演示實(shí)驗(yàn)一切功能的發(fā)揮都不能離開觀察，學(xué)生只能在教師演示所給現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀察。目前，演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)最突出的問題之一是演示過程中可視性差，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，效果不理想。學(xué)生無法看清楚操作過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，尤其是坐在后排的學(xué)生連藥品、儀器都看不到，這樣不僅不能創(chuàng)設(shè)較好的化學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生形成技能、理解概念和規(guī)律，更不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中存在可視性差的主要原因有：①外界因素，即教師在課堂上對學(xué)生的關(guān)注度不夠，課堂上雖做了演示實(shí)驗(yàn)，但受時(shí)空的限制，學(xué)生觀察的視角小、清晰度低；②演示實(shí)驗(yàn)本身因素，即由于實(shí)驗(yàn)本身存在的缺陷，如實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出形式等導(dǎo)致演示實(shí)驗(yàn)的可視性差，而一些教師教學(xué)理念陳舊，僅僅按照教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)按部就班地開展演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，沒有針對實(shí)驗(yàn)存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn)。

二、增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)可視性的策略

基于此，筆者在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不斷思考，并進(jìn)行實(shí)踐，讓學(xué)生反饋各個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的效果，以最大程度提升演示實(shí)驗(yàn)的可視性。要增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的可視性，除了教師自身要提高課堂上對學(xué)生的關(guān)注度和更新教學(xué)觀念外，還可以從改變外界因素和改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)本身這兩個(gè)方面改進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

（一）改變外界因素

1.利用位置變換

所謂位置變換，就是改變學(xué)生（或教師）與實(shí)驗(yàn)儀器的位置，以達(dá)到增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)可視性的目的。位置變換包括：學(xué)生（或教師）的位置變換、實(shí)驗(yàn)儀器的位置變換等。在演示實(shí)驗(yàn)的過程中，如果實(shí)驗(yàn)儀器不便移動(dòng)則可變換學(xué)生的位置，讓學(xué)生到講臺(tái)附近觀察，拉近學(xué)生與實(shí)驗(yàn)之間的距離，從而增強(qiáng)可視性；如果實(shí)驗(yàn)儀器很容易移動(dòng)且學(xué)生必須近距離才能看清，教師則可將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果拿到學(xué)生面前讓每位學(xué)生觀察，讓他們有更直觀的認(rèn)識(shí)。

在做“水的沸騰”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將學(xué)生聚集到實(shí)驗(yàn)儀器附近，讓學(xué)生近距離觀察并記錄實(shí)驗(yàn)前后發(fā)生的現(xiàn)象，從而認(rèn)識(shí)水的沸騰是物理變化。

在做“氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應(yīng)”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了讓學(xué)生觀察到生成沉淀的現(xiàn)象，可將生成的藍(lán)色氫氧化銅絮狀沉淀和原來藍(lán)色的硫酸銅溶液一起拿到學(xué)生的座位上，讓學(xué)生在對比觀察中對沉淀和溶液有清晰的認(rèn)識(shí)。

在做“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于教師和學(xué)生處于“面對面”的位置，此時(shí)教師可將演示實(shí)驗(yàn)儀器變換位置，使講臺(tái)桌上實(shí)驗(yàn)儀器的擺放與學(xué)生座位保持同一個(gè)方向，同時(shí)為了不遮擋學(xué)生的視線，教師反向或側(cè)身操作示范，這樣可以保證學(xué)生模仿實(shí)驗(yàn)操作時(shí)與教師的示范操作一致。除此以外，有時(shí)還需將實(shí)驗(yàn)器材墊高以達(dá)到增強(qiáng)可視性的目的。

2.利用背景襯托

做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)體系顏色的深淺有時(shí)會(huì)影響到觀察效果。遇到反應(yīng)的體系顏色淺時(shí)，可在此體系背后加上黑色的襯幕；遇到反應(yīng)的體系顏色深時(shí)，可在此體系背后加上白色的襯幕。從而使學(xué)生清楚觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

在做“二氧化碳使澄清石灰水變渾濁”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，可在裝石灰水的試管后面加上一塊黑色硬紙板，此時(shí)學(xué)生在講臺(tái)下可清楚地看到白色渾濁。

在做“酸、堿中和滴定”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，以酚酞為指示劑用標(biāo)準(zhǔn)的氫氧化鈉溶液滴定鹽酸，通常在盛放鹽酸的錐形瓶下方墊一張白紙，可方便觀察滴定時(shí)錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化，有利于準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)。

3.利用多媒體展臺(tái)或攝像頭

很多演示實(shí)驗(yàn)必須在講臺(tái)上完成，由于反應(yīng)裝置規(guī)模小而教室范圍大，多數(shù)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中的細(xì)微現(xiàn)象的觀察較為模糊，特別是距離講臺(tái)較遠(yuǎn)的學(xué)生更是如此。教師可充分利用多媒體展臺(tái)，通過大屏幕投影，實(shí)時(shí)展示實(shí)驗(yàn)過程。也可以在多媒體電腦上連接QQ攝像頭，在學(xué)生的協(xié)助下，教師調(diào)整攝像頭，針對實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)內(nèi)容，有目的地進(jìn)行“直播”，提高細(xì)微現(xiàn)象的可視性，極大程度地照顧班級“邊遠(yuǎn)”座位的學(xué)生。對于實(shí)驗(yàn)要求較高、在課堂演示成功率較低，或者反應(yīng)進(jìn)行比較緩慢、耗時(shí)太長，且伴隨著一些無關(guān)緊要的環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)，可以事先拍攝成視頻或圖片，把最佳的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果或者重要的實(shí)驗(yàn)片段呈現(xiàn)給學(xué)生，還可以進(jìn)行“快放”或“慢放”，重復(fù)地進(jìn)行重點(diǎn)觀察。

在做“金屬鈉和水的反應(yīng)”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，在講臺(tái)上演示時(shí)，坐在后面的學(xué)生普遍會(huì)感覺現(xiàn)象不明顯，而改用多媒體展臺(tái)并通過大屏幕實(shí)時(shí)展示實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生可以在投影大屏幕上清晰地觀察到“浮、游、熔、響、紅”等現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)效果明顯提高。

在做“氮?dú)夂脱鯕獾姆磻?yīng)”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于此反應(yīng)耗時(shí)長且伴隨著一些無關(guān)緊要的環(huán)節(jié)，采用視頻拍攝和剪輯技術(shù)，既可為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)全過程，又能突出重要的實(shí)驗(yàn)片段。

（二）改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)本身

1.利用染色

實(shí)驗(yàn)時(shí)，將水、酒精等無色透明或不易觀察的液體，染上易刺激學(xué)生視覺的顏色，能使實(shí)驗(yàn)的可視性增強(qiáng)。

在做“空氣中氧氣含量的測定”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，在燒杯中裝入一定量的水，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后后排的學(xué)生看不清楚水倒吸入集氣瓶的現(xiàn)象。若事先在燒杯的水中滴入幾滴紅墨水，就能很好地解決這個(gè)問題。

2.利用強(qiáng)化（或弱化）法endprint

強(qiáng)化（或弱化）法是指通過改變原有實(shí)驗(yàn)方案中的某些實(shí)驗(yàn)條件或?qū)嶒?yàn)裝置，使正實(shí)驗(yàn)的效果得到強(qiáng)化（或負(fù)實(shí)驗(yàn)的效果得到弱化）的方法。

在“用普通手電筒做丁達(dá)爾效應(yīng)”演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于普通手電筒光柱太大，必須在黑暗的地方或者天黑的晚上才能看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。若改用強(qiáng)度大、單色性好、頻率可調(diào)節(jié)的激光代替普通手電筒做丁達(dá)爾效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)，即使不遮光，在明亮的教室也能看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

在做“分子間有間隔”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，舊教材是將100 mL的水與100 mL的酒精混合，由于量筒太粗，總體積變化不太明顯，這樣既浪費(fèi)藥品，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又不明顯?？梢詫?shí)驗(yàn)改進(jìn)如下：用膠頭滴管代替量筒，用膠頭滴管吸入二分之一的紅墨水；再用注射器將膠頭滴管注滿水；用手堵住膠頭滴管管口，上下晃動(dòng)幾下，可明顯看到液柱下降了很大距離。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器易得，操作簡便，用量很少，現(xiàn)象明顯[1]。

3.利用替換法

替換法是通過對實(shí)驗(yàn)藥品或?qū)嶒?yàn)裝置中的某一部分進(jìn)行替代，來達(dá)到增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果等目的的方法。此法往往與強(qiáng)化（或弱化）法結(jié)合在一起，替換的結(jié)果也就是強(qiáng)化或弱化某一因素。

在做“鐵絲在氧氣中燃燒”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般的鐵絲不易燃燒，可視性較差，若改用從石棉網(wǎng)上拆下的細(xì)鐵絲替代，則效果顯著提高。

在做“一定溫度下氯化鈉的飽和溶液是否還能繼續(xù)溶解其他溶質(zhì)”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，若把蔗糖加入到該溶液中，學(xué)生幾乎看不到什么變化，若改用高錳酸鉀代替蔗糖加入飽和氯化鈉溶液中，學(xué)生可明顯觀察到溶液由無色變?yōu)樽霞t色，實(shí)驗(yàn)效果顯著提高。

4.利用變換輸出法

由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果較多通過視覺傳遞，對于“沒有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”的化學(xué)變化，可將其轉(zhuǎn)化為“可視化”的實(shí)驗(yàn)過程，增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果[2]。變換輸出法是一種通過改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表現(xiàn)形式，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“看不見”的表現(xiàn)形式轉(zhuǎn)化為另一種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“看得見”的表現(xiàn)形式的方法，從而增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。例如，通過氣球膨大來表現(xiàn)反應(yīng)中放熱現(xiàn)象；通過添加色素來表現(xiàn)液體的分層現(xiàn)象；通過有色液柱的高度落差來表現(xiàn)反應(yīng)體系的壓強(qiáng)變化；通過電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)或者是發(fā)光二極管的亮光、音樂賀卡的樂曲聲來表現(xiàn)原電池中電流的產(chǎn)生；通過直接用數(shù)字顯示的方法來表現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)變化的溫度、濃度、色度、pH、氣壓等各種數(shù)據(jù)的變化，如手持技術(shù)設(shè)備的使用。

在做“溶解時(shí)的吸熱或放熱現(xiàn)象”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，教材是利用溫度計(jì)測物質(zhì)溶解前后溶液的溫度變化來探究的。用溫度計(jì)測量，不僅讀數(shù)慢，而且只能由幾個(gè)學(xué)生上臺(tái)讀數(shù)，這種觀察方式學(xué)生參與度不高，課堂松散，教學(xué)效果不好，且大多數(shù)同學(xué)失去了觀察的機(jī)會(huì)。[3]改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)（如圖1所示）將燒杯改為具支錐形瓶，并裝有插入小試管的單孔橡皮塞，在支管口接上U型玻璃管。實(shí)驗(yàn)前在小試管中注入四分之一的水，U型玻璃管中注入紅墨水（共三套），然后分別往小試管中加入兩藥匙NaCl、NH4NO3、NaOH三種待測固體。改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表現(xiàn)形式由溫度計(jì)讀數(shù)變化情況變換為有色液注的變化情況，有利于增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可視性。

在做“酸和堿之間會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了借助指示劑指示氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸過程中溶液酸堿性的變化外，還可以借助手持技術(shù)，用 pH傳感器實(shí)時(shí)測出溶液的酸堿度變化，也可在多媒體屏幕上實(shí)時(shí)生成變化曲線，讓學(xué)生更直觀地理解反應(yīng)過程中溶液酸堿性的變化情況，促進(jìn)學(xué)生對中和反應(yīng)原理的理解，從而增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果[2]。

利用改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)本身增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)可視性的方法遠(yuǎn)不止上面列舉的那些，還有其他多種方法，有時(shí)候也可能是多種方法的組合。

在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)深度研究、勇于探索、不斷創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出精良可視性強(qiáng)的演示實(shí)驗(yàn)并將演示實(shí)驗(yàn)與精彩的講解相結(jié)合，最大限度地展示化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)課堂的魅力，幫助學(xué)生提升對理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 洪茲田，陳女婷.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新視角[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2015（2）：35-36，56.

[2] 王鋒.提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略探討[J].教育理論與實(shí)踐，2014（11）：48-50.

[3] 洪茲田.捕捉實(shí)驗(yàn)教學(xué)生成資源 讓化學(xué)課堂煥發(fā)活力[J].化學(xué)教與學(xué)，2013（10）：36-37.endprint