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摘 要:化学是一门以实验为基础的科学。在化学课中,不可忽视对化学实验的教学,其中演示实验显得更加重要。演示实验是目前化学实验教学中使用最广泛的教学形式,它通过教师在课堂上进行生动而直观的实验表演和示范操作,使学生获得感性的认识,并引导学生进行抽象思维,从而使得学生能动的学好化学知识,掌握科学方法,受到严谨科学作风熏陶的一种教学手段。因此,掌握演示实验教学的技能技巧,是化学教师必备的基本功。在化学课中,认真进行演示实验,重视演示实验的教育教学效果是化学教学成败的关键。
关键词:化学课 演示 实验教学
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)12(c)-0088-01
1 化学教师应掌握演示实验基本要求的技能技巧,这是演示实验成功的基础
化学课演示实验的基本要求可以归纳为八个字:“简明、直观、准确、安全”。所谓简明,一是演示内容精炼。演示内容的选取,应以该内容说明概念所需的最起码的事实为准,不要贪多贪杂。比如有经验的化学教师,在演示“物质导电性实验”时,一般选用硫酸、氯化钠、氢氧化钠、硝酸钾、酒精、蔗糖这几种代表物,通过分类、比较、分析、综合等逻辑手段概括出电解质和非电解质的概念。实验内容的简洁明确,有利于学生对所感知的事物做出各种相应的积极的反应,而那种以为演示物质越多越好的想法,只会把问题弄得繁琐复杂,不利于揭示概念的内在规律;二是操作简便迅速。化学演示实验装置应力求简单并易于操作,突出主要反应。比如讲解气体的化学性质时,没有必要把制取和收集装置全部搬到讲台上,只需事先收集好气体,在课堂上进行相应的演示实验,这不仅有利于学生定向观察反应现象,而且产生了一种简洁操作与实验目的相匹配的和谐统一,强化了教学重点;三是应积极改进实验条件,使课堂的演示实验更加迅速、直观、准确、鲜明。所谓直观,一是要求现象鲜明突出。如在初中化学讲解酸碱反应规律时,以H2SO4与碱反应为例,如果碱选用固体Cu(OH)2,反应中固体的溶解和蓝色溶液的生成,化学反应现象都鲜明、直观,能很好的引起学生的注意,刺激学生的感官,在学生头脑中留下深刻的印象;二是实验事实能直接说明问题。如碱与盐的反应,选用NaOH与Fe2(SO4)3就十分恰当,在实验中的产物为红棕色的Fe(OH)3。如选用FeSO4,生成的Fe(OH)2不稳定,继续反应使多种颜色发生变化,给解释造成困难,不能直接说明问题,因此不可取。而准确,主要指内容科学、方法合理、现象明显。例如,为了说明增加生成物的浓度,平衡向着反应物方向移动。有的教师根据反应:FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+KCl用增加固体氯化钠的方法,使溶液红色变浅,用以说明上面的结论,显然这一实验设计是错误的。因为K+和Cl+未参加Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3的化学平衡反应。我们把与上面反应完全无关的Na2SO4加入混合体系,同样使溶液红色变浅,这里混淆了同离子效应与盐效应的概念。类似这样的科学性错误,在演示实验中是决不允许的。所谓安全,指教师在进行化学演示实验中要尽量排除不安全因素,对每一演示实验都要事先进行安全方面的考虑,杜绝各种安全事故的发生,减少有毒有害物质的危害。
2 精心制定观察和思维计划,严格遵循观察原则,这是化学演示实验的核心
观察和思维计划的内容包括:观察内容的确定观察顺序的安排,思考问题的设计,观察结论的布局等等。一般引导学生观察的顺序是:一注意观察仪器装置反应物色态;二看反应条件;三是注意观察化学反应变化过程及现象;四要注意看生成物的色态。思考题的设计要富于启发性,有利于揭示教学内容内在矛盾的发展。例如联系实验掌握化学方程式,在问题设计时诸如反应物、生成物各是什么?反应在什么条件下发生?有什么现象?要一一体现出来。然后根据这些问题的实验事实写记化学方程式。实验事实是化学反应的具体内容,化学方程式是化学反应的表达形式。从实验事实到表达形式的完成,需要学生思考相应问题,这样,书写和记忆的化学方程式才能紧密联系实验,做到内容和形式的统一。必须指出:制定和实施观察和思维计划时,不能忽视观察原则。包括目的性原则,即观察时应分清主次,抓住重点,围绕教学目的进行;全面性原则,即充分利用视觉、听觉、触觉等感官,对物质的物理、化学性质等各方面进行观察,并辅以恰当的板书,对现象进行简要概括的描述;客观性原则,即要求学生观察到什么就如实反映什么,记录什么,不以个人解释或推断代替真实情况;辩证性原则,即引导学生认识反应时间、条件与反应结果间的辩证关系。这四条观察原则只有具体落实到观察和思维计划中,才能培养学生精细准确,一丝不苟的科学态度。
3 以自然科学方法论组织教学,引导学生积极思维,能动地学习化学知识,这是演示实验教学的根本
现以“物质导电性实验”为例,说明如何应用科学抽象方法,揭示“电解质和非电解质”的概念。首先,让学生观察NaCl、KNO3、H2SO4、NaOH、酒精和蔗糖六种物质常温常压的状态,注意精选的六种物质通过分类比较,揭示出概念的实质。然后,分别在三种条件下(常温、水溶液、熔化态)演示这六种物质的“导电性”实验,并要求学生准确观察、客观记录,以提供科学抽象必备的事实。进而,用一系列逻辑手段引导学生对实验现象进行科学抽象。其具体步骤为:(1)分类比较。通过提问,比较物质的导电性,将其分为两类:电解质(导电的):NaCl、KNO3、H2SO4、NaOH(条件:水溶液或熔化态);非电解质(不导电的):酒精、蔗糖。(2)分析综合。教师引导学生分析出所研究的六种物质都是化合物,确定了“电解质”概念是在化合物范畴讨论的;进而分析到大量化合物。若作此导电性实验可能结果仍是:在通常条件下,化合物均不导电;在水溶液或熔融状态下,部分化合物导电。并指明:这一结论已为科学家精确的科学实验所证实。通过分析,把学生的认识由个别(六种)扩展到一般(大量),使具体的实验变得抽象,开始暴露出现象的本质特征了,但分析给出的化学知识是孤立、零散的。(3)概括抽象。需要教师及时综合分析结果,引导学生概括与定义相关的重要因素或关键词,即化合物(物质归属)、导电性(物质特性)、水溶液或熔融状态(条件),这一系列的科学抽象把学生的思维推向了一个新的认识高度。(4)归纳演绎。教师的引导不能停止,还需应用演绎的逻辑手段,使抽象的概念充实、具体,用以解释如“铁”是不是电解质?金属导电与电解质导电有什么区别,从而激发学生从原子结构的高度去探求“电解质”概念的积极性。可见,应用自然科学方法组织教学,学生学到的是能动的化学知识,它包括知识本身和获得知识的方法,这样大大有利于创造性思维的培养。
关键词:化学课 演示 实验教学
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)12(c)-0088-01
1 化学教师应掌握演示实验基本要求的技能技巧,这是演示实验成功的基础
化学课演示实验的基本要求可以归纳为八个字:“简明、直观、准确、安全”。所谓简明,一是演示内容精炼。演示内容的选取,应以该内容说明概念所需的最起码的事实为准,不要贪多贪杂。比如有经验的化学教师,在演示“物质导电性实验”时,一般选用硫酸、氯化钠、氢氧化钠、硝酸钾、酒精、蔗糖这几种代表物,通过分类、比较、分析、综合等逻辑手段概括出电解质和非电解质的概念。实验内容的简洁明确,有利于学生对所感知的事物做出各种相应的积极的反应,而那种以为演示物质越多越好的想法,只会把问题弄得繁琐复杂,不利于揭示概念的内在规律;二是操作简便迅速。化学演示实验装置应力求简单并易于操作,突出主要反应。比如讲解气体的化学性质时,没有必要把制取和收集装置全部搬到讲台上,只需事先收集好气体,在课堂上进行相应的演示实验,这不仅有利于学生定向观察反应现象,而且产生了一种简洁操作与实验目的相匹配的和谐统一,强化了教学重点;三是应积极改进实验条件,使课堂的演示实验更加迅速、直观、准确、鲜明。所谓直观,一是要求现象鲜明突出。如在初中化学讲解酸碱反应规律时,以H2SO4与碱反应为例,如果碱选用固体Cu(OH)2,反应中固体的溶解和蓝色溶液的生成,化学反应现象都鲜明、直观,能很好的引起学生的注意,刺激学生的感官,在学生头脑中留下深刻的印象;二是实验事实能直接说明问题。如碱与盐的反应,选用NaOH与Fe2(SO4)3就十分恰当,在实验中的产物为红棕色的Fe(OH)3。如选用FeSO4,生成的Fe(OH)2不稳定,继续反应使多种颜色发生变化,给解释造成困难,不能直接说明问题,因此不可取。而准确,主要指内容科学、方法合理、现象明显。例如,为了说明增加生成物的浓度,平衡向着反应物方向移动。有的教师根据反应:FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+KCl用增加固体氯化钠的方法,使溶液红色变浅,用以说明上面的结论,显然这一实验设计是错误的。因为K+和Cl+未参加Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3的化学平衡反应。我们把与上面反应完全无关的Na2SO4加入混合体系,同样使溶液红色变浅,这里混淆了同离子效应与盐效应的概念。类似这样的科学性错误,在演示实验中是决不允许的。所谓安全,指教师在进行化学演示实验中要尽量排除不安全因素,对每一演示实验都要事先进行安全方面的考虑,杜绝各种安全事故的发生,减少有毒有害物质的危害。
2 精心制定观察和思维计划,严格遵循观察原则,这是化学演示实验的核心
观察和思维计划的内容包括:观察内容的确定观察顺序的安排,思考问题的设计,观察结论的布局等等。一般引导学生观察的顺序是:一注意观察仪器装置反应物色态;二看反应条件;三是注意观察化学反应变化过程及现象;四要注意看生成物的色态。思考题的设计要富于启发性,有利于揭示教学内容内在矛盾的发展。例如联系实验掌握化学方程式,在问题设计时诸如反应物、生成物各是什么?反应在什么条件下发生?有什么现象?要一一体现出来。然后根据这些问题的实验事实写记化学方程式。实验事实是化学反应的具体内容,化学方程式是化学反应的表达形式。从实验事实到表达形式的完成,需要学生思考相应问题,这样,书写和记忆的化学方程式才能紧密联系实验,做到内容和形式的统一。必须指出:制定和实施观察和思维计划时,不能忽视观察原则。包括目的性原则,即观察时应分清主次,抓住重点,围绕教学目的进行;全面性原则,即充分利用视觉、听觉、触觉等感官,对物质的物理、化学性质等各方面进行观察,并辅以恰当的板书,对现象进行简要概括的描述;客观性原则,即要求学生观察到什么就如实反映什么,记录什么,不以个人解释或推断代替真实情况;辩证性原则,即引导学生认识反应时间、条件与反应结果间的辩证关系。这四条观察原则只有具体落实到观察和思维计划中,才能培养学生精细准确,一丝不苟的科学态度。
3 以自然科学方法论组织教学,引导学生积极思维,能动地学习化学知识,这是演示实验教学的根本
现以“物质导电性实验”为例,说明如何应用科学抽象方法,揭示“电解质和非电解质”的概念。首先,让学生观察NaCl、KNO3、H2SO4、NaOH、酒精和蔗糖六种物质常温常压的状态,注意精选的六种物质通过分类比较,揭示出概念的实质。然后,分别在三种条件下(常温、水溶液、熔化态)演示这六种物质的“导电性”实验,并要求学生准确观察、客观记录,以提供科学抽象必备的事实。进而,用一系列逻辑手段引导学生对实验现象进行科学抽象。其具体步骤为:(1)分类比较。通过提问,比较物质的导电性,将其分为两类:电解质(导电的):NaCl、KNO3、H2SO4、NaOH(条件:水溶液或熔化态);非电解质(不导电的):酒精、蔗糖。(2)分析综合。教师引导学生分析出所研究的六种物质都是化合物,确定了“电解质”概念是在化合物范畴讨论的;进而分析到大量化合物。若作此导电性实验可能结果仍是:在通常条件下,化合物均不导电;在水溶液或熔融状态下,部分化合物导电。并指明:这一结论已为科学家精确的科学实验所证实。通过分析,把学生的认识由个别(六种)扩展到一般(大量),使具体的实验变得抽象,开始暴露出现象的本质特征了,但分析给出的化学知识是孤立、零散的。(3)概括抽象。需要教师及时综合分析结果,引导学生概括与定义相关的重要因素或关键词,即化合物(物质归属)、导电性(物质特性)、水溶液或熔融状态(条件),这一系列的科学抽象把学生的思维推向了一个新的认识高度。(4)归纳演绎。教师的引导不能停止,还需应用演绎的逻辑手段,使抽象的概念充实、具体,用以解释如“铁”是不是电解质?金属导电与电解质导电有什么区别,从而激发学生从原子结构的高度去探求“电解质”概念的积极性。可见,应用自然科学方法组织教学,学生学到的是能动的化学知识,它包括知识本身和获得知识的方法,这样大大有利于创造性思维的培养。