优化演示实验 挖掘实验潜能

田波文

【摘要】创设问题情境，激发学生参与意识；开展探究性实验，掌握科学的方法； 设计改进演示实验；增补必要的演示实验。

【关键词】高中化学 演示实验 实验教学 优化策略

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）05-0163-01

演示实验是使学生获取知识、活跃思维、激发兴趣，培养能力的重要手段。它既可及时提供必要的化学事实供学生验证所学的理论知识并加强记忆，学到实验技巧，还可以事半功倍地帮助学生形成概念，获得生动的感性知识，培养观察现象、分析问题解决问题的能力，体验科学研究的过程。多年来主要侧重以下几方面做了些探讨和尝试。

一、创设问题情境，激发学生的参与意识

敢于提问、善于提问的“问题意识”是科学素养的前提。教师的任务就是创设一定的情景，促使学生提出问题。演示实验是教学双方协调活动的一种实验方式，若能挖掘实验素材，针对实验的每个环节，创设问题情境，多设疑质疑，让学生带着问题观察、思考和理解。

例如，氯气的实验室制法，是高中学生接触的第一个固液加热制取有毒气体的实验。为让学生掌握这种新的制气装置，实验时设计如下问题：（1）你在初中已学过哪些制气装置？实验用固体二氧化锰和浓盐酸加热反应制取氯气，能否用上述装置？如不能，可采用什么装置来适应反应物状态和反应条件的变化？（2）制取氯气时如何连接装置？如何检查装置的气密性（强调操作上要先关闭分液漏斗活塞）（3）实验过程中在不影响实验进行和造成环境污染的情况下，需往烧瓶中添加浓盐酸，可如何改变实验装置（在分液漏斗与烧瓶之间连一塑料管，使两处压强相等）（4）为什么要缓缓加热？（5）怎样收集氯气？如何验满？（6）怎样才能得干燥、纯净的氯气？（7）多余的氯气怎样吸收？若用氢氧化钠溶液和石灰水吸收，哪一个效果更好？（8）实验过程中收集到的氯气比理论值偏少，可能有哪几方面的原因？

让学生带着这些问题通过对实验的观察、思考和回忆，在教师的启发引导下，总结出制备氯气的四个环节：发生装置、净化装置、收集装置、尾气处理。学生既掌握了氯气制法，更主要的是，因此得出了实验室制备气体的一般模式。

在以上实验设计教学中，教师除作出适当引导外，主要给学生创设研究問题的情境（实验现象、思考、讨论、理论分析等），使学生亲自去感受，探索查明问题的关键所在，寻求解决问题的最佳方案，将结论的发现权通过实验引导交给学生，在边实验边探讨的氛围中解决问题。

二、开展探究性实验，掌握科学方法

根据探究性实验教学的设计原则，通过增加演示实验的创造成分，把部分有探究价值的演示实验改为学生的探究实验，用“引导——探究”式教学，通过学生自己的活动和经验的积累，主动查阅资料，自己设计方案，用科学的方法去探究新的知识，从而不断增强他们的创新意识，增强迁移效果，优化学生的知识结构。

例如，学习电解氯化钠溶液时提出问题：（1）为什么把电解饱和氯化钠溶液的工业叫作氯碱工业？学生经过预习很容易回答：因为有Cl2和NaOH生成。（2）电解时，阴、阳两极分别有那些产物？经过分析几乎所有的学生都能回答：阴极产生H2，阳极产生Cl2，至于NaOH，有的说不是产物，有的说是阴极产物，有的说是阳极产物。到底哪个答案正确呢？只有用实验进行探究。经过讨论，认为：用酚酞试液检验NaOH的存在。电解滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液一段时间后，发现只有阴极附近变红，说明NaOH在阴极产生。（3）在U型管的阴极区溶液还可能有什么现象？只有少数学生能推断出：阴极附近的溶液变红后，将很快褪色。经实验探究，证明是正确的。（4）若溶液很快褪色，可能的原因什么？经分析有两种可能：一是Cl2和NaOH反应消耗NaOH，二是Cl2和水反应生成HClO具有漂白性将试液漂白。为了证明上述推论哪一个正确，必须用实验进行探究，经再加入少量NaOH溶液证明是因为Cl2和NaOH反应消耗了NaOH。

通过这样的实验设计教学，培养了学生的创意性，加强了知识间的联系，同时教给学生一种认知事物的科学方法。在这样的探究式教学中，主体是学生，教师的作用是“导”，即不能让学生的探索带有随意性和盲目性，应当注重引导学生的理论探索，明确错误，明辨是非，选择最佳的方案。

三、改进演示实验，鼓励引导学生动手设计做实验

演示实验最好改为边讲边练，让部分学生上台实验，有必要值得一提的是，与验证性实验相比，由于这是学生“首次”实验，他们有较强的新鲜感和兴奋点，探索问题的欲望十分强烈，效果更加明显。演示实验不仅仅是教师的事情，有学生参与的课堂才是精彩的课堂。

演示实验时在组织学生实验活动中，为避免学生先入为主，想当然走过场，要提倡学生养成据实完成实验报告的良好习惯，即使实验失败或出现异常，也要据实填报实验现象和结果，及时分析失败或异常的原因，从分析原因过程中锻炼思维。如：学生做“乙醛滴进新制Cu（OH）2悬浊液加热”的实验，按理应当出现美丽的橘黄色，最后呈砖红色沉淀。但有的学生却得到深棕色乃至黑色沉淀在这种情况下，应强调学生据实填答，并通过讨论分析原因：有的是加乙醛过量，有的是加乙醛没有摇匀，加热过猛造成乙醛挥发，结果Cu（OH）2过量，混杂在其中，掩盖了Cu2O的砖红色。于是，学生从分析原因中得到思维锻炼，也提高了对反应物适当用量控制条件对实验成败影响的认识。

以上实验方法为学生提供了新的教学环境，在新环境下，学生独立自主思考、探索问题，避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响，要让学生人人有自己的猜想、观点、看法，并努力形成各自的实验设计。依据教学时间安排和具体课堂教学进展，必要时教师以学生身份发表自己的实验设计（或拿出事先准备好的仪器设备，或让学生阅读教材中的有关部分），之后，再开始具体的实验操作。

四、增补必要的演示实验，培养学生的创新精神

化学实验的最高目标，不是仅让学生学会某些实验操作，而是在熟悉操作和理解原理的基础上大胆创新。在课堂实验教学中，要留有“空白”、“开发区”，让学生去发现创新，锻炼他们的创造实践能力。

例如，在学习氯气时，可结合萃取设计以下碘元素系列实验，（1）碘盐中添加物检验（是碘化钾还是碘酸钾）。（2）海带成分中碘的检验。（3）a.将碘分别溶于水、碘化钾溶液、酒精、四氯化碳中至饱和，比较碘在几种液体中的溶解性，并观察所得溶液的颜色。已知碘的蒸气为紫色，判断上述几种溶液中，哪些溶液中碘以游离态存在？b.取碘的水溶液、碘的碘化钾溶液，分别用四氯化碳萃取其中碘，为什么碘水中的碘很容易萃取出来，而碘化钾溶液中的碘单质却很难萃取干净？（4）久置的碘化钾溶液为什么会变黄？怎样检验碘的生成？这些创新性研究实验对培养学生的好奇心，提高学生学习化学兴趣，引导他们积极从事化学学习与研究将起到不可低估的作用。

实践证明，化学演示实验的再设计，提高演示实验的教学实效性，立足点不应该只停留在完成教材所要求的实验上，而应将这些实验整合成为教师课堂教学的有机组成部分。加强对学生动手动脑能力的培养，实现思维能力的提升，并最终积淀为学生自身的科学素养，这才是演示实验教学目的的根本所在。