做学生看得见的化学实验

潘宁

摘要：实验是化学教学的灵魂，精彩而有效的实验是提高课堂效率，激发学习兴趣，减轻学业负担的关键因素和有效途径，教师可以通过大烧杯实验、分组实验、学生整班实验，借助手机、电脑、投影、摄像头的帮助，提高课堂实验的可视性，增强课堂实验的有效性。

关键词：演示实验；可视性；有效性；提高效率；激发兴趣

文章编号：1008-0546（2014）07-0087-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.033

化学实验无疑是化学教学中最吸引眼球，最能激发学生学习兴趣的部分。从多元智能的角度来看，书本上的二维平面装置图和文字解说并不适合所有学生的认知模式，一个设计精良可视性强的实验能帮助学生提升对理论知识的感性认识，从二维的平面升华到四维空间。

但是，我们在实验演示过程中常常遇到这样的尴尬，如：教者提着试管，对下面一排排的学生说：“看，石灰石表面产生了好多气泡。”“大家看到铁钉表面出现了红色物质！”“我们看到左边试管中的食盐全溶解了，而右边试管里的消石灰却几乎没有溶解。”而下面的同学们挺起了身子，带着索求的目光，睁圆了双眼，希望能观察到你说描述的现象。而事实是大部分中后排同学除了试管壁的反光，一无所获，不得不泄气地坐下了身子，改观察为聆听。一个课前花十几分钟甚至几十分钟准备，课上花费5-8分钟的实验，往往因为试管太小，距离过远的原因而效果大打折扣。

这种尴尬和困惑出现的原因，是教师在设计实验的时候只考虑到实验现象对近距离观察者有效性，而忽略了中后排的学生。在这种情况下，有的教师选择了放弃实验，改为黑板画图演示并配以文字，这样的做法貌似省去了课前的准备，课堂也显得更紧凑更易操控，但事实上他们却把化学学习最精彩最重要最具魅力的部分给砍去了。由于现在的初中生缺乏生活经历和动手体验，如果再缺乏课堂上的观察和感悟，他们所学到的，所记住的只是实验现象的文字表述，根本无法形成感性的、三维的甚至四维的认识，从而让学习的效果大打折扣。这样训练出来的学生，只能应付机械的、重复的习题，一旦试题发生灵活的变化，马上就无从下手，更不用谈将来工作时解决实际问题的能力了。而更多的深爱着化学课堂教学并着眼于学生未来发展的老师选择了在实践中探索和尝试，痛并快乐着。本人从教十一年，深爱教学，并一直致力于提高课堂效率，减轻学生课业负担，希望学生能在轻松和愉快中学好化学，在提高课堂实验可视性和有效性方面也做了很多的尝试。

尝试一：新授课带学生进实验室。

以讲授金属和酸反应的第一课时为例，本人曾尝试将全体学生带进了实验室授课。本课时涉及到大量试管实验现象的比较，能够亲自动手，亲眼观察，对学生掌握基本操作，牢记实验现象的差异有很大的好处。但是，本人很快也发现了这种模式的一些缺点。首先，课前的准备工作量大；第二，学生每次进实验室都情绪激昂，不易把控，容易受到台上五颜六色的药品和各色瓶瓶罐罐的影响而失去专注度，这种情况下上新授课，特别是人数较多的班级，把控全局贯彻教学目标难度较大，对教师的要求很高；第三，新授课有大量的板书，而化学实验室一般空间较大，主要用于学生实验，后排和边排的学生观察黑板有一定的困难，也间接降低了课堂效果。综上所述，本人的体会是新授课最好还是以演示实验或分组实验为主，教学地点以原班级为宜，等学生通过观察掌握了实验的要领再以班级为单位进入到实验室里进行学生实验，这样既增强了感性认识，又运用并复习了所学知识，也不至于新手上路，手忙脚乱，降低了实验课的效果。当然，不同的教师，对课堂的把控能力也有所不同，新授课是否能在实验室里上得更好，值得修炼和深究。

尝试二：课堂分组实验。

分组实验有三大好处， （1）增强试管实验的有效性；（2）相对全体学生实验，课前准备的工作量大大减少；（3）相比较实验室授课，课堂分组实验的可控性更强。为避免实验开始时学生来回奔走课堂混乱，本人将各组实验仪器按组蛇形排列，即第一排放排头，第二排放排尾，以此类推，充分保证每组学生充裕而有效的动手空间和观察空间。而透明塑料点滴板在分组实验中的使用进一步简化了试管实验，可视性强，药品需用量少，极大的提高了实验效果。当然点滴板在观察生成物的空间形状上有一定的困难，但进行对比实验效果非常好。

尝试三：演示实验变试管为大烧杯。

试管实验不利于远距离的观察，而将小试管变成大烧杯之后效果就增强了好多，一些产生气泡，沉淀和溶液颜色发生改变的实验即使是最后排也能观察的很清楚。苏州市教研员毛明老师的演示课上，碳酸钙悬浊液在大烧杯中与酚酞作用后的颜色变化、碳酸氢铵在烧杯中浇热水分解的现象都非常明显，让人印象深刻。为使反应现象明显，反应物的量往往要求较多，本人认为这是大烧杯实验的缺点，但如果能让学生更轻易的掌握好知识，这点缺点基本就忽略不计了。要增强实验可视性，又不消耗大量的试剂，还可以利用实验室里其他仪器，甚至是生活中的一些废弃物品，如：为比较浓氢氧化钠溶液和饱和石灰水的对二氧化碳气体的吸收效果，本人利用了两个废弃的塑料瓶，集满二氧化碳后分别注入等体积的浓氢氧化钠溶液和石灰水，旋紧瓶塞，同时振荡，会看到浓氢氧化钠溶液的塑料瓶形变远远操作饱和石灰水的塑料品，以此证明氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果更好，而学生从透明的塑料瓶中还可以看到氢氧化钠溶液吸收了二氧化碳无明显现象，而石灰水则先变浑浊，后变澄清，以此也可以说明检验二氧化碳适宜用石灰水而不宜用氢氧化钠溶液。

尝试四：演示实验使用投影仪放大反应图像，增强可视性效果。

本人在做点滴板实验时曾观察到很多精彩的实验现象，如铜丝和硝酸银溶液反应时，并非像我们平时所想的铜丝表面出现一层银白色的物质，首先它的表面由于少量银原子的吸附会产生黑色的斑点，黑斑越来越多，渐渐变白，随着银原子量的增加，最后铜丝表面产生了大量絮状的白色物质，看上去就好像是一把毛刷。如何能将这样精彩的实验现象清晰地展示给每一位同学看呢？投影仪解决了这一难题，这里举两例：endprint

（1）在讲授金属活动性顺序时，本人在点滴板的六个空穴中分别放入镁条、锌粒、铝片，用氢氧化钠洗去氧化膜的铝片、铁片、铁粉，置于投影仪下，同时加入盐酸，观察到的实验现象是：镁条表面不停冒泡，同时浮在液面上不停打转，越来越少，直至消失；锌粒沉于水底，表面也产生了很多的气泡；铝片表面几乎没有气泡，而用氢氧化钠处理后的铝片反应非常剧烈，速度明显超过了锌粒；铁片表面只吸附几个气泡，这些气泡在肉眼观察都是很难看到的，而通过投影仪的放大，学生却观察得很清晰，另外一孔铁粉却反应剧烈，翻江倒海。这组实验有效地解决了镁铝锌铁活动性强弱的教学难点，而铝氧化膜的致密性，反应物聚集形态对反应速度的影响也让学生印象深刻。

（2）教师在讲授浓硫酸浓盐酸的形态时，常常讲浓硫酸是粘稠的油状，而浓盐酸流动性较好，但在具体课堂演示时浓硫酸又不便让学生动手倒出观察，缺乏有效的实验论证。在投影仪的帮助下，本人解决了这个难题：取两条滤纸置于表面皿上，用滴管分别滴一滴浓硫酸和一滴浓盐酸于纸上，通过投影仪的放大，同学们可以很清晰的看到浓硫酸是以一个液滴的形式停留在滤纸上，基本不流动，而浓盐酸一碰滤纸马上开始扩散，两者流动性的差异一览无遗。投影仪极大地增强了可视性效果，即使是很细微的反应现象也能表现得一清二楚。但一个无法解决的问题是投影仪只能从顶上观察实验过程，对气泡、颜色变化观察效果明显，但如产生沉淀却无法观察其三维结构，而随着电脑多媒体科技的广泛应用，这个问题很快得到了解决。

尝试五：电脑外接摄像头的使用。

摄像头不单能进行视频聊天，对扩大试管反应的三维图像，也有非常好的效果。在做课堂演示实验时，教师可以一手持试管或烧杯，一手持摄像头，在投影仪屏幕上放大反应现象，大大提高了演示实验的效果和授课的效率。如果另一只手也要操作仪器，可以将摄像头夹在铁架台上，然后将反应仪器接近镜头即可。摄像头即插即用，无需装载驱动程序， 操作十分简便。金属锌或碳酸钙与酸的反应，教者常常很难解释金属元素最后的去向，学生容易形成错误的认识是锌和碳酸钙变成气体离开了溶液，为了扭转这一错误认识，我们需要将反应后的溶液过滤蒸发，得到固体给学生看，但是这样课堂实验耗时较长，效率低下。而用摄像头可以很好地解决这个问题：取几滴石灰石和稀盐酸反应后的溶液置于燃烧匙中，学生在摄像头中看到是澄清透明的液体，而后在酒精灯下加热蒸发，很快白色固体就出现在燃烧匙中，这样就很好地解释了氯化钙并非“上天”而是“入水”了。

尝试六：使用高精度的电子探头。

对于配置较高的实验室，像酸碱中和滴定过程中溶液pH值的变化，温度的变化都可以通过电子探头在电脑中描绘出精确的曲线。再如物质在密闭容器中燃烧时氧浓度和二氧化碳浓度的变化也可清晰的描绘出曲线。高科技的教学设备确实让我们的中学生享受到了大学实验室的待遇，对反应过程中各种量的变化有了及时、直观的认识。

尝试七：手机微视频的利用。

听取了电教馆金陵馆长关于翻转课堂和微视频的讲座后，本人对提高实验的可视效果又有了新的想法。教师们在课上常常会用到教学光盘中提供的实验视频，为什么不利用智能手机拍摄自己的一套实验教学视频资料呢？用手机自己拍摄实验过程有诸多好处：

（1）焦距可变，即可纵观全局，也可拉近仔细观察细微处。

（2）角度可变，可以从各个方向表现整个反应，完全由教者根据自己的教学要求而变。

（3）时间可调。有的实验耗时较长，而实验过程现象单一，如蒸发、过滤、溶解等，这些实验在演示时会出现大量空白时间，如果拍下视频，截去其中的单调重复的片段，乃是提高课堂有效性的一大妙招。

（4）演示成功率100%。教师在做演示实验时并不能保证每次都能成功，如果失败重做，固然可以加深学生的印象，但也打乱了教学计划。拍下成功的实验演示给学生看，可以大大提高课堂的效率。

（5）可以保留一些珍贵的视频资料。有些试剂，实验室因为条件有限而不能长期保存，如果每次实验都外出订购的话成本过高。如在做干冰性质探究的时候，我校会提前从工厂预定一些干冰，每次实验只消耗少许，剩余大量的干冰由于无法保存而白白升华浪费。如果将干冰制造舞台云雾，干冰与石灰水、石蕊的性质实验拍成精彩的视频，每学期授课时播放，不是大大节约了实验的成本？至于实验进行时手机拍摄的可行性本人也进行了一些探索：如果没有另一位教师协助拍摄，可以将手机用铁夹垫纸轻轻固定在铁架台上，实验者可以通过观察手机屏幕随时调整仪器的远近和角度，实验结束后用视频软件截去不需要的部分即可，可操作性还是非常强的。

综上所述，实验是化学教学的灵魂，精彩而有效的实验是提高课堂效率，激发学习兴趣，减轻学业负担的关键因素和有效途径，值得教师深究。如果学校有较好的多媒体条件，教师可以借助手机、电脑、投影、摄像头的帮助，提高课堂实验的可视性，增强课堂实验的有效性。如果没有很好的多媒体条件，教师也可以凭着自己的满腔热忱，利用大烧杯实验，分组实验，学生整班实验等手段达到增强实验可视性和有效性的目的。化学实验的世界，无比精彩，而我们化学教师，则肩负着重任：那就是将学生带入这五彩斑斓的世界，让他们享受科学，喜爱科学，最终受益于科学。endprint