項衛(wèi)源

摘要：學(xué)生只有獲得清晰的實驗現(xiàn)象，才能正確的分析、探究，從而獲取本質(zhì)。清晰的實驗現(xiàn)象更會激發(fā)學(xué)生探究新知識的欲望，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。清晰的實驗現(xiàn)象有利于學(xué)習(xí)的正向遷移，為化學(xué)概念提供輔證。清晰的實驗現(xiàn)象能讓學(xué)生從模糊的感性認識上升到理性思維，這對知識點理解和掌握至關(guān)重要。如何提高實驗的可見度，這就關(guān)乎課堂效率。研究提高化學(xué)課堂演示實驗的可見度具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：實驗；可見度；清楚

文章編號：1008-0546（2017）03-0088-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.031

化學(xué)是一門實驗科學(xué)，實驗是化學(xué)的生命線，化學(xué)實驗是整個化學(xué)教材的邏輯組成部分。在化學(xué)發(fā)展成為一門比較成熟的基礎(chǔ)自然科學(xué)過程中，化學(xué)科學(xué)上的任何一項重大突破，無一例外地要經(jīng)過化學(xué)實驗這個環(huán)節(jié)，實驗在教學(xué)中起著舉足輕重的作用。實驗教學(xué)是讓學(xué)生先對化學(xué)的科學(xué)現(xiàn)象獲得清晰的認知，再通過分析、探究、歸納等科學(xué)思維方式，獲取現(xiàn)象本質(zhì)，從模糊的感性認識上升到理性認識，這完全符合問題探究性學(xué)習(xí)的目標。然而完全按照課本的實驗操作未必能夠讓學(xué)生看到預(yù)期的現(xiàn)象和達到預(yù)期的效果，這就需要對實驗進行適當(dāng)?shù)母倪M，下面我就從新教材高中化學(xué)（蘇教版）《化學(xué)1》的實驗入手，談?wù)勌岣邔嶒灴梢姸葘﹂_展課堂教學(xué)的意義。

一、 平板電腦或手機鏡像輔助，提高實驗的可見度

很多情況下，部分演示實驗往往只有前排的學(xué)生能夠看見實驗現(xiàn)象。以往為了彌補不足，教師經(jīng)常在教室巡回走一圈以便讓學(xué)生觀察，這往往浪費了寶貴的課堂時間?，F(xiàn)在可以借助于實物投影來增強可見性，來提高實驗的直觀性?？墒菍嵨锿队皟x清晰度有限、角度也有限，隨著科技的進步我們不妨借助于平板電腦或手機通過AirServer Connect軟件與投影儀聯(lián)通來實現(xiàn)。AirServer Connect 軟件支持將安卓設(shè)備的內(nèi)容同時鏡像至PC（電腦）設(shè)備，高清畫質(zhì)，掃碼即可鏡像。

通過AirServer 軟件可以將你的手機或平板電腦的屏幕搬到電腦上，共同分享手機或平板電腦移動操作設(shè)備屏幕的軟件。步驟1：在手機上或平板電腦上先安裝AirServer Connect；在講臺的電腦上安裝AirServer軟件。步驟2：開啟講臺上的電腦并用VGA線連接到投影設(shè)備。步驟3：把你的手機或平板電腦和你講臺上的電腦處在同一個wifi內(nèi)。步驟4：連接wifi，當(dāng)手機或平板電腦上顯示可用的設(shè)備列表，選擇你的電腦，你的手機或平板電腦上所呈現(xiàn)的屏幕就會立即呈現(xiàn)在電腦上，從而清晰地投影到屏幕上。此時你就可以用手機或平板電腦的攝像頭360度無死角，全方位掃描實驗現(xiàn)象了，投影的清晰度就顯著提高了，課堂效率也就提高了。

案例1：鈉與水的反應(yīng)

鈉投入水槽的水中，浮在水面上，變成銀白色光亮的小球，小球在水面上迅速四處游動，有嘶嘶的聲音，直至小球消失。若水中預(yù)先滴加了酚酞，則溶液變紅。

分析與思考：銀白色的鈉浮在水面上，學(xué)生不能清楚地觀察到現(xiàn)象，更不可能觀察到鈉熔成了球狀。而將水槽放到講臺上，用手機從上方進行攝像，現(xiàn)象就非常清楚，球狀的鈉在四處游動，鈉游動時出現(xiàn)的紅色路徑也清晰地展示出來，就如學(xué)生自己站在桌子邊上直接觀察一樣，這樣達到的效果跟學(xué)生自己親自動手做實驗的效果幾乎等同了。

案例2：容量瓶的定容操作

實驗過程要求緩緩將蒸餾水注入容量瓶中，直到容量瓶中的液面接近容量瓶的刻度線1-2cm處，改用膠頭滴管滴加蒸餾水至溶液的凹液面與刻度線相切。

分析與思考：容量瓶的細頸和刻度線本身很難觀察，若使用實物投影儀從上投影到下，就不可能看見容量瓶的刻度線和液面。此時若利用平板電腦或手機的攝像頭對焦角度從側(cè)面進行錄像投影，再通過軟件連接到投影儀，就可以讓學(xué)生一目了然清楚觀察到刻度線和液面的位置，而且能夠直觀認識凹液面。這對學(xué)生掌握容量瓶操作具有直觀的指導(dǎo)意義。

二、 改進與創(chuàng)新實驗，提高實驗的可見度

有些情況下，部分演示實驗往往不能觀察到明顯具體的實驗現(xiàn)象。比如氣體的溶解，反應(yīng)中伴隨的熱量變化等等。此時若改進與創(chuàng)新一些實驗裝置或?qū)嶒炘噭┘安僮鳎蜁忻黠@直觀的呈現(xiàn)，學(xué)生觀察到了直觀的實驗現(xiàn)象，那么探究該現(xiàn)象下的知識點，理解該現(xiàn)象下的知識就起到了至關(guān)重要的作用，對課堂效率的提高具有決定性意義。

案例1：氯氣的溶解度實驗

書本實驗用100mL的針筒抽取80mL氯氣氣體，然后抽取20mL水，用橡皮塞堵住針頭的前端，振蕩，觀察針筒內(nèi)氣體體積的變化。

分析與思考：氯氣畢竟在水中的溶解度不大，而且針筒的摩擦作用力會導(dǎo)致活塞的移動變得不明顯。若我們改用小的礦泉水瓶進行實驗，效果就非常明顯。具體操作如下：在空的礦泉水瓶中預(yù)先充入氯氣，旋緊塑料瓶蓋。針筒預(yù)先吸入少量的水，將針頭針尖插進塑料瓶蓋內(nèi)，推動活塞將水注入礦泉水瓶內(nèi)，此時我們就能觀察到礦泉水瓶好像被壓扁的樣子，同時伴有咔咔的聲音。這樣的實驗現(xiàn)象直觀且有動感的聲音，絕對能激發(fā)學(xué)生認知的探究。且該實驗還可以用針筒抽取出溶解形成的產(chǎn)物——氯水，作為后續(xù)性質(zhì)探究的實驗試劑，該密閉性操作完全防止了氯氣所導(dǎo)致的污染。

案例2：鈉在氧氣中燃燒

書本實驗是將鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察現(xiàn)象。

分析與思考：鈉燃燒發(fā)出黃色火焰的現(xiàn)象明顯，石棉網(wǎng)上留下黑色的斑點，往往觀察不到淡黃色的過氧化鈉的產(chǎn)物。為什么觀察不到淡黃色的過氧化鈉粉末呢？其實主要的原因是由于酒精燈燃燒產(chǎn)生的二氧化碳透過石棉網(wǎng)與鈉接觸發(fā)生反應(yīng)置換出碳單質(zhì)。所以實驗改進的關(guān)鍵是隔絕二氧化碳與鈉的接觸，我們可以改用硬質(zhì)玻璃管進行同樣的實驗，鈉在硬質(zhì)玻璃管中燃燒，鈉燃燒后留下一小堆淡黃色的固體，像一小朵盛開的花兒一樣，形狀非常漂亮，而且硬質(zhì)玻璃管本身是透明的非常有利于學(xué)生觀察。

案例3：鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生熱量的探究

書中原來實驗是鈉投入水槽的水中，浮在水面上，熔成銀白色光亮的小球。我們通過熔化成球狀的熔化的現(xiàn)象來解釋該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。但是若把鈉投入到裝有硫酸銅溶液試管中，則現(xiàn)象會更直觀。

分析與思考：鈉投入到盛有較濃的硫酸銅溶液試管中，鈉反應(yīng)相對更劇烈，產(chǎn)生的氫氣聚集在試管內(nèi)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量聚集后會導(dǎo)致氫氣燃燒，同時也會導(dǎo)致鈉生成的氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化銅藍色沉淀分解，生成黑色的氧化銅固體。該實驗的改進，綜合了鈉先與水反應(yīng)，鈉不能直接從溶液中置換出銅的知識點，同時生成的黑色氧化銅使現(xiàn)象更直觀，更能說明鈉與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

三、 通過對比實驗，提高實驗的可見度

對比實驗是常見的實驗教學(xué)策略，通過對比實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生從相似性和差異性出發(fā)，探究各種因素與關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生對實驗本質(zhì)的理解，這樣實驗的目的和作用才能完整體現(xiàn)出來。

案例1：碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸反應(yīng)劇烈程度對比

必修一教材上只是簡單列舉了碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸都會反應(yīng)，表格中就直接列出結(jié)論，反應(yīng)更劇烈的是碳酸氫鈉，反之則是碳酸鈉。

分析與思考：如何證明反應(yīng)劇烈程度的強弱呢？若只是通過觀察試管中氣泡的劇烈程度很難分出強弱，畢竟兩個反應(yīng)都非常劇烈，都立即產(chǎn)生大量的氣體，肉眼根本不能區(qū)分。若在A、B兩個不同顏色的氣球中分別裝入等質(zhì)量（天平稱量）的 Na2CO3和NaHCO3，標記對應(yīng)物質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3。試管中預(yù)先加入足量的濃度相同、體積相同的鹽酸，再將兩個不同顏色的氣球套在試管口上，最后兩個不同顏色的氣球中的物質(zhì)同時倒入試管中，就可以觀察到裝有碳酸氫鈉的氣球起初鼓脹快，最終裝有碳酸氫鈉的氣球更大。通過觀察這個明顯的實驗現(xiàn)象，學(xué)生就自然地會思考為什么裝有碳酸氫鈉的氣球起初鼓脹快？通過教師的解釋，學(xué)生就能很好地掌握該知識點，就順利地解決了碳酸鈉與酸分步反應(yīng)機理的這一知識難點。那么為什么最終裝有碳酸氫鈉的氣球更大呢？這又是有關(guān)碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸反應(yīng)的方程式的有關(guān)計算的知識點的掌握，這真是一舉多得。這種帶有“問題”驅(qū)動的探究性實驗，不僅充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的探究欲望，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

案例2： 鐵的鈍化生成氧化膜的驗證

書本明確說明了濃硫酸具有強氧化性，常溫下鐵遇濃硫酸會發(fā)生鈍化，生成一層致密的氧化保護膜，從而阻止了反應(yīng)的繼續(xù)進行。

分析與思考：常溫下鐵遇濃硫酸會發(fā)生鈍化生成一層致密的氧化物保護膜，若讓學(xué)生觀察表面現(xiàn)象，即使是前后對比也不可能觀察到明顯的現(xiàn)象。那么怎么來證明鈍化確實生成了氧化物保護膜呢？怎樣才能讓學(xué)生觀察到“理論上”的實驗現(xiàn)象呢？我們不防增加一個鐵與硫酸銅置換反應(yīng)的對比實驗。取一根鐵絲剪成大小長度基本一致的兩段，取其中的一段先插入事先裝有濃硫酸的試管中浸泡1-3分鐘，取出，蒸餾水淋洗后用濾紙吸干。將該段鐵絲與另一段未作處理的鐵絲同時直接插入到盛有硫酸銅溶液的試管中，一段時間后取出，對比兩段鐵絲，我們可以觀察到未作任何處理的鐵絲表面吸附有一層紅色的銅，而經(jīng)過濃硫酸浸泡處理過的鐵絲表面無明顯現(xiàn)象。通過這組實驗現(xiàn)象差異的對比，引導(dǎo)學(xué)生從差異性結(jié)果出發(fā)探究原因，從而讓學(xué)生自己得出鈍化的存在，生成的氧化膜具有保護作用，能阻止后繼反應(yīng)的進行。經(jīng)過這樣的對比實驗，學(xué)生就能真真切切地感受到鈍化確實發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，而且生成的氧化膜確實有保護內(nèi)部不再繼續(xù)反應(yīng)的作用，這完全有助于鞏固書本上鈍化的定義。

實驗教學(xué)在中學(xué)化學(xué)中的作用和地位是不言而喻的，但要把實驗的目的和作用體現(xiàn)出來，就得讓演示實驗現(xiàn)象清楚地呈現(xiàn)給學(xué)生。只有演示實驗的可見度提高了，才能豐富學(xué)生的感性認識，有利于問題的生成。只有演示實驗的可見度提高了，才能給學(xué)生創(chuàng)設(shè)有趣的探究情境，有利于學(xué)習(xí)的正遷移，為學(xué)生形成化學(xué)概念提供輔證，從而發(fā)揮演示實驗在教學(xué)中的綜合效應(yīng)。

參考文獻

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