(三)激励能力的发挥
积极的情感具有增力作用,能增强人的活动能力,促进学习迁移, 使学生最大限度地发挥自己的能力,用自己的特长弥补能力的缺陷,常 见的“用笨办法解决了问题”就是一例。一个人在心情愉快时会思维敏 锐,无论回忆往事还是接受新知都会比较顺利,不但能正常地发挥自己 的水平,有时还会超常地发挥、解决本来难以解决的问题;而当他不愉 快时,则会思维迟钝,就是简单问题也可能感到困难,这样的情况几乎 每个人都曾有过。
(四)保证启发成功,使教学方法取得预期效果 所谓启发,不仅是活动的启发、智慧的启发,更重要的是心灵的启
发、情感的启发。没有心灵的启发、情感的启发,就很难有效地实现活
动的启发、智慧的启发。因此,优秀教师都重视用积极的情感来教,用 丰富、积极的情感影响学生,使师生协调地配合。情感是好教学方法发 挥作用的“催化剂”。不注重情感的作用,方法再好也难收到应有的效 果。
(五)培养学生高尚的思想情操和健康的心理品质,实现全面发展 中学教育应该努力培养德智体美劳全面发展的新一代,在化学教学
中注意培养学生的道德感,使他们热爱祖国、热爱社会主义、热爱中国
共产党,具有对社会、对集体的义务感和责任感;培养学生的理智感, 使他们有强烈的求知欲和刻苦钻研精神;培养学生的美感,使他们具有 正确的审美观,爱美、求美等等,才能促进和保证学生的全面发展。
二、努力创设师生情感交流的气氛 学生的积极情感主要地是在教师情感的影响、诱导下产生的。在教
学中,要努力创设师生情感交流的气氛,促进学生积极情感的形成,实
现师生情感的共鸣和协调。怎样才能较好地创设师生情感交流的气氛 呢?
(一)精神饱满地走上讲台 近代教育家第斯多惠说过,“教学的功能不仅是传授知识,更在于
激励、唤醒和鼓舞”。试问:没有抖擞精神和勃勃生气怎能激励、唤醒
和鼓舞学生?一个满脸倦容、无精打采的教师走进课堂,教学的气氛必 然死气沉沉,学生必然会懒得动脑、动手学习。所以,教师必须精神饱 满、举止大方地踏上讲台,使学生精神为之振奋,迅速集中注意,尽快 进入学习角色。
(二)微笑——沟通心灵的“催化剂”
调查表明,学生最喜欢既是师长又是朋友型的教师。有一个学生写 道:“我最喜欢听×老师的课,除了他知识渊博、条理清楚,能使人感 到愉快的还有他的微笑。他的微笑使我舒心,使我质疑的胆子大了,信 心足了,脑子也活了。在他设置的轻松愉快的气氛中学习,简直是一种 享受。”这清楚地说明,微笑是师生心灵沟通的“催化剂”。
创设轻松、愉快、和谐的学习气氛,这样的情境能使学生适度地兴 奋,既具有学好的信心,又能使智力发展达到最佳状态。反之,教师上 课时板着脸、冷冰冰的,学生的面部表情也是冷漠的,双方都把教学当 成枯燥的、机械的履行义务,在这种气氛下学生如何产生学习兴趣、何 来兴奋和激动?
(三)尽快叫出学生的名字 教师在给新班级上课的时候,如果能熟记并且随时叫出学生的名
字,同时投以亲切、鼓励的目光,学生往往首先是惊喜,随即转为兴奋、
自信,觉得新老师了解自己、关心自己,自己在老师的心中有一席之地。 师生间的距离一下就缩短了,情感的增力作用就能充分发挥。每位教师 都应十分重视这良好的开端。
(四)亲切的目光 人们常说“眼睛是心灵的窗户”,一个人的情感最容易通过眼神和
脸部表情反映出来。学生通常很留心看老师的目光是否对着自己、是用
什么样的目光对着自己。教师的目光刺激和调节着学生的情感。 教师一进课堂就要用目光扫视全体学生,示意每一个学生:上课开
始了。讲课时也要用目光扫视全体学生,询问他们听懂了没有。提出问
题时要用期待的目光对着学生,好像在说“谁来回答?不用怕”,示意 他们勇敢地站出来回答。在学生回答问题时,教师要投以慈祥、鼓励的 目光,使学生的紧张心情得到放松、智慧得以展露。回答之后,教师还 要用目光鼓励学生质疑??。总之,教师的目光不能漏过一个学生,要 使每个学生都感受到教师的亲切关怀、爱护、期待,以及对他们成长的 信心。
(五)适度的褒奖 教师及时、真诚和恰如其分的褒奖,能让被褒奖者受到激励,又能
使其他人感到鼓舞。因此,教师要多表扬少批评、多鼓励不数落,让学
生看到自己的长处,扬长避短,增强信心。 教师的褒奖要尽量具体,让学生知道“好在何处”,少用“好”、
“很好”等笼统的方式。褒奖语应和学生的思想水平、分析能力适应, 具有可接受性。
要注意给每一个学生创造得到褒奖的机会,例如向不同水平的学生
提出不同难度、不同层次的问题或任务。要特别注意让差生体验到成功 的欢乐,使他认识到搞好学习不是没有可能。
除了在课堂上面对面褒奖外,教师还可以利用批阅作业、考卷的机 会,用批语进行表扬、指正、鼓励,使学生感受到老师的爱护和期望。
(六)语言富有感情、有感染力 教师的语言能对调节学生情感起很大作用。语言能实现“知”、“情”
的交流,如果使亲切的微笑、激励的目光等跟充满情感、富有感染力的
语言配合,一定能创造出轻松愉快、生动活泼、情知交融、思维活跃的 乐学场面。
(七)找机会跟学生接触 师生间没有接触就谈不上情感的交流。光靠课堂上的 45 分钟接触学
生是远远不够的,还要在课外找机会接触学生。把上课前的十分钟利用
起来,每次早点进教室,跟学生聊聊,有意识地接触二三个学生,师生 间互相沟通,日积月累也会产生良好的效果。
(八)不断提高教师的自身素质 在积极的情感发挥作用的过程中,教师处于主导地位,这就给教师
提出了高的要求:一名好教师除要博学多才外,更要注意师德修养,努
力塑造好自己的形象,作学生的表率,使学生感到教师值得亲近、值得 信任、值得敬重。教师热爱学生、学生热爱教师,师生间才能建立情感 交流的基础,否则只会有去无来、无法共鸣。教师本身素养如何是情感 发挥积极作用的首要因素。
三、需要注意的几个问题
(一)努力使教学过程成为知、情、意、行统一发展过程 情感随着认识的发展变化而发展变化,只有被认识的客观事物才能
引起情感。因此,不应该把认识过程跟情感过程割裂开来。情感能够成 为行为的动力,只有把教学过程变成知、情、意、行统一发展的过程, 才能使情感在教学中发挥作用。
(二)注意适度、真实和情感作用的辩证性 凡事都要讲究分寸,情感要注意适度。“温吞水”,不起作用,过
于强烈、失去控制也会影响效果。培养学生的积极情感要从实际情况出
发,区别对待。 情感要真实、自然,发自内心深处,这也是做到“适度”的关键。
扭捏做作、脸谱化的笑容,其效果只能是适得其反。要做到情真意切,
教师要热爱自己的职业、热爱所教的学科、热爱学生。只有这样,感情 才会真切,才能有强的感染力。
情感有时能收到反面的效果,对立性质的情感有时也能起到积极的 作用。例如,不满意可能使人消沉,也可能催人奋发;轻松可能使人自 满、陶醉,适度的压力可以使人清醒、保持积极主动的精神状态。所以, 要辩证地看待各种情感,控制情感的适当程度,保证它起到积极的作用, 努力避免各种情感的消极影响。
(三)重视表率和榜样的作用 搞好学习需要有强烈的责任感和理智感,需要有饱满的学习热情,
不怕困难和不达目的决不罢休的坚韧顽强精神。要学生做到这样,教师
要首先做学生的表率:对人民教育事业无限热爱,有强烈的求知欲和浓 厚的学习兴趣,热爱真理、追求真理,取得成功不沾沾自喜、故步自封, 遇到困难不灰心丧气、回避退缩。
教师还可以用著名化学家的生动事迹来教育学生。例如,侯德榜为 振兴民族化学工业孜孜探索;居里夫人为人类探索放射性奥秘辛勤工 作;诺贝尔因研究成功的喜悦而忘却伤痛;莫瓦桑等化学家在氟的研究 中表现出的献身精神??这些榜样都可以促进学生形成积极的情感、学 好化学。
(四)实行课内课外结合和学校、家庭、社会三结合 关心学生的课外学习活动、组织并引导学生参加有益的化学课外实
践,可以促进学生形成学习化学的兴趣、爱好和志向。注意跟家庭和社
会联系,互相配合、造成有利于学生进步的情感环境;实行开放式的教 育,让学生在实践中磨砺情感,都可以有效地促进学生积极情感的形成。 学习顺利和取得成功、遇到困难或受到挫折,以及在教学中出现师 生间不协调、不配合的意外情况,是情感发生并发挥作用的关键时刻,
教师要特别注意组织各方面力量共同做好这些关键时刻的工作。
(五)努力培养学生的高级情感,提高学生的积极情感的品质 情感有着不同的层次水平。要从使学生注意、感兴趣着手,逐步使
学生形成爱好,直至立志为祖国的社会主义四化建设学好化学。人的高 级的社会需要引起的情感是高级的社会情感,例如把自己的学习跟祖国 的需要、人民的需要联系在一起的学习责任感;在了解化学对认识世界 改造世界的意义和对四化建设的意义的基础上形成的对化学的热爱和化 学的美感等等。高级情感在人的情感中起着主导作用,它在教学中所起 的影响更深、更强,因此应该努力培养学生的高级情感。
高级情感的养成跟思想政治教育有着密切的关系。要重视进行切 实、生动的思想政治教育,帮助学生提高认识来培养学生的道德感、理 智感、美感等高级情感,使这些高级情感具有牢固的思想基础。
人的情感品质存在着差异,它们主要表现在情感的倾向性、深度、
稳固性和效能等方面。在教学中要引导学生不为琐碎小事而轻易动情、 分散精力而脱离主要任务;要把形成的高级情感深入、持久地渗透在自 己的思想和行动中,把情感有效地转化为行动的动力。
怎样做好演示实验
化学实验可分为演示实验、并进式实验(或称随堂实验)和学生实 验三类,其中演示实验的数量最多。
演示实验是教师进行表演,并引导学生观察和思维的教学双方协调 活动的实验。演示实验在各种教学场合都可使用。
一、演示实验的教学功能
1.演示实验具有特殊的魅力,它容易激发学生的兴趣,提高教学效 果。
2.演示实验可以为学生提供鲜明、准确、生动的感性材料,帮助学 生从宏观向微观的过渡,使概念、原理容易理解,使知识形象化,便于 记忆。
3.通过演示实验的教学可以帮助学生学习正确、规范化的操作技术 和方法,并能受到良好的实验习惯的教育。
4.通过演示实验的教学可以培养学生的观察能力、分析能力和推理 能力。
二、演示实验的教学要求
(一)目的明确 教材中规定的演示实验是根据大纲对基础知识、基本技能的要求和
教材重点而设置的。教师应仔细钻研大纲,通览教材,深刻领会教材的 体系和重点,在这个基础上弄清每个演示要给学生什么知识?建立什么 概念?揭示什么原理?要示范哪些实验操作?要发展哪种能力?对于这 些,教师必须做到心中有数。否则,做演示实验,就仅是为了完成教材 中的规定,让学生看看而已。其结果必然缺乏对学生的引导或引导不当 而降低教学效果。
教师根据设备条件或学生实际可以补充一些实验。但补充的演示实
验应注意必须符合大纲要求和教材深广度的阶段性。补充实验的选择须 符合下列原则:
(1)更容易揭示教材中的概念、原理的实验,而不是扩充教材的范 围。
(2)使教材中的重要知识形象化,便于学生感知、理解的实验。 例如:有的教师讲实验室制氯气,除了课本上要求的二氧化锰跟浓
盐酸反应外,又补充了重铬酸钾、高锰酸钾、氯酸钾等跟浓盐酸的反应, 并且做了简易演示。教师的用心是求“完整”和“一次到位”。这显然 是忽视了知识的阶段性,违背了大纲和教材对学生现阶段的要求。若补 充的这些化学反应和实验如果是课外小组对少数学生的辅导提高或高三 总复习则另当别论。
如果在讲完卤素一章后的复习课中,补充氯化钠、二氧化锰跟浓硫 酸混合加热也能生成氯气的实验是可以的。因为这些属于教材中的基本
知识,是概念的灵活运用,并没有超出教材。 有的教师常常认为物质的物理性质没什么难懂的,即便是重要物质
也常是让学生看看课文或由教师讲述一遍就过去了。例如,初中课本对 硫酸物理性质的描述是:纯净的浓硫酸是没有颜色、粘稠、油状液体, 不容易挥发。常用浓硫酸的浓度是 98%,密度是 1.84 克/厘米 3。学生 当然全能看懂这些文字,但却不能给予学生感知,不能在学生头脑中形 成表象。因此,“看得懂”却“难记住”。如果在讲述浓硫酸的物理性 质后,随即增补几个演示实验,让学生动动脑子,效果就不一样了。
用两个不贴标签同样大小的试剂瓶,一个盛半瓶水,另一个盛半瓶 浓硫酸,让学生不使用化学方法而应用浓硫酸的物理性质分辨哪个盛的 是浓硫酸?这样就有启发性。学生必须想一想——把两个瓶分别用手拿 起,看哪个重,因之,对浓硫酸“密度大”就印象深刻了。再展示不贴 标签大小不同的两个试剂瓶,一个盛半瓶水,另一盛半瓶浓硫酸,要求 学生还是应用物理性质分辨哪瓶盛的是浓硫酸?学生想一想之后,会发 现若把瓶拿起轻轻摇动,看哪个瓶内液体显得粘稠,就可断定哪瓶是浓 硫酸了。因之,浓硫酸呈“油状”,日后就能记忆犹新。如果,再采取 每桌上都放一瓶浓硫酸,让每个学生都打开盛浓硫酸的瓶塞,闻一闻有 没有气味,对浓硫酸“难挥发”的性质就轻而易举地解决了。学生亲自 实践,获得了感知,头脑贮存有实验表象,当然印象深刻,经久不忘。 又如:吸氧腐蚀是很重要的知识,但没有相应的化学实验配合。学 生一般的想法是:铁失电子,接受电子的应该是溶液中的某种阳离子(氢 离子或金属阳离子),对于得电子的是氧气很不容易接受。为此,补充 一个能够说明得电子的确是氧气的吸氧腐蚀的演示实验则属必要的了。
关于这个实验的做法,后面有详细说明。
总之,补充演示实验的选择应紧扣章、节的教学目的、要求,不能 脱离教材追求新奇。
(二)保证成功 学生对演示实验总是感兴趣的,他们总想看看将要发生什么新奇的
现象。如果演示实验失败了会怎样呢?从教师方面说,即使补做成功,
也会影响课时计划的完成,也影响教学效果,教师威信也必然下降,从 学生方面说,不仅他们的心理要求没有得到满足,更重要的是对学生学 习心理产生不良影响——学习热情下降。所以教师对演示实验的自我要 求应该是万无一失的。
为了保证演示实验的成功,应注意以下几点:
1.坚持课前预试 课堂演示实验的成功率,确与教师本人的经验多少有直接关系。所
以我们经常看到,初教化学课的教师比较认真课前预试,教过几遍的教 师有的倒不太认真,可能自认为已经有把握了。但真正到了课堂上,不 是因为大意而操作不当,就是因为仪器的清洁、干燥,试剂的纯度、浓 度,装置的气密性,管路不通畅或其他事先未估计到的偶然因素造成实 验失败。因此,即使有经验的老师,也应坚持预试。把导致实验失败的 各种因素都在课前解决,对可能的偶然因素也须充分估计并采取可靠的
防范措施。对于易损件,课上应有备件。
2.教师开列演示实验用品单,对于所用仪器药品,必须有明确的、 具体的要求
各校的一般情况是教师开列实验用品单,化学实验员给准备。因为 实验员不完全清楚任课教师对该演示实验仪器、药品的具体要求,因此 而导致实验失败的情况是有过的。例如教师开列的稀硝酸(浓度有要求, 纯度没说明),实验员可能给拿来一瓶学生实验用的稀硝酸,里面完全 可能早已混入杂质,用它在课堂上演示实验,有时就会发生一些不该发 生的现象。如果所用仪器和试剂都有具体要求,实验员按要求准备,那 么上述不该有的失败是可以避免的。
3.各年级要有教师专用的演示用仪器和药品 为了演示实验的成功,也为了减少准备演示实验所用的时间,应将
试剂跟学生用的分开,而且对浓度、纯度有一定要求的演示实验的试剂 和专用仪器要配套单独存放。
4.课前再检查 已经准备好的演示用品,临上课前还应再逐件检查,防止课上缺少
什么,如火柴等。 当然,就上述做了充分准备的实验,万一还失败了,怎么办?要实
事求是地向学生说明真相,千万不要文过饰非,而且一定要补做。
(三)确保安全 演示实验过程中如发生炸伤、烧伤、中毒等事故,不但会影响师生
身心健康,而且会造成学生对化学实验的恐惧心理。所以,教师对可能 发生危险的实验,如燃氢实验,必须切实掌握操作关键。
对于有毒或有强烈刺激性气体(如一氧化碳、氯气等)用量要少并
尽量少逸入教室空间。即使没有危险发生,也应该防止因刺激气味使学 生萌发对化学实验或化学学科的厌恶心理。如演示实验时,打开门窗, 用毕及时移到室外等。
对于虽经采取严格措施仍不能完全防止可能造成伤害事故的实验,
则不能选作演示实验。
(四)注意示范性 演示实验所用的仪器及其他用品都应该整洁。如玻璃器皿(包括玻
璃导管)的内外壁不能有污痕;破旧的配件如胶管、角匙、镊子等不宜 再用于演示实验。这样做的目的是,不但给学生以美的教育,更重要的 是逐渐使学生形成一种观念:化学实验是一项严肃、认真,来不得半点 “凑合”的工作。这对于培养学生整洁习惯和一丝不苟的科学态度是有 利的。
教师的实验操作速度要快慢适中,使学生对每一个动作甚至动作细 节都能看清。对于第一次接触的较复杂的操作要先示范分解动作,然后 再示范连续动作。这样容易使学生在头脑中形成完整的操作表象。
掌握操作技能的唯一途径是练习,而练习往往是从模仿开始。因此,
教师的演示必须操作规范、准确、有序和协调。否则,将给学生留下不 正确的“第一印象”,产生不良影响。操作必须一丝不苟,要和课本对 学生的要求一致。取用试剂要注意操作准确,如要向试管中倒入 2~3 毫 升液体试剂,不能一倒却是少半试管(约 5—7 毫升),不能给学生造成 “老师也没准儿”的感觉。有的演示实验使用的仪器、药品种类较多, 教师更应该注意从容不迫,有条不紊,取放有序。总之,如果学生感觉 教师的操作规范、熟练、准确而内心表示赞赏的话,那么他们在以后的 独立实验中,就会有意效仿,这正是我们所期望的效果。
(五)做示范,讲道理 在初三教学中,教师往往只要求记熟某一项操作应该怎样做。例如,
给试管加热,要先夹上试管夹。教师只告诉学生夹试管夹时,要将试管
夹从试管底部往上套,夹在试管的中上部。学生不明白,既然夹在离管 口近的地方,为什么不能从上套入?因而只能硬记或根本不这样做。如 果教师讲给学生,为了防止试管夹(特别是旧的)上的灰尘杂物从试管 口落入管中而使药品不纯,因此须从试管底部往上套的道理,学生就会 按要求做了。又如做过滤实验,教师讲“三低一靠”。同理若不讲清原 因,学生很难记住其内容,也不能熟练地应用于化学实验中。在高中教 学里常常要花大气力培养学生基本操作技能,原因之一可能是开始学习 时不能理解,甚至误认为是“小题大做”不肯照办的结果。
(六)尽量提高可见度 演示实验必须使最后一排学生看得清楚,这是对演示实验应有的要
求。我们曾见有的教师在预试过程中,常要站到离实验台 7、8 米的地方
亲自看看是否清楚。为了提高可见度,演示实验应尽量使用大型仪器。 有些演示实验,需要观察的是一些细微现象,如少量小气泡。全班
绝大多数是根本看不见的,这种情况就需用投影仪放大。
演示实验既然是给学生看的,那么,教师还应时时注意:
(1)演示实验过程中自己站的位置以及手和手臂是否挡住了某些学 生的视线?
(2)观察的现象与背景的颜色是否适合。如观察气体、溶液或沉淀
的颜色,如背景是黑板或老师的深色服装,学生往往看不清深色的产物。 所以,教师应根据情况考虑使用白纸板或黑纸板来衬托。
(3)光线亮度不够,常常不能使学生看得很清楚。这种情况下,教 师可以把仪器举到窗前明亮的地方。
(七)注意引导、启发 学生对教师的演示实验都能看清楚,操作方法和现象也记住了,教
师的教学任务是否就算完成了呢?不是,因为实验(包括演示实验)教
学的目的不仅是给学生头脑中留下实验表象。实验教学的根本目的是教 会学生“思维”。思维能力是各行各业、时时处处起核心作用的因素。
所以,随即来一番“由表及里”的功夫才是演示实验教学的最重要环节。 如果仅由教师罗列现象并逐条阐述,看起来既清楚又节省时间,但
从教学目的上说,不应看作是全成功的。 演示实验的鲜明、生动、新奇的现象使学生们兴奋甚至赞叹,继而
出现了“这是怎么回事”的心理要求,于是猜想、思索??。就是说, 学生的心理活动是处在观察→兴趣→疑问→思维的积极状态,“注意” 和“思维”达到了高度集中和活跃。教师应充分理解“机会只对有准备 的思维才有意义”这句名言。就是说,有思维的观察和没有思维的观察, 其效果是大不相同的。抓住这个时机,发挥主导作用,启发、诱导学生 自己分析、推理、判断、概括。把感性知识上升为概念和理论。把着眼 点放在培养学生的思维能力上。
抓住了这个时机,怎样启发学生呢?如果引导学生思考的问题过 易、过难或未针对他们疑问的焦点,仍然会出现“启而不发”的窘况。 因此,教师需根据本实验的具体教学目的,事先精心设计一套由表及里、 能够揭示事物本质的思考题。这些思考题要难易适当、要求明确并富有 启发性。在这个基础上,师生双方富有情感交流的协调活动,一定能把 学生的积极性推向高潮。争取教师的主导作用和学生的主体作用的最佳 结合,充分发挥实验教学的教学功能。
下面举个例子,供参考和讨论。
吸氧腐蚀演示实验的教学过程:
图 15
在 U 型管中注入 5%~10%的 NaCl 溶液,在 U 型管的一侧下部松松 塞入一小团脱脂棉,并放入一个无锈大铁钉,管的另一侧插入碳棒,在 碳棒一侧的溶液中滴入 2~3 滴酚酞试剂并用碳棒轻搅动均匀。当用鳄鱼 夹分别夹持铁钉和碳棒并经导线串联在演示用毫安计时,立即看到指针 从铁钉侧向碳棒侧大幅度偏转(如图 15)。表明铁失电子,经导线至碳 棒。撤去毫安计,把铁钉和碳棒直接用导线相连。约 2 分钟,在碳棒周 围特别是液面附近的溶液变红。酚酞变红色表明碳棒附近溶液由中性转 成碱性。(装置不撤去)
设问:是否因碳棒周围的水电离出的 H+自碳棒表面接受了自铁钉来
的电子,打破了水的电离平衡,导致[OH]->[H+]的结果呢? 学生经片刻沉思或议论之后,多数学生会以为是的。如果学生是这
种状况,那么可再追问:如果是 H+接受了来自铁的电子,那么在本实验 中理应还伴随什么其他现象呢?
学生可以推理出在碳棒表面应出现气泡。随即让两名学生到实验装 置前仔细观察,结果是没有任何气泡。从而否定了 H+接受了电子的设想。 再设问:溶液表面附近的红色深,这意味着什么?(再观察 U 型管
碳棒一侧) 然后教师逐步导出正极的反应是:
O2+2H2O+4e→4OH-
教师根据情况,可再继续选用以下演示并设计教学过程。
1.正极上反应的再验证。
拿出另一套 U 型装置,告诉学生注入的是经煮沸再冷却至常温的 NaCl 溶液。把用导线连接的铁钉和碳棒分别浸入 U 型管两侧溶液中,向 碳棒一侧滴入酚酞,随即在两侧的液面上各加约 1 厘米厚的煤油。两分 钟后,未见酚酞变红。指出这是用反证法肯定了接受电子的是氧气。
2.铁负极的反应。
铁原子失电子后是成为 Fe2+还是 Fe3+?(凭铁钉一侧溶液的颜色无 法确定,因浓度太小)
用胶头吸管小心地吸取第一个 U 型管中脱脂棉处的溶液 1 毫升并注 入干净的试管中,向试管中滴入 1 滴稀盐酸和 1~2 滴 KSCN 溶液,无颜 色变化。再加 2~3 滴氯水(或硝酸),溶液立即呈现红色。从而证明铁 失电子确实转化成 Fe2+。
总之,演示实验在鲜明、准确的基础上,把着眼点放在培养学生思 维能力上,是提高实验教学质量的最重要的方面之一。
怎样设计与改进实验
教师除完成课本上规定的实验外,可根据学校设备情况及学生的实 际水平,适当增补或改进一些不完善的实验。设计、创造新的中学化学 实验;或对那些现象不够明显,反应条件不易掌握,效果不够理想的实 验加以改进的工作,对教师本身来说,是一种研究,一种创造。作为中 学化学教师来说,也是他们应该具备的一种能力。
一、设计与改进实验所应遵循的原则 设计、改进实验是有明确目的的,那就是更好地发挥实验在化学教
学中的作用,不是为“改”而改,也不是标新立异。因而,设计、改进
实验必须遵循如下的原则:
(一)以教学大纲为依据,紧密结合教材内容 教学大纲是指导教学的纲领性文件,它规定了教学内容的范围和深
度,实验的改进或增补,应是严格遵循大纲的要求,不能“超纲”,也 不能随意降低标准。教材是教和学的依据,教材的编排循序渐进、衔接 紧密,形成了完整的科学知识体系。实验的编排是这一知识体系的重要 组成部分。因此,实验的设计与改进,应首先明确该实验在教材中的作 用。增补是否有价值,是否有助于化学概念的形成,化学原理的说明, 增补与改进均应在不违背教学大纲的要求,不违背教材编排科学性的前 提下进行。同时实验安排的时机也应有机地溶入教材的整体之中。
(二)遵循实验教学自身的科学性、系统性 优秀的教材在实验教学编排上也应自成体系,有其自身的规律。如
对仪器的认识、使用是由简到繁、渐次增多;各种实验基本技能的训练
由教师示范到学生逐步掌握应有计划的安排;又如对学生观察、分析能 力的培养也是循序渐进的;组织学生结合教材自己设计实验习题更应在 有一定知识及技能积累的条件下进行。因此,进行实验设计与改进,必 须遵循实验教学自身的规律性,违背了学生的认识规律,就会适得其反。 例如,对初中化学的增补与改进实验,宜装置简单、原理涉及单一,操 作简便,随着学生接触的实验多了,化学知识更丰富了,再逐步提高实 验的综合性和复杂程度。
(三)实验的设计与改进,要有利于全面提高学生的素质 前面已经论述过,实验的目的,不仅在于知识的传授和实验技能的
训练,其重要作用还在于全面提高学生的素质。目前课本上的大部分实
验虽都经过长期教学实践的检验是行之有效的,但多数是验证性实验。 而探索性实验是从发展学生思维能力出发,将实验变成学生创造性学习 的手段。在教师的指导下,通过学生亲自探索新知、亲自实验,去认识
化学概念和规律,有利于对学生进行科学方法的初步训练。为此,教师 要精心设计实验教学过程,尽量设法提高每个实验的智力价值,使整个 教学过程充满启发性、思考性。例如在初中可设计一组探究性实验使学 生形成分子的概念及认识分子的性质。
(四)实验的设计与改进应考虑教学法的因素 实验的设计与改进应符合教学法的需要,应有利于调动学生的学习
兴趣和积极性。例如,新课的讲授往往以单独的实验为宜,复习课则可
设计,增补综合系列实验,以实验为线索引导学生进行复习,如卤素性 质综合实验等。并进实验课的设计应注意如何把演示实验简化,使之仪 器简单,需时少,易成功,无危险。一般一节课只应安排 2~3 个实验。
(五)力求仪器装置简单、效果明显、直观性强 实验现象应使全班学生都能观察到,仪器装置简化的目的是为了突
出重点,便于观察。当简单性与直观性发生矛盾时,应服从直观性的需
要。
(六)提高实验的成功率,改进需时较长的实验 演示实验是为配合课堂教学内容进行的,时间过长会影响知识的讲
授。为保证实验在预定的时间内顺利完成,教师应探究实验原理,寻找 最佳反应条件,研究反应物的数量关系和形态,考虑影响实验的各种因 素。提高实验成功率,使实验准确及时完成,是实验改进的重要课题。
(七)确保安全,防止污染 中学化学涉及一些易燃、易爆、腐蚀性强及有毒气体逸出的实验。
在实验教学中确保学生的安全,防止中毒及污染也是实验设计与改进的
重要课题。这可从改进仪器装置,增加防护措施,提高实验技巧等多方 面加以研究。
二、实验设计与改进的思路与方法
(一)革新设计思想,巧妙构思 实验的设计与改进,本身是一项研究,是一种创造。不墨守陈规,
是革新与创造的精髓。因此,成功的实验设计与改进,来源于立意的创 新、构思的巧妙。这就要求教师在明确化学反应原理的基础上,有较广 博的知识,要熟悉化学、物理学、生物学等学科的实验方法,要了解国 内外化学实验设计与改进的动态。下面介绍的几个实验是近年来中学化 学实验改革的成果,都很有新意。
1.一氧化氮气体简易发生器
由于一氧化氮气体极易与空气中的氧气化合而生成红棕色的二氧化 氮气体,学生难以从实验现象上直观地得出稀硝酸与铜反应生成无色一 氧化氮气体的结论。而改进的一氧化氮气体简易发生器(图 16),利用 一氧化氮气体不溶于水的性质,用稀硝酸盛满整个试管而将空气排出, 避免了生成的一氧化氮与空气中氧气接触的可能。并将一氧化氮的制备 与性质实验融为一体,即可清楚地看出实验的主要产物:无色的一氧化 氮气体和蓝色的硝酸铜溶液,打开橡皮管夹又可演示一氧化氮与氧气反 应生成红棕色二氧化氮气体,同时避免了二氧化氮气体污染空气。这一 实验改进,构思巧妙,装置简单,直观性强,具有新颖性。
2.一氧化碳还原氧化铜实验 用锥形瓶或集气瓶收集一瓶一氧化碳,将瓶口用胶塞塞紧。取粗铜
丝打磨干净后绕成螺旋状并插入一个与瓶口合适的胶塞中。手持胶塞将 铜丝加热,离开火焰后表面要确实看到生成黑色氧化铜,趁热插入瓶中, 铜丝由黑色瞬间被还原成光亮的红色,可重复做 2~5 次,倒入石灰水, 石灰水变混浊证明有二氧化碳生成。
这是对原教材中实验的改进,仪器装置简单,操作方便,效果明显, 易于观察,且减少了一氧化碳的逸出。
3.吸氧腐蚀实验
图 16 本实验为增补课本实验空白而设计。可使学生直观形象地看到吸氧
腐蚀有电流产生,是电化腐蚀,加强对吸氧腐蚀机理的认识。 实验装置如图 17,将废钢锯条用砂纸打亮,从中间折断,溶液呈微
酸性,pH 值为 6。
图 17 实验时,每从导管鼓入一次空气流,即可看到电流计指针发生一次
明显的摆动。此实验装置简单,材料易得,操作方便省时,现象明显,
并可连续使用。
4.焰色反应效果改进实验 碱金属元素的焰色反应实验,现行教材是用铂丝蘸取检测液在酒精
灯上灼烧观察。由于铂丝蘸取溶液很少,焰色反应很快消失,学生不易
看清,特别是用蓝色钴玻璃观察钾更困难。 若改用同时点多盏焰色反应灯,能长时间观察金属的焰色反应。可
废物利用将青霉素药瓶制作成焰色反应灯。由于酒精灯用乙醇做燃料, 而乙醇火焰带黄色,对焰色有严重干扰。将燃料由乙醇改为甲醇,在灯 芯上撒放少许粉状检测物,再用深色竖板做背景衬底,点燃灯芯,可观 察到鲜明的被测元素焰色反应。
用滴管往小瓶内加入甲醇溶液不超过 2/3 容积,放入灯芯即可使用。 由于点灯法增大了火焰的可见度,用甲醇做燃料,大大降低了对焰色反 应的严重干扰,即使观察钾的焰色也不必用钴玻璃。灯芯上添加检测物 后,可以保持较长时间使用。小瓶上要贴有标签,并设置瓶盖(可用眼 药瓶底部)。
(二)采用其它学科的实验仪器和方法
当代科学技术的发展,使得新知识,新技术不断涌现,各学科之间 相互渗透,相互促进成为科技进步的明显特征之一。化学实验也不再是 传统的自我封闭的体系。一些其它学科仪器和电子元器件已成为广泛通 用和普及的了。根据化学实验设计与改进的原则和方向,引入一些新的 仪器或电子元器件,对革新实验往往会收到事半功倍的效果。下面的一 些实例,也出自各地教师的研究成果。
1.化学实验中发光二极管、三极管、音乐集成块、压电陶瓷发声器 等的应用
半导体发光二极管是一种将电能转化为光能的电子器件,具有耗电 省及灵敏度高的特点,利用若干发光二极管和小功率晶体管可制作简单 的直流放大电路。利用输入电压的变化,经放大后,能使不同数的发光 二极管依次发光。用此装置可证明不同溶液导电能力的差异。由于不同 溶液导电能力不同,输入电压也将发生相应变化,此时发光二极管发光 的个数也不同,直观形象地说明了溶液导电能力的差异。
“水的电离度受温度影响实验”,“金属活泼性实验”,“氢氧化
钡溶液和稀硫酸溶液的中和反应”等实验均可运用上述装置。目前,各 地推荐的实验改进、教具改革成果中,很多项目使用发光二极管、三极 管等电子器件。这不仅使实验现象直观、鲜明,也开拓了学生的思路。
2.利用投影器做化学投影实验
在简单装置中进行的化学实验一般都可以利用投影器投影。实验现 象被投影放大后,使一些只有细微变化的现象,变得易于观察,使远离 演示台的学生也能看清。由于投影实验只需在较小的器皿内进行,还可 以节约药品。实验投影的方式分为竖直投影和水平投影两种。竖直投影 时,银幕上得到的影像是侧视实验的效果;而水平投影时,银幕上得到 的影象是俯视实验时的效果,教师可根据所做实验在观察上的要求来设 计投影的方式。水平投影一般在结晶皿内进行,如金属钠与水反应、电 解铜等实验均能得到较好的效果。竖直投影实验,一般在扁平投影反应 槽内进行,可用于金属活动性比较、原电池、胶体电泳等实验。
(三)从探索最佳反应条件上改进实验 实验的研究与改进,一种是新的构思、新的设计,另一种则是对原
教材中那些反应条件不易掌握,反应时间较长,效果不明显的实验加以
改进,使之更适合教学需要。这还包括原教材中的实验设计无可挑剔, 但结合本校具体条件做起来不尽理想的。在不改变原设计构思的情况 下,研究的方向主要是探索最佳的反应条件,因为化学反应的发生与进 行是受到多种因素制约的,首先是决定于反应物的组成、结构、性质与 相互间的作用,其次还要受到外界多种因素与实验程序的影响。因此, 化学反应条件的研究与控制是实验成败的关键之一。影响化学反应的速 度与程度和实验现象的鲜明与准确的客观因素是众多的。常见的客观条 件有反应物的浓度、用量的配比、纯度、温度,反应物间的接触面积,
反应体系的压强、温度、光照及溶剂,反应介质的 pH 值,实验的程序, 电化学反应所需要的电流强度与电压等等。这方面的研究与探索对提高 实验教学质量具有十分现实的意义。
1.木炭还原氧化铜实验反应条件的研究 为得到光泽性好的块状金属铜是改进本实验的目的,关键在于研究
最佳反应条件。 首先要解决的是木炭和氧化铜的用量比,理论上,木炭与氧化铜的
质量比是 1∶13.3。但若按此量,木炭的用量实际上会不足,因为试管中 的空气会消耗一定量木炭。因而木炭用量要比理论值偏高,实验证明, 木炭与氧化铜质量比以 1∶10 至 1∶12 为宜。反应物的总量也会影响实 验效果,太多、太少均不好,如用 15×150mm 的试管以 1.6 克为宜。反 应物颗粒要细,混合均匀,适度压实,使颗粒间紧密接触,目的是增大 反应物的接触面。另一课题是研究反应温度及灯具,由于本实验是固相 反应,要求使用高温灯加热,最宜控制掌握的是使用加铁纱网罩的大火 酒精灯,还要考虑此反应是放热反应,当反应物开始发红,猛烈燃烧时 应及时撤走酒精灯,便于观察反应继续进行直至反应完全。
2.利用正交试验设计法研究反应最佳条件 当原实验给定的条件不详,效果较差又无文献可查时,应利用正交
试验设计法进行研究。正交试验设计法,简称正交法,它利用正交表来
安排试验。对那些受诸因素影响的实验,要想获得最佳反应条件,如果 盲目试验,不仅增加试验次数,延长周期,造成人力物力的浪费,有时 还会因试验次数多得惊人以致无法进行。使用正交法能从众多的不同条 件搭配中,选出少量的最具“代表性”的试验,并能对影响试验结果的 各个因素的重要程度给予定量的估计。正交法是一种科学方法,一项科 学试验要想达到预期的目的,除了正确的指导思想外,采用科学方法也 是试验成败的关键。
(四)采用代用品,自己动手设计制作简单的专用仪器 由于学校条件,实验室设备及经费的限制,使部分学校不能按质按
量完成教材规定的实验教学内容。为解决这一问题,因地制宜采用代用
品,自己动手设计制作简单的仪器,是一项大有作为的研究课题。现举 几例说明。
1.用红磷做“自燃”实验 白磷剧毒,易燃,一般中学不具备保存条件。但若将一般实验室中
易得到的红磷转化成白磷做自燃实验,不但补足了教材中应做的实验, 还扩展了学生的知识面。
取红磷 2 克装入大试管中,把 10 厘米长的滤纸条卷成螺旋状装入试 管中,配上有直角导管的胶塞,并将导管插入盛有水的试管中。加热红 磷,红磷升华为磷蒸气,被滤纸吸附。停止加热,换上无孔胶塞(此时 红磷已转化为白磷),待用。实验时,用镊子夹出纸条,白磷遇空气即 燃。
2.为引出催化剂概念而设计的实验装置 原教材中为引出催化剂概念而设计了三个实验,很费时间。现在用
一个自制的简单仪器,可使三个实验用一个连续的实验代替。仪器如图
18。A 为自制弯曲试管,B 为氯酸钾,C 为二氧化锰。实验时,首先加热 二氧化锰,检验无氧气放出。再加热氯酸钾至熔化,有氧气放出。移开 火焰,使试管直立,二氧化锰落入加热的氯酸钾中,检验有氧气迅速放 出。此实验由于简洁,有利于概念的引出,已被选入北京市的新编教材 中。
3.二氧化碳比空气重的实验
图 18
用托盘天平称量实验备用的烧杯的质量后,把集气瓶中的二氧化碳 慢慢地向烧杯里倾倒,让学生观看天平指针发生偏移。这一实验由于种 种原因往往不易成功。分析原因,有时是由于实验室的天平被腐蚀而不 够灵敏所致;称量与感量不匹配等。如用 250 毫升烧杯称量二氧化碳和 空气,其质量差是 0.1705 克,如果用感量 0.2 克的天平则指示不出明显 变化,所以应当用再大一些的容器。再有集气瓶的体积也应与烧杯的体 积相匹配,集气瓶的体积应等于或大于烧杯的体积,容器是否干燥也很 重要。为了提高演示成功率,可改成一种自制天平。将悬有两个纸袋的 杠杆支架起来并保持平衡,将其悬挂在铁架台上。用大烧杯收集满二氧 化碳,然后将二氧化碳慢慢倾注到一端的纸袋里。杠杆失去平衡时,再 向另一端的纸袋里倒入二氧化碳,杠杆又恢复平衡。本着就地取材,因 陋就简的精神,可制作多种实用的仪器。如用废牛皮纸信封做成漏斗, 再涂以蜡或树脂涂料实用且不易摔碎。用易拉罐,有机玻璃、泡沫板, 聚光电珠等制作高亮度丁达尔现象实验器,实验现象十分明显;用 135 胶卷暗盒制作的酒精灯增温护焰罩,能使酒精充分燃烧,焰高是原来的
1.5~2 倍,处于半气化状态,加罩的酒精灯适用于木炭还原氧化铜、甲
烷制取、焰色反应等高温实验。其它一些代用品或废弃物如输液管、塑 料瓶等均可派上用场。
4.液封除毒气化学仪器的自制
在中学化学课本的演示实验中,有一些实验会产生污染物,对师生 健康有害。如二氧化硫、氯气等,可在现有仪器的条件下加工制成具有 防毒气逸出的装置,使实验更加安全,也有利于对学生进行环境保护的 教育。图 19 中的液封集气瓶,可进行多种有害气体性质实验。
图 19
使用代用品或制作简单仪器,应力求操作规范,并应向学生说明规 范实验的内容。做到既增补了因仪器、药品不足而减少的实验,同时又 鼓励学生的创造性,提高他们的学习兴趣和实验技能。
怎样使用图表、模型和电化教学工具
在中学化学教学中应遵循直观性原则和启发性原则。因为生动直观 的形象对于中学生,尤其是初中生具有极大的吸引力,在此我们要使用 一切可以利用的方法和手段,充分发挥学生形象思维的优势,引导他们 从具体的事物中唤起抽象思维的活动。
为了达到这一目的,我们可以采用实物直观例如,使用各种实物挂 板、实物标本,或让学生直接观察实验现象和模象直观(如:模型、图 片、照片等能激起学生对实物的丰富联想),也可以采用现代化的电化 教学手段,就更能加深和增强直观教学的效果。
现将我们在教学中常用的直观教学手段简要介绍如下。
一、图 表 图表可以辅助教师的讲解,使学生感到学习的知识具体、形象或者
化学规律一目了然,所以很容易接受。另外,图表的使用还能起到控制 学生视觉,集中注意力的作用。
图表的内容很广泛,可以是反映生产原理、实验装置、化学概念、
化学实验数据及曲线图等,或是某种化学变化规律,如单质、氧化物、 酸、碱、盐之间的相互转化规律、周期律等等。这可以根据教学的需要, 选择适合内容的图表辅助教学。
有些挂图和图表,是印成彩色的印制品,可以在新华书店等处买到。
但有些并没有现成的印制品,这就需要教师根据教学需要自己动手绘制 一些挂图或图表。教师在绘制时应注意以下几点:
1.绘制图表时首先要考虑科学性和客观性,不要只注意美观而忽略
了真实,因为这毕竟不是美术作品。
2.为了醒目和美观,应尽量使用彩色绘制,但也不要颜色过于繁多, 防止使学生有眼花缭乱之感。
3.所用的纸张要够大,图不要画得太小,而且纸的质地要好,以易
于保存。 另外,使用图表时,应要求教师使用教杆,这样可以不挡学生的视
线。
二、模 型 模型是宏观实物的模拟品。模型包括形象模拟,如电子云模型、高
炉模型等,和构造示意,如晶体结构(金刚石、石墨、氯化钠晶体模型)、 有机物分子结构(球棍模型和比例模型)等。
有些模型有成品出售,在没有成品模型的时候,教师可以自制教学 模型。如果有条件制成动态的模型,就能更大地激发学生学习的兴趣。 例如,接触法制硫酸所用的沸腾炉,可以用草板纸制作一个纵剖面沸腾 炉的外壳,在平视剖面蒙好玻璃纸。在隔板上均匀打好φ3mm 的圆孔数十 个。隔板上放置如豆粒大小的聚苯乙烯泡沫塑料碎粒,厚度约为 2 厘米。 当用吹风机(理发用)从空气入口吹风时,可以清楚地看到泡沫塑料碎
粒翻滚跳跃呈“沸腾”状。能使学生对沸腾炉的工作原理一目了然,长 久不忘。
教师在使用模型进行讲解时,还应注意,要尽量发挥模型的直观性 优点,但启发学生的想象力应力求达到“神似”,以避免使学生误认为 “就是那个样子”的错误印象。
三、电化教学工具 使用电化教学手段大致可分如下几类:
(一)幻灯机或投影仪
幻灯机和投影仪是目前我国能够推广使用的电教工具。 幻灯机和投影仪在表现力和感染力方面虽不及录像和电影生动、形
象,但它仍有独特的优点。首先是成本低,其次是使用方便,操作简单, 制作放映图片较容易。
化学实验中,有许多是只有甚微现象的实验,限于条件又不能都让 学生亲自实验,那么把一些实验投影到屏幕上就能使学生看清,大大扩 展了演示效果。
1.以投影仪代替黑板教学
用彩色记号笔把事先设计好的板书、图表,书写在玻璃板(或无色 胶片)上,用投影仪示出,色彩鲜明,可引起学生们的注意和兴趣。我 们还可以根据教学内容的需要,随时调换玻璃板,使学生的注意力得以 保持,同时节省了板书的时间增加课堂密度。
例 1 在初中“单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系”一节的教学 中,即可采用以实验为基础,使用投影仪代替板书,分部的引导探索法 进行教学。事先制好的相互关系图不要一次全部展示,可以遮挡先不讲 的部分,只展示要讲的部分,随着实验的逐步进行,把相互关系图的有 关部分逐步展示,最后展示全部关系。
例 2 氧化汞分解,氧原子和汞原子各自重新组合成氧分子和金属
汞。我们可以在小方玻璃片上分别画上氧化汞分子、汞原子、氧原子、 氧分子微粒,在投影仪上移动小玻璃片,使屏幕图像上显示出氧化汞分 子分解和氧原子重新组成氧分子的过程。这样把抽象东西形象化,易于 理解,便于记忆。
例 3 一些实验的联合装置,如将 CO2、H2、O2 等的实验室制娶收集
装置中涉及的各种实验仪器图事先制好。在教学进行过程中,可由投影 仪显示,然后根据先后次序和所需仪器,逐步组装,最后形成个完整的 实验装置图。
2.投影仪用于实验教学 利用一些简单的仪器装置,把某些演示实验,放在投影仪上进行,
将实验过程和现象展示在屏幕上,可以使实验现象明显,可见性好,从 而大大地提高了演示实验的效果。
例 1 初中第五章有关酸和金属反应的演示试验
可将铁片、锌片、铜片、银丝分别剪成或弯成 Fe、Zn、Cu、Ag 形状 然后分别放在盛稀盐酸的培养皿中,用投影仪示出,可以清晰地看到铁、 锌与稀盐酸可以反应,均有气泡放出,后两者无此现象,无反应。再将 稀盐酸换成稀硫酸,重复上述反应,反应现象相同。
例 2 硝酸钾的结晶
用 100ml 小烧杯、盛放 20ml 水,再加入牛皮胶粉末少许(约 10mg); 边加热边搅拌,边加入硝酸钾晶体,将溶液加热至沸,制成硝酸钾的热 饱和溶液。用镊子夹持一团脱脂纱布,在准备好的玻璃上均匀涂上一层 硝酸钾的热饱和溶液,立即将此玻璃片放在投影仪的载物玻璃上进行投 影,一会儿在银幕上可见少量晶粒出现,晶粒不断长大,不断向四面伸 展生长。一两分钟后,美丽的晶体图像就可布满整个银幕(溶液中加牛 皮胶的目的是为了增加溶液在玻璃上的附着力)。
例 3 银树的生成(置换反应) 在投影仪的载物玻璃上放置一块洗净的玻璃片(150mm×200mm),
用小刀刮锌片的边缘,刮下少许锌片粉末,分散在玻璃片上。 在撒有锌粉的小玻片上,滴上 1~2ml 硝酸银溶液,立即再盖上另一
片玻片,并用手轻轻地按压,使玻璃片之间的溶液呈均匀的液膜状,在 银幕上可立即看到锌粉与硝酸银反应的现象:在锌粉的周围出现黑色的 斑点,各斑点以锌粉为中心,逐渐向四周伸展生长,几分钟后形成一簇 簇松花状的银树图案。
例 4 原电池反应
在投影仪上放置一培养皿,内盛稀硫酸,然后在培养皿内的两侧放 置带导线的锌片(剪成 Zn 形)和铜片(剪成 Cu 形),让溶液浸没金属 片,这时观察现象:只有锌片周围有气泡生成。
然后再把锌片和铜片的两根导线相连接,再观察现象:此时锌片周
围无气泡生成,而铜片周围则有大量气泡生成。 注意,使用的锌片应尽量用纯度较高,如果锌片不纯,那么锌片本
身就可形成无数个原电池,所以即使把导线相连,锌片的周围仍有气泡
生成。
我们现在使用的投影仪许多是折射式的,那么在这样的投影仪上进 行的投影化学试验,可采用的仪器常是培养皿、玻璃片、烧杯等,而试 管和其它较复杂的仪器则不适于在折射式投影仪上使用。如果使用直射 式投影仪,则许多试管反应,均可使用投影仪来增强反应效果。但此时 使用的试管和其它反应器均要重新制作,而不能使用一般的试管和其它 反应器。制作时,可使用无色透明的有机玻璃,制成两边平行的扁平的 试管,其它反应器也应制成扁平的(不要太厚)。根据需要将有机玻璃 裁成一定尺寸的材料,使用氯仿粘合即可。
(二)录像 在中学化学课堂教学中,根据教学要求,使用课前摄制好的录像进
行放映是一种行之有效的教学手段。它既可以作为演示实验的补充,又
有利于学生观察能力的培养,还可以把一些抽象的教学内容变得具体、
形象,利用放映录像进行教学还有利于激发学生学习化学的热情。所以 说,它是帮助我们提高化学教学质量的好助手。
1.作为演示实验的补充 有些课堂演示实验效果欠佳,有些实验因种种原因无法在 45 分钟课
堂教学中演示,这类实验若上课前摄制录像后拿到课上放映,同样能起 到上述的演示实验的作用。
那么,这类实验具体指的是哪些方面呢?
(1)可见度低但又无条件改成边讲边实验的演示实验。 例如,氨的催化氧化实验在演示时,学生不容易清楚地观察到催化
剂发红、红棕色气体和白烟的生成。我们利用录像把成功的实验摄制下 来,就可以改善此演示实验的效果。
(2)实验过程耗时较长的演示实验。 例如氯水、氯化银、甲烷氯代等见光条件下的反应,一般要在半小
时后或更长时间才能见到明显的效果。这些实验可在开始时摄一段像后 等半小时或一段时间后再摄像(中间的过程可通过解说词“光照半小时 后”向学生交待)。这样耗时较长的实验通过放映录像差不多只要一分 钟左右的时间就可解决。
(3)对环境要求较高的演示实验。
例如“用简易验电器探测分子极性”的实验。其成败的关键之一, 要求环境的湿度不能太高,如果在阴、雨天气进行该实验,教室又无湿 度调节设备,该实验很难保证成功,而利用录像在课上放映,则可不受 此环境条件的限制。
(4)在课上教师一人难以完成的演示实验。
例如压强对化学反应(SO2+2H2S=3S↓+2H2O)速度的影响的对比实
验,利用放映录像可避免课堂上教师要再请一人解决两人同时操作的问 题。
(5)对产生有毒物质,严重污染环境对学生身体有害的演示实验。
例如用硫化亚铁和稀盐酸反应,制取硫化氢气体的实验等,使用录 像放映,可解决课堂无毒气橱设备而进行演示实验的困难。
2.有意识地、有重点地培养学生的观察能力
培养学生对实验的观察能力,也是实验教学的重要内容。利用录像 对指导、启发学生观察实验起到一般演示实验所起不到的作用。
仍以氨催化氧化的演示实验(用三氧化二铬为催化剂)为例,因该
实验的整个装置较为复杂,学生到底应该观察哪些主要现象,演示时学 生的观察往往会顾此失彼,摄像时可采用“推”、“拉”和“特写”镜 头来引导、培养学生对主要现象的观察。如配音时提出,氨催化氧化反 应时在催化剂上可见到什么现象?此时镜头可“推”到燃烧管的催化剂 部分。这样可以有效地引导学生观察到当鼓气(空气)时催化剂层明显 地呈现红热状。放像时再配合使用“暂停键”,还可使每个学生都有充 裕时间对所要观察的现象进行观察,不但加强了学生的形象识记,并且 利用图像的暂停,及录像的再次重放,使学生有足够的时间思考产生此 现象的原因,增强了教学的效果。
3.可使抽象的教学内容变得具体生动 根据教学要求放映录像,可把一些抽象的教学内容转化为具体、生
动的形象,这不但可激发学生的兴趣,更重要的是使学生的无意注意转 化为有意注意,并且还能促进对教学内容的理解。
如,学生对电解质的电离过程是个吸热过程,升高温度能促进弱电 解质的电离和原子结构中的电子云等知识感到抽象,若配合教学放映不 同温度时水导电性的实验(借助示教用的灵敏电流计说明导电能力大 小)和电子云的录像片,能收到较好的效果。
4.有利于激发学生学好化学的积极性 配合教材在课堂上放映有关内容的录像还有利于激发学生学好化学
的积极性。如在石油化工教学时配放我国石油工人和科技人员开发建设 大庆、胜利、大港等油田的壮观场面;
在 CaCO3 和 Ca(HCO3)2 相互转化的教学时配放祖国大好河山中的岩
洞里的钟乳石、石笋、石柱等内容的录像,可激发学生的爱国主义精神; 配合同位素教学放映我国原子弹、氢弹试验成功的录像,可让学生接受 国防教育。这些都可从根本上激发学生学好化学的积极性。再如结合焰 色反应和胶体的教学可放映节日焰火和做豆腐等内容的录像也可提高学 生学习化学的兴趣。
摄制上述内容的录像带可到电教馆翻录,还可转录电视台的有关节 目内容,也可根据需要自己录制。
(三)教学电影 教学电影片,能向学生提供大量不易看到的实际景象,不但能极大
地激发学生兴趣,并且在同样时间内提供了更多的信息量,其效果是远
非讲解可比的。如中央电教馆 1985 年拍摄的“走向化学世界”的彩色教 学电影片,作为初三化学绪言课的辅助教材,效果很好。有电影放映机 的学校还是应该充分利用这种设备,发挥教学影片在教学中的作用。
怎样使用现代化教学手段
在 21 世纪即将来临之际,回顾过去,教育曾对科学技术发展和社会 进步起了无可估量的作用。同时,先进的科学技术也正在推动教育进行 改革,它为建立新的教育模式提供了有效的手段。
投影幻灯、电视录像、计算机多媒体系统等多种现代教育技术手段, 越来越多地走进课堂教学。在化学教学过程中运用这些先进的教育媒 体,引起或将引起以下几方面的变革:
1.改变学生在教学过程中认识事物的过程 传统教学过程是由感知 事物,理解教材,巩固知识和运用知识四个环节顺序连续地组成的,而 先进教育技术则把感知、理解、巩固、运用融合为一体,有形有声,直 观地引导学生直接揭开事物的本质和内在的联系,使学生容易理解和掌 握事物的本质,有利于培养学生能力。
2.改变某些教学原则传统的教学过程强调教学由近及远,由浅入 深,由具体到抽象。先进教育技术可以改变这个顺序,可以把远方的东 西移到学生眼前,把复杂的东西变得简单,可以把时空放大或缩小,怎 样有利于学生的认识就怎样运用。
3.改变某些教学内容和教材形式 通过先进教育技术,可以将许多不
容易理解的新科技内容增加到教学内容中,使教学内容现代化。
4.改变教学过程中教师、学生、教材三者之间的关系应用先进的教 育技术可以把教师和学生的主动性都调动起来,改变课程教学固有模 式。教师的角色从单纯讲授知识转变为设计教材,学生从单纯接受知识 转变为自我学习,自我发现,有利于因材施教,个别教学。
下面分别介绍投影、录像、计算机多媒体等几种电教手段在化学教
学中运用情况。
一、投影幻灯 投影技术在教学过程中具有真实性、直观性、高效性,运用得恰当
会实行教学过程的最优化。
(一)辅助化学实验 我国大班级授课体制虽提高了教育效率,但在某些化学实验等课堂
教学中也会由于人多而影响学生对客观事物及现象的观察和认识。在化
学演示实验中,使用投影仪既保证实验的真实性,又可放大空间,增大 可见度,让细微变化清楚地展示在学生面前。
例:钠与水反应的实验。应使学生从实验中看到四种现象:①钠比 水轻,浮在水面上;②与水反应放出热,使钠熔成光亮的小球;③产生 气体使小球迅速游动,直至完全消失;④滴有酚酞试液的水溶液变成红 色。这个实验可改用培养皿盛水,把它放在投影仪上,再进行实验,所 有现象都可投放到屏幕上,图像放大,真实,易观察。
又例:结晶概念及其过程。先制取热的硝酸钾的饱和溶液,将溶液 滴在玻片上,并把玻片放在投影仪上,一会儿,屏幕上出现晶体析出的 图像,进而看到晶体长大,向四面扩伸。这个投影实验使学生对晶体概
念和形成过程记忆深刻,并从中受到艺术美的感染。
使用投影辅助实验还可用在许多地方,详见表 6。
(二)替代部分黑板板书 在讲授课教学中,使用投影帮助学生对概念进行比较、理解、掌握、
使用,这样可以节省黑板板书时间,如常有以下的比较:同位素与元素; 溶解度、质量百分比浓度与摩尔浓度的关系;原电池和电解池;取代反 应与置换反应等。把这些概念抄写在投影胶片上引导学生分析比较,教 学效果极佳。
表 6 投影实验
年级 章 实 验 年级 章 实 验
初 氧 分子运动 化学平衡 针管实验
氢 电解水
高三 电解质溶液
原电池
中 溶液 溶解与结晶 电解食盐水
高二 铁 Fe3+与 SCN-反应 电泳
投影用到化学总复习中,帮助学生归纳、整理知识,理顺脉络,使
繁多的知识条理化和系统化,对培养学生的能力卓有成效。在各元素族 复习完以后,教师和学生共同编织“四个理论与元素族关系”表(表 7)。 把中学无机化学部分总结在一张投影片上,这也符合“薄—厚—薄”的 教学方法,使学生在学习上得到一次升华。
(三)帮助学生快捷交流 在化学计算教学中需要培养学生的思维能力和解决问题的能力。使
用投影,让全体学生在胶片上解题,然后让学生拿着胶片放到投影片上
讲解,可收到多种优良效果。首先可展现学生的发散思维和创造思维, 获得一题多解的好方法,使全体学生受益,其次可从中纠正某些学生学 习不严谨的现象,严格规范化解题步骤,第三是锻炼了学生的演讲能力, 强化学生的主人意识。
二、电视录像 电视录像技术有很多特性,在化学教学中最有意义的是:直观性、
可控性、重复性。根据化学学科不同课型的教学结构和学生认识过程适
当地选用此教学手段,可以有效地促进化学教学。 表 7 四大理论与元素族关系
卤 族 氧 族 氮 族 碳 族 碱金属 镁 铝 铁
结 单质 双原 子
O=O , 6 电子、同 N N , 5 电 4 电子,而成
活泼金
铝两性 VII 族
构 分子 7 电子、素异形体
子同素异形体
共 价 同素 异 属
可变化合价
分子 晶体 、
H2O 、 H2S 为折线 NH 3 为三角锥 形体
+2 、+3 )
气—液—固
化 Cl2+H2O
学 HCl+HClO
平
衡
型分子
2SO2+O2 2SO3
SO2+H2O H2S O3
型
2NO 2 N O4
N2+3H2 2N H3
NH 3+H2O
NH 3+H2O
C 、 Si 、 SiO2 均为原 子晶体
CO +H2O
H2CO3
Al(OH)3 的 两式电离
氧 单质 氧化 性
化 X-还原性
还 HClO 是强氧
原 化剂 F2+H2O
浓 H2SO4 氧 化 性 HN O3 氧化
H S 还原性 性NO 3 盐
NH 3 还原性
CO 2 氧化性
CH 4 还原性
单 质 还 原性
金属冶炼原理 与水、酸反应
铝热反应 Fe 三角转化
电 HClO H+
SO 2 - 水解
H3PO4 三元酸
N H4
H2SiO 3 、
强碱、电
灭火原理、 Fe3+水解、胶
离 +ClO-
Na HSO 4 显酸性
NO- 水解
H2CO3 弱酸
解食盐
电解炼
钢铁腐蚀
ClO-水解
2
H2SO3 、 H 2S 弱酸
CO3 、
-
水 Mg 、 Al
HF → H I
酸性渐强
HCO 3 、
SiO2 - 水解
(一)绪言课及各章导言课
化学绪言课的关键是让学生懂得什么是化学,学习化学有什么用 处,和怎样让学生喜欢化学。这种课包括各章的导言课若只采用讲授式, 易平淡乏味,很难达到教学目的。运用录像介绍一些身边化学,生活中 的化学,化工生产,世界与中国的科技成就等,教学形象、生动、具体, 有利于增强学生学习化学的兴趣和信心。
(二)物质课 物质课在化学教材中占有重要地位。它的讲授法一般是从物质的性
质、存在入手,再讲制法、用途及环境保护。使用录像播放物质的具体
制法,用途可以改变以往以讲述为主的雷同感。在这方面的电视录像资 料很多,如:水、石灰岩洞、半导体材料——硅、橡胶、石油等。涉及 化工生产的还有:氯碱工业、石油化工、炼钢炼铁、合成氨工业等。这 些电视片内容丰富翔实,与教材的知识结合紧密,生动直观。如讲到酸 雨对环境的破坏时,我们选用的是中央电视台曾在新闻联播中播放的“泰
姬陵在哭泣”的资料片,记述的是世界七大建筑奇迹之一的印度古陵, 周身用白色大理石砌成,历经几百年,现在正经受着酸雨的腐蚀,图像 中反映它在雨中和雨后一段时间里全部上下都在冒气泡,只十几秒钟的 镜头就深刻地揭示了保护环境的重要性。这样的电视片具有极强的说服 力,加深学生印象,提高学习积极性。
(三)实验课 化学实验要引导学生动脑、动手、独立操作,才能达到巩固知识,
培养技能,提高分析、观察能力的目的。在下列类型的实验教学中,常
会发生很多问题,如操作复杂的定量实验,反应过程较长的实验,现象 稍纵即逝的实验,带有危险性的危险,不易成功的实验等。这些实验在 课堂上顺利演示或多或少都会遇到困难,若改用录像教学,就能迎刃而 解。
1.突出定量实验的规范操作 中学化学中重要的定量实验有两个:配制一定摩尔浓度的溶液和中
和滴定。由于实验操作步骤较多且复杂,在多人大班实验教学中做示范 操作,学生不易观察清楚。利用录像把整个实验先拍摄下来,在学生作 实验前放送给学生看,可以提高实验的效率。
例:“中和滴定”实验,其步骤有洗涤、查漏、润洗、注液、除气
泡、调零、滴定、读数、计算等九步之多,其中有的步骤既要讲清操作, 又要讲明原理,在课堂上确有一定困难。我们拍摄了 14 分钟的“中和滴 定”录像片,运用定格、放大等特写技术,把实验过程表现得清清楚楚, 学生看后一目了然,实际效果高于教师的现场演示。
2.利用可控性,引导学生观察
根据实验目的、要求和内容,分清实验的主要现象和次要现象是十 分重要的。但有些稍纵即逝的实验,由于实验现象很快消失或不易观察 使学生没有注意到主要现象,把这些实验摄录下来,引导学生观察,有 利于教学。
例如观察试管中稀 HNO3 与 Cu 的反应,生成无色气体。虽然 NO 很容
易被空气中的 O2 氧化成棕红色的 NO2,但生成 NO 是主要现象,通常情况
下学生对此现象观察不到。用录像教学,在稀 HNO3 与 Cu 反应生成 NO 的
瞬间定格、放大使学生捕捉到这个主要现象。 此外,有些化学实验反应过程所需时间较长,如石油分馏,在课堂
上很难将全部过程演示,运用录像把不同沸点的分馏现象和蒸馏产物, 播放给学生看,使学生在短时间内对实验有一个整体性的了解,形成正 确的概念,得出正确的结论。这种做法跨越时空,把复杂的东西变得简 单。
三、计算机多媒体系统
计算机多媒体系统是目前最先进的教育技术。在未来信息社会中, 它在人的终生教育中将发挥巨大的作用。计算机多媒体系统是利用计算 机的视、听、说并通过人与机双向交流为教学提供逼真的表现效果,使
学生通过各种灵活方便的交互界面如文字、图形、影像、动画、声音等 来操纵控制学习,提高教学效果。
1.提供综合信息,提高学生学习兴趣。由于计算机软件贮存了大量 的信息,扩大了人的感知空间和时间,可以提高学生主观对客观世界认 识的范围。例如讲“元素周期表”时,可用百科知识软盘,其中元素周 期表把各元素具体化、物质化,图像展示了每种元素的单质实物,并逐 一介绍其性质、用途及来源。使学生学习轻松,印象深刻,利于掌握。 利用计算机多媒体编制教材中的一些工业生产流程图,如工业制硫 酸、工业制硝酸、合成氨、硅酸盐工业、炼钢炼铁、煤加工等,使得原 来枯燥的书本工业生产变得形象具体,让学生感到所学的化学知识能联
系生产实际,保持学习的兴趣。
2.提供交互环境,使学生学会怎样学习。现在我们都注重把教学重 点由单纯的传授知识技能、技巧转向开发学生的智力和培养学生的能 力。
在“离子反应方程式”和“配平氧化-还原方程式”的教学中,利用 计算机,开展人机对话式教学,可以使学生迅速掌握知识,同时培养了 能力。在这两课的课堂教学开始时,教师通过主机把讲课的内容反映到 大屏幕投影电视上,并在举例说明后,学生就可以在各自的计算机上练 习了,最后再提炼出规律,效果极佳。
我们还把微电脑应用到化学实验教学中。对于中学化学实验的要
求,运用计算机不是处理高难度实验和定量实验的数据分析,而主要是 利用计算机辅助学生做实验习题,并鼓励学生发挥创造能力设计实验。 在学生做实验前,利用计算机设计实验方案,从中筛选出最佳方案,再 动手去做,既节省时间又节省药品,还加深了学生对化学知识的运用和 巩固。
3.提供灵活内容,有利个别化教学,因材施教。在化学计算课和化
学复习课中,运用计算机教学更能调动全体学生学习的积极性。因为每 一位学生都不相同,当老师统一讲解完此课的要求,例如计算课上,讲 明解题步骤、思路、原理、方法后,每位学生就可以根据自身的特点, 以不同的进度选择不同的内容进行学习,最终使每个学生在自己原有的 水平上都有提高,这是最合理的因材施教。
运用计算机多媒体技术于化学教学中,除了需要教师具有坚实精深
的化学专业知识外,还需要宽厚的、立体的知识结构,选择编辑有助于 化学教学的高质量软件。
运用现代教育技术提高教学质量已成为全体教师共同的迫切愿望, 让我们通过各自的教学实践创造出更多、更好的做法,总结出先进的教 育经验。
化学知识、技能教学基本功
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