演示实验在高校理化基础课教学中的重要作用

摘要：物理与化学是理论与实验并重的基础学科，是从微观的角度认识宏观的物质。实验可以帮助学生加深对理论知识的理解和认知。本文从启发思维、培养学生能力、理解巩固学习知识和培养学生正确的操作技能等四个方面阐述了课堂演示实验在物理化学基础课教学中的重要作用。

关键词：演示实验；物理化学教学；启发思维；培养能力

中图分类号： 文献标识码：A文章编号：1003-6148(20xx)8(S)-0021-3

在高校特别是高职校许多专业中，物理与化学都是重要的基础课，也是以实验为基础的学科。对理、化课的学习，学生普遍的反应是既新奇、又畏难。学生感到新奇的、有兴趣的是实验，而让学生感到困难的是理论知识的学习、理解和掌握。在教学中，如何将理论知识与实验有机的结合起来，创设一种“引人入胜”的情境，使学生能通过实验加深对理论知识的理解， 激发学生的学习兴趣，课堂演示实验起着非常重要的作用。精心设计好演示实验的课堂程序，在教学中围绕教学目的正确进行演示实验，并将演示、讲解和引导学生观察、思维结合起来，可以更好地调动学生的学习积极性，提高教学效果。演示实验通过展现鲜明、准确、生动的感性材料，帮助学生在认知过程中从宏观向微观过渡，使概念、原理更容易理解，使知识形象化，便于记忆。

1 演示实验是启发式教学的一种重要手段

演示实验在教学过程中是启发学生思维的有效手段。一个新概念的引入或一个新问题提出时，学生往往会感到抽象、难以理解。此时，若结合教材内容，采用一个现象明显、结果准确的演示实验，会使学生注意力集中，产生好奇心，然后抓住时机，通过实验现象给学生讲解其本质，引导学生将具体感知与抽象思维相结合，用心领会和接受新知识。如讲什么是缓冲溶液的概念时，先做演示实验：



蒸馏水10ml

第一组试管　　　　　　　　各加入酚酞指示剂2滴→均无色→各加入1滴NaOH溶液→均显红色

NaCl溶液10ml

蒸馏水10ml 

第二组试管　　　　　　　各加入甲基橙指示剂2滴→均显黄色→各加入1滴HCl溶液→均显红色

NaC溶液l0ml

1号试管　各加入0、5mol/LCH3COOH

第三组试管　2号试管　和0、5mol/LCH3COONa→各加入2滴甲基橙指示剂→均显橙红色

3号试管　混合溶液10ml

加1滴HCl溶液

→加1滴NaOH溶液→溶液颜色基本不变

对照

引导学生观察实验现象。纯水和一般溶液中加入少量强酸或强碱后，酸碱指示剂均变色；而醋酸和醋酸钠混合溶液中加入少量强酸或强碱后，酸碱指示剂不变色。为什么会出现这种现象呢？启发学生透过现象找到问题的本质。酸碱指示剂变色，是因为溶液的PH值发生了一定的变化，而酸碱指示剂不变色，说明溶液的PH值基本保持不变。由此得知，醋酸-醋酸钠混合溶液具有保持溶液PH值相对稳定的性能，这一类溶液就是缓冲溶液。将演示实验与理论讲解相结合，能使学生较快地掌握什么是缓冲溶液这一基本概念。再如基础力学讲解受迫振动与共振时，也可通过演示实验来演示课程内容。

首先，取一小车放于水平桌面上。在小车上竖直插一锯条，锯条上夹一小钢夹（引导学生观察实验现象）。

第二，用手让小车往复运动，锯条会来回摆动，若手由慢到快逐步增大运动频率，锯条的摆幅会出现一个由小到大，再由大到小的变化过程。

第三，重复第二过程，但改变一下钢夹在锯条上的位置。实验结果与第二步类似，但摆幅极大时的频率明显改变。

第四，在小车上插三根相同的锯条，锯条上各夹一小钢夹，注意各钢夹要在不同位置处。给与小车多个不同频率的周期性外力，观察实验现象。

这一实验中是用钢夹的位置来改变锯条的振动频率，锯条在周期性外力作用下来回摆动，当锯条频率与外力频率相当时会出现共振现象。

2 演示实验能有效培养学生的观察能力、思维能力和推理能力

在做演示实验前，一般先应给学生设问。由教师精心设计一套由表及里、由浅入深的能揭示事物本质，难易适中，具有启发性的问题，唤起他们的兴趣和注意力后再进行实验。学生的注意力此时高度集中，他们会认真地观察实验现象，并结合老师提出的问题进行思索，这时，老师应因势利导，对现象进行分析，引导学生在观察、思考的基础上做出判断，得出正确的结论。

如讲解化学平衡移动时，浓度是影响平衡移动的因素之一。那么改变反应物或生成物浓度，平衡会向什么方向移动呢？让学生带着这个问题来观察实验现象：在小烧杯中加入的FeCl3溶液和KSCN溶液各1ml ，搅拌均匀，发生如下化学反应：

FeCl3+ 6KSCN＝K3［ Fe(SCN)6］(血红色) + 3KCl

将混合溶液加蒸馏水稀释后分装在四只量杯中，

这时提问：为什么1、2号量杯中溶液颜色加深？3号量杯中溶液颜色变浅？结合实验现象和黑板上书写的反应式，学生很快就能回答出：1、2号量杯中，因为在平衡体系中增大了反应物的浓度，平衡向生成K3［Fe(SCN)6］的方向移动了；3号量杯中，增大了生成物的浓度，平衡向左，即向减小K3［Fe(SCN)6］浓度的方向移动了。由此引导学生得出结论：在平衡体系中，增大反应物（或减小生成物）的浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物（或增大生成物）的浓度，平衡向逆反应方向移动。

这种利用课堂演示实验启发学生观察、思维的作法，能活跃学生的思想，激发他们的学习兴趣，培养学生的观察能力、分析能力和推理能力。

3 有利于学生理解和巩固所学理论知识

有些理论知识比较抽象、难懂，可以先给学生讲清楚原理，在学生初步掌握了一定理论知识的基础上，再做演示实验。如讲影响溶解度的因素时，有一条“相似者相溶”的规则。所谓相似，是指分子结构或分子极性相似，关于这一点，学生感觉比较抽象、难懂，可以学生比较熟悉的水分子、单质碘、四氯化碳、乙醇分子等为例，讲解它们的分子结构，分子极性，在学生对分子结构和分子极性有了一定的认识的基础上，再给学生做演示实验：将单质碘分别加到蒸馏水和四氯化碳中，可以看到四氯化碳溶液很快变成紫红色，说明碘溶解了，而在蒸馏水中碘的溶解度极小。引导学生透过实验现象找到问题的本质，因为碘和四氯化碳都是非极性分子，溶质和溶剂分子极性相似，所以相溶，而水是极性分子，所以与碘不相溶。这样，学生对溶解度规律更易于理解，并加深了印象。 

再如，在讲不同质量的物质在空间同一地点重力加速度相等这一知识点时，可通过下例实验来巩固学生的知识。

用厚为1~2mm的黄铜或铁片剪几个直径为8~10cm的圆盘。再用普通的光滑的白纸剪几个直径稍小（比金属盘小1mm）的圆盘。然后在某一高处，同时使金属盘与纸圆盘向地板落下，并使在开始落下时，金属圆盘和纸圆盘都处于水平的位置。金属圆盘下落很快，而纸圆盘则下落很慢，在空气中“飞来飞去”，然后才落到地板上。然后，将纸圆盘放在金属盘上，使纸盘的边无一处是突出的。现在，这两个圆盘在水平位置下落以后，将同时落到地面上，因为此时金属圆盘为纸盘劈开了空气并“扫清了道路”。

4 使学生获得正确的操作技能

物理与化学实验是课程教学必不可少的一个重要环节。学生掌握操作技能的唯一途径是动手练习，而练习往往是从模仿开始的。在演示实验中，教师的操作实际上对学生的实验操作起到了示范作用，可以帮助学生学习正确、规范的操作技能和方法，受到良好的实验习惯的教育。因此，教师的演示实验操作必须规范、准确、有序和协调，给学生留下深刻、良好的印象。操作时，把学生的注意力引导到观察部位上来，边示范，边讲解操作方法和注意事项。如试管操作，看似容易、简单，但学生操作时，往往会出错。做演示实验时，顺便给学生强调并示范手执试管的方法，震摇试管的方法，滴加药品的方法以及试管加热的方法等。另外，演示实验操作速度要快慢适中，使学生对每一个动作甚至细节都能看清楚，这样可使学生对一些基本操作印象深刻，记得牢。

综上所述，课堂演示实验具有主观性、示范性、启发性和教育性的特征，是物理、化学基础课教学中重要的教辅手段。正确、合理地运用演示实验，可以显著提高教学效率。要使演示实验达到预期的效果，还应注意两个关键问题。一是保证实验结果的准确性。在课前，教师应做认真、充分的准备，选择现象明显，结果最佳的实验方案，以实事求是的科学态度，使演示实验达到预期的结果。二是要注意实验过程的全局性。在实验过程中，教师既要认真操作，又要注意讲解；既要组织学生观察实验现象和结果，又要启发学生积极思考，使演示实验达到有效的培养其智力，能力的目的。

参考文献：

［1］肖常磊，钱扬义.中学化学实验教学论.化学工业出版社

［2］从实验中了解化学.化学工业出版社

［3］教育部，《全日制义务教育物理课程标准（实验）》

(栏目编辑黄懋恩)

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