演示规范，讲解到位

——2012年福建省第二届教师教学技能大赛有感(初中化学篇)

                     古田一中  胡嘉谋

    有幸参加2012年福建省第二届中小学教师教学技能大赛化学科的评委工作，对各设区市推选的18位初中组化学科参赛选手的演示实验竞赛进行了量化评判，在收获喜悦的同时，也留下了许多遗憾与反思，与同行分享。

    1．赛题的分析

    福建省第二届中小学教师教学技能大赛初中化学学科技能试题：

    内容：请参照下列所提供的实验装置与操作示意图，演示二氧化碳的实验室制取和某些性质实验。

    目标：通过边演示边讲解，加深学生对CO₂气体实验室制取方法和性质的认识。

    赛题定位：演示实验不是课堂授课。

    赛题关键：既演示操作又重点讲解，不只是专门做实验操作。

    赛题陷阱：一是要求通过演示与讲解，达到实验的目的；二是桌面上故意并排放置了两瓶固体药品：大理石与碳酸钙粉末，供选择；三是桌面上故意放置了盛放高低蜡烛的三种型号烧杯：200mL、250mL、500mL，供选择。

    赛前温馨提示：某某选手，欢迎您参加化学教学技能比赛，您的试题与所需实验仪器和药品均在实验桌上供您选择。

    参赛选手：赛题中的有关实验均是初中化学教师熟悉的实验，绝大多数参赛选手均能成功完成好演示操作。由于对“边演示边讲解”理解错位，个别选手一看题目，选择好仪器，就像在实验室中准备实验一样，在讲台桌旁一味演示，至始至终哑剧表演，不作重点讲解，也不作相应的板书，忽视了演示实验的功能作用。有50%的选手审题到位了，也认真做到了边演示边讲解，但忽视了演示实验的有关内容辅助一些板书是必要的，可以确保讲解时更直观形象，可以让学生更深刻理解。由于对“大理石与碳酸钙粉末”的药品选择错位，个别选手无意识地落入命题者设置的陷阱，用碳酸钙粉末制取CO₂，反应速度太快，无法分别用集气瓶和矿泉水瓶收集好CO₂气体，演示实验以失败告终，结果只好走江湖，分析碳酸钙用量不够或导气管漏气等。由于对“盛放高低蜡烛的三种型号烧杯”选择错位，个别选手没有估量的思想，用小集气瓶收集CO₂与500mL的烧杯完成CO₂性质实验，结果CO₂气体不够量，两只高低蜡烛只有低位蜡烛熄灭，高位蜡烛未熄灭，未能圆满解释CO₂气体性质。

    2．演示的评价

    选择装置查气密：气体发生装置的气密性检查是成功制取CO₂气体的关键。只有认真检查装置的气密性，才能确保实验的顺利进行。本次比赛过程中，绝大多数选手都会根据反应原理选择好“固+液不加热型”发生装置、选择好所用药品与仪器、按图组装好制取二氧化碳的简易装置、检查装置的气密性等演示操作。一般情况下，检查两口出气的气体发生器装置的气密性，选择液差法 (注水法)较好，最好不用微热法(捂热法)。液差法的操作是：在乳胶管上夹弹簧夹，向长颈漏斗内加水，至形成液封，再加适量水，静置一段时间后，若长颈漏斗液面与锥形瓶内液面差保持不变(或长颈漏斗颈内液面高于锥形瓶内液面或加入的水无法进入锥形瓶内或长颈漏斗下端形成较高的一段水柱等)，说明气密性良好。在演示操作中许多选手十分注意严谨，如：在液面差保持不变的情况下，个别选手还会采取再打开弹簧夹，长颈漏斗液面又继续下降，进一步证实气密性良好。个别选手在查气密后知道漏气了，会查出由于弹簧夹弹性差造成的，更换后检查气密成功。这些都说明许多选手训练有素，实验细节关注到位。

    少数选手此项操作未过关。如：个别选手未检查装置气密性；个别选手仅用口述表达查气密，没有示范操作；个别选手未用止水夹夹住乳胶管，而用手指堵住导气管口来查气密；个别选手用手捂法，导管口入水，但长颈漏斗口没有液封就查气密，结果无气泡，还认为室温低，无法让气体热胀。

    制取气体收集满：大理石的用量与实验过程充分利用长颈漏斗继续添加稀盐酸是顺利收集满气体的关键，尽可能集满气体是保证后续CO₂性质实验成功的关键。本次比赛过程中，绝大多数选手都会根据赛题示意图去分别收集满一瓶集气瓶和矿泉水瓶 CO₂气体，也都会注意点所用大理石的量要较多些，加药品的顺序均为先固体后液体，均会选择向上排空气法收集CO₂气体并验满。收集满气体的集气瓶或矿泉水瓶，盖好毛玻璃片或盖紧瓶塞，瓶口向上放在桌子上备用。

    大理石和稀盐酸的文章：由于大理石已被敲碎成小颗粒，取用时要用药匙而不用镊子，头脑灵活的选手会及时更换取用固体药品的仪器，个别选手还用镊子夹取，费时且不规范。大理石的用量，有适量的，恰到好处刚好集满气体；有太多量的，铺满锥形瓶的瓶底约1cm高，浪费药品；有只取1药匙的，加入盐酸时又未达液封，很快反应结束，气体已从长颈漏斗上口逸出，再加盐酸液封后，已经无法再收集到CO₂气体，结果以实验失败告终，还不知道失败的根本原因，自认为是：①排空气法集气时瓶内空气量太多，②石灰石中CaCO₃含量低。长颈漏斗的作用是添加液体药品，当大理石足够量时，还未收集满气体，可再从长颈漏斗中加入盐酸，确保收集满气体。许多选手观察反应不剧烈时，都选择了再加盐酸的方法来集满气体；而少数选手则选择振荡、摇动锥形瓶的方法来集满气体。许多选手用药匙取用大理石后注意擦净备用，倾倒法取用稀盐酸注意规范操作；而少数选手则不注意这些操作细节。为了药品的用量，甚至有个别选手在现场直接用计算器当场算出碳酸钙的质量和稀盐酸的用量约50mL，然后用量筒和胶头滴管分2次准确量取盐酸放入锥形瓶，还准备称量碳酸钙的质量，不该定量去定量。可以明显地看出，这选手没有做过此类实验，很有可能是农村中学教师的表现，条件限制无法完成各种演示实验，教师也未创造条件做好演示实验。

    收集与验满的文章：由于实验桌上放置有直角形的导管(排气法集气用的)，也有带尖嘴的弯导管(排水法集气用的)，而且导管有长有短，多数选手会认真按照气体发生装置的高低选择好一定长度的直角形的导管，以保证顺利收集气体。个别细心的选手将矿泉水瓶放入大烧杯中集气，既稳定又方便。但有的选手则错误地选择弯导管集气；有的选手选择的直导管不够长，不知更换就进行集气，或不知找木块垫底，或用手抓起集气瓶或手托瓶底或用手去压低导管逼使导管口接近瓶底进行集气，结果用另一只手完成气体验满，带来操作困难。由于各种原因造成集满气体不顺利，致使少数选手用燃着的火柴检验气体是否收集满也不顺利，有的验2～3次未满，有的验4～5次未满，浪费时间。

    性质实验细操作：当收集满气体后， CO₂倾倒的角度与倾倒的速度就是CO₂熄灭蜡烛实验的关键，而向矿泉水瓶中加水量与充分振荡则是CO₂溶解性实验的关键。本次比赛过程中，绝大多数选手都会关注两个实验的关键认真操作，取得满意的实验效果。为了让实验现象直观明显，有的选手倾倒CO₂时，集气瓶口向着低位蜡烛的上方，用玻璃片盖住瓶口大半部分，气体沿烧杯壁一侧缓慢倾倒入烧杯底部，确保烧杯中梯形架上的低位蜡烛先熄灭，高位蜡烛后熄灭。有的选手倾倒CO₂时，能注意用玻璃片或用滤纸隔在集气瓶口前面，以防倾倒时速度过快，CO₂快速冲进烧杯，造成高位蜡烛先熄灭。还有的选手很重视操作细节，如：向集满CO₂的矿泉水瓶中加1/2体积的水后，用一只手顶住瓶塞，用另一只手的五指托住瓶底，振荡过程中，不用手捏瓶身，以证明矿泉水瓶瘪了是因为CO₂溶于水，瓶内压强减小造成的，而不是由手的外力造成的。有的选手完成演示实验后会注意装置的拆除并整理，会注意将锥形瓶内的废液与固体分开倒。许多选手点燃完火柴均注意丢入废液罐。细节决定成败，但有的选手倾倒CO₂时，没有关注细节，结果造成高位蜡烛先熄灭或两支高低蜡烛同时熄灭或两支高低蜡烛都不熄灭等现象。此外，现场演示实验时，教师的站位(原则上应位于实验桌居中)、演示用品的放位(原则上不宜放在实验桌中间)等都是选手们需要关注的细节，但个别选手却忽视了，倾倒CO₂熄灭蜡烛的实验就放在实验用品盘后演示，实验用品遮挡了实验现象的观察。

    3．讲解的反思

    我认为，演示实验要让学生获得形象的、直观的感性认识，教师就必须注意演示实验的直观性和准确性；而要让学生加深对新知识的认识和理解，教师就必须对实验现象及结果进行分析和讲解。只有演示与讲解紧密配合，才能真正显示出演示实验的价值。

    比如，为了加深对CO₂气体实验室制取方法的认识，在分析用大理石与稀盐酸反应制取CO₂的实验原理以及选择气体发生装置时，可以结合化学方程式CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑和回忆分别用高锰酸钾加热、氯酸钾和二氧化锰混合加热、过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的反应原理，设问并讲解：为什么不用稀硫酸与碳酸钙反应制取？为什么不用浓盐酸与碳酸钙反应制取？为什么不用稀盐酸与碳酸钠反应制取？选择气体发生装置的依据是什么？“固+液不加热型”装置中的长颈漏斗作用是什么？为什么长颈漏斗下端要插入液面下？为什么必须检查装置的气密性？两口出气的装置如何检查气密性？捂热法行吗？如何使一个出气口不出气？为什么要用向上排气法收集CO₂气体，而不用排水法收集？为什么用燃着的木条检验CO₂气体已集满，而不用澄清石灰水检验？等等。如果参赛选手自身能深刻理解实验原理，并能关注到化学实验离不开实验原理，就不会稀里糊涂地选择碳酸钙粉末做演示实验，上当受骗了还不知道。如果参赛选手自身能深刻理解各种操作原理，并能关注选择装置类型、检查装置气密性、选择集气法的道理，就不会不关注液封查气密，就不会用带尖嘴的弯导管集气，就不会收集不满气体造成后续实验失败。整个赛程的讲解中，只有一个选手能附带说明了如果用稀盐酸与碳酸钠反应制取CO₂气体，反应速率太快，来不及收集气体。整个赛程的讲解中，只有3个选手能回忆联系并比较氧气实验室制法，以加深理解CO₂实验室制法。显然，许多选手是为实验技能表演努力的，而不是想方设法通过边演示边讲解来实现教学目标的。

    又比如，为了加深对CO₂性质的认识，在演示过程中，要不断借助于演示操作和观察到的实验现象进行有目的地设问与讲解：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭说明了CO₂气体已集满，还说明了CO₂气体具有什么性质？向烧杯中倾倒二氧化碳时，集气瓶口要在低位蜡烛的上方，为什么不能快速直接向高位蜡烛倾倒？为什么低位蜡烛先熄灭，高位蜡烛后熄灭？这说明CO₂气体具有什么性质？为什么CO₂气体可以像倾倒水那样进行倾倒？向盛有CO₂气体的矿泉水瓶中加入水，盖紧瓶塞振荡后，为什么矿泉水瓶的瓶身瘪了？这说明CO₂气体具有什么性质？为什么不用手捏瓶身进行矿泉水瓶的振荡操作？这些探究式的分析与讲解，目的是引导学生对观察到的现象做本质分析，让感性认识提升到理性认识，获得科学的结论。这些探究式的分析与讲解，对于知识与技能目标的达成以及思维能力的培养都是很有帮助的。应该说，绝大多数选手都能通过实验现象得到CO₂的有关性质的结论：CO₂不燃烧，也不支持燃烧；CO₂密度比空气大；CO₂可以像倾倒液体那样倾倒；CO₂可溶于水。

    总之，聚焦本届化学演示实验教学技能大赛，看到了许多选手精彩的技能表演，我们很受鼓舞；同时也看到了少数选手的不足表现，我们有所担忧。如何提高中学化学教师的实验教学技能值得我们共同探讨和努力。

    期待交流争议，期待交流分享。

                                                    2012-11-28