化学演示实验：知识教学的有效指导

从心理学角度看，知识分为狭义知识和广义知识。狭义知识是指能储存在语言文字符号或言语活动中的信息或意义，如各门学科的事实、概念、公式、定理等，不包括技能和策略等调控经验。广义的知识是指个体与环境相互作用后获得的一切信息及其组织，心智技能和认知策略也包含在其中，泛指人们所获得的经验。此外，在认知领域的教育目标分类系统中，布鲁姆把知识分为具体的知识、方式方法的知识和普遍原理的知识。

(1)演示实验在化学具体知识教学中的功能

化学学科的具体知识包括物质所呈现的客观事实、物质的化学性质、化学元素符号、化学术语及基本概念等方面的知识。在中学化学教材中都尽可能地把这些知识穿插在化学演示实验中，让学生在实验现象的观察中学习具体的化学知识。

实验活动1 人教版初中化学教材上册第二单元课题2氧气 需要3次演示实验，它们分别为:

实验2-2 把带火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中。

实验2-3 在燃烧匙放少量硫、加热，直到发生燃烧，观察硫在空气里燃烧的现象。然后将燃着的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶里，再观察硫在氧气里燃烧所发生的现象。比较硫在空气里和在氧气里燃烧有什么不同。

实验2-4 把两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状。取一根在酒精灯上烧至红热，观察现象；另取一根，在下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入充满氧气的集气瓶中(预先放一些水)观察现象。

这3次演示实验的目的是让学生知道氧气具有助燃性，可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，让学生在实验现象分析中得出化学变化的文字表达式，然后比较文字表达式，导出化合反应和氧化反应的概念，引导学生对氧气具有氧化性的理解。

氧气的这些性质和概念都属于具体的化学知识，可见，化学演示实验是学生在直观感知中学习化学具体知识的重要媒介。

(2)演示实验在化学方式方法教学中的功能

演示实验是一种课堂实践活动，不同的实验过程会展示不同的方式方法。学生在观察实验过程和对现象的探究中，既能获得有关的化学知识，也能学习相关的化学实验技能，还能认识化学学习的科学方法，如观察法、实验法、实验记录法、对实验数据和事实的处理方法、假设演绎法、模型法等。长时期的训练和积累，可以促使学生逐渐掌握学习化学的基本方法，促进科学素养的不断提高。

实验活动2 人教版高中化学必修2第二章第3节 学习影响化学反应的因素这节课要进行两次演示实验:

实验2-5 在两支大小相同的试管中，装有2～3mL约5%的H2O2溶液，分别滴入1～2滴1mol/LFeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中的一支试管放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；另一支试管放入盛有40℃左右热水的烧杯中，观察现象并比较。待放入热水烧杯中的试管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。将现象和结论记入表2-1中。

表2-1　温度对化学反应影响的记录

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实验2-6 在3支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，再向其中的2支试管中分别加入少量MnO2粉末、1～2滴1mol/LFeCl3溶液，对比观察现象。将现象和结论记入表2-2中。

表2-2　催化剂对化学反应影响的记录

这两个演示实验中涉及多种实验方法，如变量控制法(控制其他条件不变的情况下改变反应的温度，控制其他条件不变的情况下加入不同的催化剂)、表格记录法及实验结果归纳和处理法等。经历这样的学习，不仅能得出影响化学反应速率的主要因素有哪些，还能体验科学探究的一般过程，学到基本的化学实验处理方法——变量控制法，并在不断训练和积累中掌握这些化学科学方法。可见，化学演示实验是学生认识化学科学方法的必要途径。

(3)演示实验对形成化学原理、概念的教学功能

化学学科的原理知识主要包括化学概念、化学定律和化学基础理论及物质结构理论等。这些知识的学习，有利于学生对物质的本质属性和变化规律的认识，它的特点是具有严密的逻辑性和严格的科学性，是学生今后自身发展所需的化学基础知识。中学化学课堂中常常要借助化学演示实验所表达的事实，直观地分析、综合、类比和归纳来形成化学概念或化学基础理论。

实验活动3 人教版初中化学教科书上册第五单元课题1质量守恒定律常用以下探究性演示实验:

实验一如图2-1所示，在锥形瓶的底部铺一层细沙，细沙上放一小堆干燥的红磷。在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管，玻璃管的上端系牢一个小气球，并使玻璃管下端能与红磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡，记录所称的质量m1。然后，取下锥形瓶，将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧，并引燃红磷。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，记录所称的质量m2。

图2-1　红磷燃烧前后质量的测定

图2-2　铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定

实验二如图2-2所示，在锥形瓶中加入适量稀硫酸铜溶液，塞好橡皮塞。用砂纸将几根铁钉打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1。将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察实验现象。待反应一段时间后溶液颜色改变时，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的锥形瓶放在托盘天平上称量，记录所称的质量m2。

比较上述反应前后的质量，分析两个实验的结果，你能得到什么结论?

教师在学生讨论得出m1＝m2的基础上，指出:不管反应物的状态是气态、固态或是液态，也无论反应在什么条件下发生，大量实验证明，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。这个规律叫做质量守恒定律。教师用大量的实验事实为依据，论证化学反应中的质量守恒规律，可以充分地说服学生接受和理解质量守恒定律，从而了解常见化学反应中，反应物和生成物各物质之间的质量关系，把感性的知识上升到理性的知识。可见，化学演示实验是学生进行化学推理和判断的重要依据。