一、裝置圖教學(xué)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)
1．有利于提高的學(xué)生自信心
初中化學(xué)是學(xué)生接觸化學(xué)的啟蒙教育，因此在學(xué)習(xí)的難度上一般要求不高，主要以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科興趣為主．實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)習(xí)必不可少的內(nèi)容，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也起著積極的作用．從起初認(rèn)識(shí)常見的化學(xué)儀器，例如:試管、燒杯、酒精燈等的使用，對(duì)各種化學(xué)儀器的注意事項(xiàng)也能有一定的了解，學(xué)生的興趣很濃厚．但隨著化學(xué)知識(shí)的深入，等到學(xué)習(xí)組合儀器的使用時(shí)，學(xué)生的畏難情緒開始顯露，所以在教學(xué)中提高學(xué)生的自信心，提高學(xué)生的成功率就顯得尤為重要．而學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前先采用實(shí)驗(yàn)裝置圖的教學(xué)，然后對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，驗(yàn)證所學(xué)的知識(shí)或探究物質(zhì)的性質(zhì)．因此采用化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖的教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性．
2．有利于兼顧學(xué)生的認(rèn)知情感
我們的學(xué)生在成長的過程中很多是伴隨著漫畫一起成長的，所以對(duì)圖像比對(duì)文字更有親切感．筆者在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的初期曾做過以下簡單嘗試:請(qǐng)用化學(xué)方法鑒別一瓶液體是石灰水還是蒸餾水．完成后將結(jié)論用兩種表達(dá)方式呈現(xiàn)給學(xué)生:一種是取樣于試管中，吹入二氧化碳?xì)怏w，若出現(xiàn)白色渾濁現(xiàn)象則液體為石灰水;若無任何現(xiàn)象則液體為蒸餾水．因此，從學(xué)生的認(rèn)知情感上而言，采用化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖的教學(xué)方式使學(xué)生更有親近感．
3．有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解
在初中化學(xué)教學(xué)中，面對(duì)著各種實(shí)驗(yàn)裝置，如果單純用語言來描述，顯得枯燥乏味，蒼白無力，也不容易為學(xué)生所理解和記憶，而用實(shí)驗(yàn)裝置圖像能將復(fù)雜的問題簡單化，起到語言、文字所不能起的作用．使用一定的教學(xué)策略還可以將某些化學(xué)反應(yīng)裝置圖間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行歸納、延伸，便于學(xué)生構(gòu)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的知識(shí)結(jié)構(gòu)．所以簡單、直觀的實(shí)驗(yàn)裝置圖在教學(xué)上對(duì)學(xué)生起到了視覺上的沖擊、記憶上的簡化．
二、實(shí)施裝置圖像教學(xué)的策略
單一實(shí)驗(yàn)儀器的使用在教學(xué)中難度不大，學(xué)生很容易理解，操作也比較簡便，操作時(shí)的注意事項(xiàng)也比較淺顯．但在實(shí)施組合儀器做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生搭建的裝置或多或少有些問題，于是筆者考慮學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前怎樣才能完整地理解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，因此在教學(xué)中嘗試著采用了以下幾種策略:
1．類比策略
類比策略是指依據(jù)兩個(gè)不同對(duì)象在某些屬性上的相同或相似之處，將一個(gè)對(duì)象的特殊屬性遷移到另一個(gè)對(duì)象上去，從而做出可判斷的邏輯推理的方法．學(xué)生接受新知識(shí)的能力，很大程度上依賴已掌握的舊知識(shí)，因此，在教學(xué)中類比推理對(duì)認(rèn)識(shí)的橫向延伸顯示出不可低估的作用．表面上似乎兩個(gè)裝置圖間是毫不相關(guān)的個(gè)體，通過類比這個(gè)中介環(huán)節(jié)的鏈接，由此及彼，從而使學(xué)生獲得清晰、直觀的認(rèn)識(shí)．筆者在實(shí)施“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”這一教學(xué)內(nèi)容時(shí)，先學(xué)習(xí)以氯酸鉀和二氧化錳為原料的實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，使學(xué)生無論是在感性上、還是在理性上對(duì)反應(yīng)物為固態(tài)，反應(yīng)條件須加熱的這類實(shí)驗(yàn)有了很深的理解．當(dāng)筆者介紹以雙氧水和二氧化錳為原料也能制取氧氣時(shí)，學(xué)生很快聯(lián)想到了圖2中的裝置A，但我并不馬上否定學(xué)生的答案，而是亮出了圖2中的裝置B，再請(qǐng)他們填寫表一中的“反應(yīng)物的狀態(tài)”和“反應(yīng)條件”。
通過類比，再結(jié)合學(xué)生自己的生活經(jīng)驗(yàn)，從A裝置出發(fā)進(jìn)行推理:(1)學(xué)生們知道試管口向下傾斜水會(huì)流出來，所以試管必須豎直向上放置，由于試管無法單獨(dú)直立，所以有兩種可能:一種是用鐵架臺(tái)固定;另一種是更換別的反應(yīng)容器，例如廣口瓶、錐形瓶等之類能水平放置的化學(xué)儀器．(2)由于反應(yīng)中固體顆粒較小和液體接觸的表面積充分，使得反應(yīng)在常溫下就能進(jìn)行，所以酒精燈也不需要．(3)由于無法估計(jì)反應(yīng)的速度，若反應(yīng)速度太快會(huì)引起實(shí)驗(yàn)的不安全或不利于氧氣的收集，所以有必要控制產(chǎn)生氧氣的速度，因此將單孔橡皮塞換成雙孔橡皮塞，再添加一個(gè)可以控制液體流量的分液漏斗，以便控制產(chǎn)生氧氣的速率．然后根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行鞏固性的理解，練習(xí)內(nèi)容如下．次日，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做制取氧氣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，幾乎沒有學(xué)生出錯(cuò)．練習(xí)下列氣體的制取該選擇A、B哪一套反應(yīng)裝置?(1)實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨和熟石灰固體混合物的方法來制取氨氣．(2)常溫下，鋅粒和稀鹽酸反應(yīng)可以制得氫氣．(3)堿式碳酸銅加熱可以得到二氧化碳?xì)怏w．(4)硫化亞鐵和稀硫酸反應(yīng)就能制得硫化氫氣體．
2．比較策略
比較策略是一切思維活動(dòng)的基礎(chǔ)，它是找出研究內(nèi)容之間共同特征和相異特性的思維過程和方法．在對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，通過共同特征的確定或相異特性的辨析，可以提高人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)質(zhì)量和水平．根據(jù)研究對(duì)象所需比較的內(nèi)容不同，可分成以下兩類比較．
(1)對(duì)立比較
所謂對(duì)立比較就是將相互對(duì)立的事物放在一起，形成鮮明對(duì)比，只要理解其中之一，另一個(gè)也就掌握了，看似對(duì)立的內(nèi)容往往會(huì)有其存在的必然性．例如一般物質(zhì)在配成溶液時(shí)，只要加水就可以，但濃硫酸稀釋時(shí)，卻必須將水倒入濃硫酸中，以防飛濺夾帶著濃硫酸，使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生危險(xiǎn)．又如筆者在進(jìn)行“氫氣還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束了先撤酒精燈，后撤導(dǎo)管．由于學(xué)生對(duì)“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先撤導(dǎo)管，后撤酒精燈的知識(shí)記憶猶新，所以當(dāng)時(shí)很疑惑．于是筆者問學(xué)生:“實(shí)驗(yàn)室制氧氣時(shí)，先撤導(dǎo)管，后撤酒精燈的原因是什么?”學(xué)生回答:“為了防止水倒吸進(jìn)入試管，使試管破裂．”于是筆者給出了“實(shí)驗(yàn)室制氧氣”和“氫氣還原氧化銅”的兩幅裝置圖，引導(dǎo)學(xué)生考慮“比較兩張裝置圖，氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)如果先撤導(dǎo)管，有水倒吸嗎?如果先撤導(dǎo)管，熱的銅暴露在空氣中會(huì)有什么反應(yīng)嗎?”一下子學(xué)生就明白了，做氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束了先撤酒精燈，繼續(xù)通氫氣，待試管內(nèi)藥品冷卻了，再撤導(dǎo)管，停止通氫氣．其原因是為了防止熱的銅與空氣中的氧氣接觸，生成新的氧化銅，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的．通過對(duì)學(xué)生已有的認(rèn)知內(nèi)容產(chǎn)生沖突，引起學(xué)生的探究興趣，從而找到對(duì)立部分存在的必然性，然后給出合理的解釋，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ簿吞嵘耍?
(2)差異比較
所謂差異比較就是尋找兩種易混淆對(duì)象的差異，掌握其界限，找出其中的不同之處．有大部分的相似，但仍存在著差異，導(dǎo)致差異的原因是什么?筆者在進(jìn)行“一氧化碳還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)時(shí)，給出“氫氣還原氧化銅”與“一氧化碳還原氧化銅”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的裝置圖，讓學(xué)生找出圖中的不同點(diǎn)，并加以解釋．根據(jù)兩張裝置圖比較得出:第一、檢驗(yàn)生成物的試劑不同，同時(shí)盛放檢驗(yàn)生成物試劑的容器也不同，第二、一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)尾部多了一個(gè)酒精燈，第三、通入的氣體不同．然后針對(duì)每個(gè)不同點(diǎn)請(qǐng)學(xué)生解釋，最后學(xué)生發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這些不同點(diǎn)的根本原因其實(shí)就是通入氣體的性質(zhì)不同．借助實(shí)驗(yàn)裝置圖，加深了對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的理解，使學(xué)生能非常清晰地掌握實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容．在實(shí)驗(yàn)裝置圖中進(jìn)行差異比較，對(duì)學(xué)生而言就好像回到了兒童時(shí)代玩的“找不同”游戲，考查了學(xué)生的注意力、忍耐力和仔細(xì)觀察的能力，同時(shí)融合了化學(xué)的學(xué)科知識(shí)，使學(xué)生在輕松的氛圍上加深了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解．
3．演繹策略
演繹策略就是指從普遍性或一般性的內(nèi)容出發(fā)，去推導(dǎo)出個(gè)別性、特殊性內(nèi)容的一種邏輯推理方法．演繹的過程其實(shí)就是對(duì)問題思考時(shí)思維呈現(xiàn)的過程．筆者在進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，從最簡單的固體和液體的反應(yīng)裝置圖開始，為了便于添加稀鹽酸，可以采用長頸漏斗也可以采用分液漏斗，但為了便于控制化學(xué)反應(yīng)的開始與結(jié)束，所以不能采用分液漏斗;同時(shí)在試管中加一塊多孔隔板，并在與導(dǎo)管相接的乳膠管中固定一個(gè)彈簧夾．又由于加入多孔隔板后的裝置，其工作原理與啟普發(fā)生器的工作原理非常相似，所以引出了啟普發(fā)生器的裝置．在教學(xué)中學(xué)生的思維隨著問題的推進(jìn)，一環(huán)接一環(huán)，環(huán)環(huán)相扣;而有了實(shí)驗(yàn)裝置圖在旁邊進(jìn)行輔助教學(xué)．同時(shí)分析對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的取舍，從而提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材考慮的縝密性，在整個(gè)過程中并沒有因?yàn)檫壿嬓缘膹?qiáng)度大而使學(xué)生產(chǎn)生無所適從的感覺．
三、總結(jié)
演繹的過程必須具有一定的邏輯性，它是推理的方式．在演繹的過程中注意闡明每一個(gè)變化的原因、變化的趨勢(shì)，捋順演繹的過程，才能完善學(xué)生科學(xué)性的思維，使他們理解不同的組合裝置，其適應(yīng)的范圍也不同，功能也不一樣．
作者：楊旦納 單位：上海市楊浦區(qū)惠民中學(xué)