教師在實驗活動中的主導作用與學生的能力培養

【摘要】現代科學技術的飛躍發展，科學知識的成倍增長，向學校教育提出了一個問題：這就是如何使學生在有限的時間內，不僅掌握更多的科學知識，而且給他們以“點石成金”的指頭，開啟知識寶庫的鑰匙，發展他們的智力，培養他們的能力。戴安邦先生說：“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式”。本文從理論的分析入手，借助豐富的事例來探討如何在中學化學教學中通過實驗培養學生的能力。

【關鍵詞】化學實驗 教師 能力培養

中學化學實驗從操作對象看主要分為教師實驗和學生實驗；從功能上分為概念形成實驗、驗證理論實驗、激疑實驗、引入實驗、探索實驗等；從形式上分為個體實驗和小組實驗；從時間上分為課堂實驗、課外實驗。各種不同形式的實驗對發展學生的能力各有側重，但都是本文“化學實驗”所指的范疇。通過化學實驗培養學生的能力，有兩個方面的含義：一是使學生學習科學知識所必需具備的能力得到提高；一是使學生在日常生活中能夠自覺地利用有關化學知識來解決實際問題。通過實驗培養學生能力，關鍵在教師。教師在教育觀念上重視學生能力的培養是解決該問題的首要條件，其次才是教育經驗、教育技術、教育方法的問題。

一、教師應尊重學生，把學生當做教育的主體，而不僅僅是知識的接受體

1、教師的作用是如何幫助、引導每一位學生發展，與學生—起學習，而不是以榜樣自居，更不是學生的救世主。只有教師在思想上把自己與學生放在平等的位置上，教師才能夠具體了解學生的實際情況，體諒他們的難處，而不是限制他們的發展，甚至—味地批評埋怨學生能力低。近幾年來，我發現越來越多的初中學生不會劃火柴。起初我以為是獨生子女嬌慣問題的表現。后來經過走訪才知道學生劃火柴的機會太少，大部分學生家里沒有火柴，只有在化學實驗課上才有使用火柴的親身體驗，不應該就此責備他們。

2、教師不但身為表率，還要講明道理，以理服人。新一代的年輕人是有理性的一代，科學意識和民主意識較強，不愿盲從。因此，強迫命令只會使他們反感。再說劃火柴，不少學生點燃酒精燈要用三四根火柴，有的甚至不敢點燃酒精燈。究其原因，主要是怕燒著自己和方法不正確……于是，我設計了—個實驗，課題就是如何保證每—次都能將火柴劃著。學生結合物理的杠桿原理等知識，通過討論、實驗，迅速掌握了要領。通過這個小小的實驗，不但使學生的動手能力有了提高，而且讓學生明白了理論聯系實際的道理，這樣學以致用才能落到實處。

二、教師應提高自身素質，有較強的能力

從一定意義上說，教師的素質左右了學生素質的提高。很難想像一個固步自封、能力低下的教師能夠培養出具有創造能力的學生。要培養出有能力的學生，教師至少應該具備以下幾個要素。

1、諳熟教材。教師不但要科學完整地掌握中學化學教材的內容，熟悉教材的知識結構和編排體系，還應該明確各部分知識間的相互關系以及學生對各部分知識的難易反映。能夠依據教學內容，有針對性地選擇、設計符合學生發展規律的教學方法。同時應熟悉實驗，能夠把握課堂。通過實驗發展學生能力的主渠道在課堂，要在有限的時間內使每一位學生都得到發展，教師必須熟悉實驗的每一個環節，并盡量掌握各種可能出現的意外現象，做到實驗的現象在教師的控制之中。例如，用澄清石灰水鑒別二氧化碳時，有時發現石灰水先渾濁后澄清，學生往往為此爭論不休。此時教師只抓住石灰水有變渾濁的現象分析，就可以去繁就簡。至于變澄清的問題，讓學生課后思考，查找資料即可。可見，如果教師連實驗的現象都不能夠做到心中有數，如何能夠用實驗來培養學生的能力？

諳熟教材的另一層次含義是盡可能地熟悉與中學化學相關學科的內容，尤其是物理、數學、生物等相關學科的知識體系。

2、對實驗有正確的心態。教師對實驗的態度直接影響學生對實驗的看法。以做氫氣與氧氣混合爆炸的實驗為例，如果教師做此實驗時手打哆嗦，點燃后跑得很遠或做完后長出一口氣等，那么無論教師怎樣說該實驗如何安全，毫無疑問學生在做檢驗氫氣實驗時也會膽戰心驚。教師做實驗只是一味地“照方抓藥”，學生實驗時必然如此。

3、自身能力較高。教師應該積極參加教育、教學科研。教師自身應是一個開放的系統，能夠不斷攝取外界的新信息，并判斷其價值，迅速將有用的信息內化為自身知識能力體系的一部分，并恰當地運用到教育教學中。尤其要密切關注現代科技的發展和生活中的新知識、新科技，不斷更新自己的知識。教學中只有與學生學習、生活聯系緊密的化學實際，才能夠有效激發學生學習化學的興趣，提高學生的能力。例如：第一次講甲烷氣體爆炸時，學生興趣不大。第二次再講此原理時，我聯系不久前某地發生煤礦大爆炸，讓學生分析原因，不少學生興致盎然，思維活躍，同時可順利地拓展到油庫等場所的爆炸問題上。可見，知識距離學生的遠近，直接影響學生學習該知識的興趣。

4、良好的社會適應能力。教師要能夠在較短的時間內與學生、家長、同事形成良好的人際關系。盡管這些關系不是培養學生成功的決定因素，但是至少是—個重要的因素。不少事例證明：有相當一部分學生是因為喜歡某某教師，然后才喜歡該教師教的這門課。如果學生對教師厭倦，往往不自覺地將厭倦的情緒遷移到教師講授的課程中，更談不上發展能力了。

三、教師應重視學生能力的培養，而不僅僅是重視知識的傳授

知識是人類認識自然過程中一定階段上經驗的總結，因此知識在不斷地發展變化。因此，在傳授知識的同時，更應該傳授探求知識、認識真理的能力。酸、堿、鹽知識的復習中，在列舉了濃硫酸、氫氧化鈉的性質和氫氧化鈣的制備之后，還能作拓展嗎？教師可以跟據相關物質特性，來對干燥劑作—下匯總，讓學生在認識上提升一個高度。隨后，還可以提一個問題：若在吸收水分的同時也除去氧氣，可采用什么物質呢?這樣不斷地從已有知識出發，發現問題、提出問題、猜想設計解決問題的思路、解決問題、實驗證明解決方案正確性的能力遠比記住知識本身重要得多。

四、改驗證性實驗為探索性實驗

采用教師講授化學知識，然后通過實驗驗證其正確性，這種做法在學生的認識過程中有一定的局限性。如當教師先講二氧化碳比空氣重這個知識時，學生心里必然會懷疑這是否正確，于是教師需要—些事例來證明這一觀點的正確性，這就是典型的驗證性實驗。如果教師先演示二氧化碳比空氣重的實驗，讓學生觀察，然后提問學生，通過實驗可以得出二氧化碳的什么性質。這樣，二氧化碳比空氣重的性質是學生自己得出的，因此學生不會懷疑結論的正確性。盡管這只是順序的顛倒，但對學生發展能力的效果是截然不同的，從學生的角度看，學生參與知識的形成過程，其心理體驗是前者無法相比的。

化學實驗不能夠局限于驗證所講內容的正確性，而應該盡可能地模擬發現知識時的情景，讓學生通過自己的觀察、探索，分析實驗提供的素材，發現其中的知識、科學原理，進而內化為自身的素質。

五、引入開放性實驗

必須正視人類認識的階段性、局限性和發展性。引入開放性實驗就是要明確目前的認識水平，這樣更有利于學生的發展。觀察磷在氧氣中燃燒的實驗讓學生得出生成物是煙還是霧的結論是極其困難的，教師硬性灌輸，說是白色的煙霧，學生難于接受。不如因勢利導調動學生的積極性，請學生設計實驗來證明到底是煙還是霧。

化學的發展是無止境的，而人類對化學問題的認識是有一定的階段性的，對某些問題不可能有完美的答案。例如，如何降低酸雨的影響，有人主張用低硫煤，有人主張用氫氧化鈉去處理廢氣，你如何看待這一問題。引入開放性實驗其意義不在于立即得到一個明確的結論，而在激發學生不斷地探索、追求的精神，在—定的條件下得到相對滿意的結論。這才是科學發展的規律。

六、讓學生面對選擇，輔導學生學會選擇

化學知識是豐富的，但又有其內在的有機聯系。課本上每一節的內容有一定的獨立性，但是學生頭腦中的知識是相互聯系的，以多節點的網狀超媒體鏈接。當學生面對一個具體的問題時，必然面臨多種選擇，代替學生選擇的做法盡管能夠節省寶貴的課堂時間，但是不客氣地說這對培養學生的能力是有害無益的。教師剝奪學生選擇的權力后，使得學生面對眾多選擇無所適從。例如，初中化學有—節是：二氧化碳的實驗室制法。不少教師是這樣引入的：由于碳酸鈣與鹽酸反應能夠得到二氧化碳氣體，所以實驗室用它們來制備二氧化碳氣體或是進行碳酸鈣與硫酸、鹽酸反應的實驗，然后得出實驗室應該用碳酸鈣與鹽酸反應來制備二氧化碳。學生十分困惑。到這一章為止，學生知道的能夠得到二氧化碳的方法不下十種，為什么單單選擇這種制法。學生不知道其他制法到底有什么問題。如果教師能夠從得到二氧化碳的方法入手，引導學生復習可以生成二氧化碳的各種方法：（1）人和動物的呼吸：（2）堿式碳酸銅受熱分解：（3）碳酸氫銨受熱分解；（4）木碳與氧氣反應；（5）碳與空氣反應；（6）蠟燭燃燒；（7）煤的燃燒；（8）汽油的燃燒；（9）碳與氧化銅反應；（10）—氧化碳燃燒；（11）酒精燃燒；（12）甲烷燃燒；等等。這樣引入既自然，又能夠解決學生的疑問。然后引導分析作為實驗室制法的條件，學生逐—分析很容易得出為什么一定要用該方法來制備二氧化碳的理由。未來社會信息越來越多，獲取信息固然重要，但更重要的是學會判斷信息的價值，進而選擇有效信息來解決問題，否則將被各種信息所淹沒。

七、現代傳媒技術的充分應用

當今世界科技的日益發展，信息呈幾何級數增加。如何利用這些技術和資源的問題已經擺到每一個人的面前。網絡、多媒體遠程傳媒等技術的普及，為發展學生的能力提供了新舞臺。化學實驗的概念也在擴大，計算機技術已經滲透到化學實驗領域。模擬化學實驗室、靈境技術在發展學生解決問題的能力上有著傳統手段不可比擬的優勢。例如，隧道掃描顯微鏡的有關原子的照片本來就是在計算機上得到的，用其他手段來表現其效果遠不如計算機上的效果；操作類型的實驗，用計算機來練習既方便又經濟；利用計算機的靈境技術、網絡技術，虛擬現實、虛擬未來、虛擬科學家發現知識的各種環境，讓學生在這樣的環境中獲取知識、提高能力，將是實驗發展的一個重要方向。當然，利用計算機來發展實驗能力也有其不足之處，計算機替代不了實際操作，在味覺、嗅覺等方面計算機還有較大的局限。但這絲毫不影響利用計算機與實驗結合來發展能力的優勢。

培養學生化學能力是化學科實施素質教育的核心問題。化學實驗能力是化學能力的綜合體現。化學實驗在化學學科實施素質教育、提高學生的化學能力中占有不可替代的地位。只有每一個教師在自己的教學實踐中確實重視化學實驗在培養能力中的作用，才能夠真正地把在化學科實施素質教育落到實處。

（作者單位：樅陽縣后方初級中學）