實驗教學(xué)中對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)

于金龍

[摘要]化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要手段，在課程改革發(fā)展的進(jìn)程中，化學(xué)實驗的重要性越來越突出。因此，以實例的形式闡述通過實驗手段對學(xué)生思維的激發(fā)，直覺思維、斂散思維等的培養(yǎng)。使學(xué)生生動活潑地學(xué)習(xí)化學(xué)知識，掌握化學(xué)規(guī)律，為創(chuàng)新思維發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，提供創(chuàng)新的知識儲備。

[關(guān)鍵詞]思維培養(yǎng)化學(xué)實驗

中圖分類號：G44文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—7597(2009)1020176-01

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要手段，在課程改革發(fā)展的進(jìn)程中，化學(xué)實驗的重要性越來越突出，其理由有三，一是化學(xué)實驗有很強的開放性，為學(xué)生提供了良好的求異、求新、求變的探究、創(chuàng)新的平臺，化學(xué)實驗中豐富的、新奇的實驗現(xiàn)象，真實、直觀、形象和生動的特點易于激發(fā)學(xué)生的興趣、好奇及求知欲望，刺激學(xué)生豐富想象，拓展學(xué)生思維的空間，激起進(jìn)一步探索的欲望；二是化學(xué)實驗具有很強的實踐性，對學(xué)生的動手能力、觀察能力和理論聯(lián)系實際的能力得到很好的鍛煉：三是化學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中。實驗本身也是必不可少的重要內(nèi)容。通過實驗這一重要手段及方法，使學(xué)生生動活潑地學(xué)習(xí)化學(xué)知識，掌握化學(xué)規(guī)律，為創(chuàng)新思維發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，提供創(chuàng)新的知識儲備。

一、通過有趣生動的實驗現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲

學(xué)生們在實驗中感受到各種實驗現(xiàn)象的奇妙，引發(fā)各種猜想，有利于形成感性認(rèn)識，引導(dǎo)其探究，以調(diào)動學(xué)生的積極思維。

實驗例1：在講解C12的漂白性時，當(dāng)c12分別通過干燥和濕潤的有色布條(最好用花朵)時，濕潤的布條褪色而干燥的布條不褪色。學(xué)生看到這個現(xiàn)象時感到新奇有趣，繼而發(fā)問，為什么干燥的布條不褪色，而濕潤的有色布條褪色?原因何在?

實驗例2：在講解鈉與水的反應(yīng)時，將一小塊金屬鈉投入盛有水的大燒杯時，會看到鈉浮在水面上，熔成一個熔融的小球，小球四處游動，并發(fā)出嘶嘶的響聲，并逐漸減小直至消失。繼而發(fā)問，產(chǎn)生這些實驗現(xiàn)象的原因是什么?鈉與水反應(yīng)生成了什么?如何驗證?

這些奇異的實驗現(xiàn)象，引發(fā)了學(xué)生的強烈興趣和積極思考。經(jīng)過熱烈的討論和教師的引導(dǎo)，學(xué)生們終于領(lǐng)會到其中的化學(xué)原理，體會到觀察、探究的愉快，激發(fā)他們的探究欲望和探究意識，而且為今后進(jìn)一步的創(chuàng)新思維活動打下了良好的基礎(chǔ)。

二、用“探究——發(fā)現(xiàn)”法，培養(yǎng)學(xué)生直覺思維

直覺思維是創(chuàng)新思維活躍的一種表現(xiàn)，它是創(chuàng)造發(fā)明的先導(dǎo)，其主題是根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗對客觀事物一種迅速的、直接的綜合判斷，不受固定的邏輯律約束，以潛邏輯的形式進(jìn)行。在化學(xué)發(fā)展史上，苯是英國科學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)的，法拉第對生產(chǎn)城市照明的煤氣的剩余物——一種油裝液體產(chǎn)生了興趣，從而分離得到了苯。而凱庫勒悟出苯的分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的經(jīng)過，整理出了苯環(huán)結(jié)構(gòu)的假說。這些例子說明，在人的創(chuàng)造性活動中，直覺思維確實起著重要的作用。

實驗就是一個很好的培養(yǎng)學(xué)生直覺思維的嘗試。在驗證同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律時，可以給學(xué)生提供鎂、鋁、稀鹽酸、蒸餾水以及需要的儀器，讓學(xué)生自己去設(shè)計實驗并驗證。這樣的實驗由于沒有指定統(tǒng)一的實驗步驟且結(jié)果未知含有懸念，學(xué)生的好奇心、探索欲受到極大刺激，實驗的興趣空前高漲。學(xué)生在試驗中帶著探索的心情去確定使用的儀器、實驗的方法，有意識的觀察具體的現(xiàn)象，進(jìn)而提出猜想，嘗試解決問題。在這個實驗中起主要作用的就是直覺思維，在這里既要求有扎實的理論基礎(chǔ)，能對可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測，又要求能對已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象大膽猜測所隱含的化學(xué)規(guī)律。從而培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維。

三、敏銳抓住實驗中的特異現(xiàn)象，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新求異

實驗中出現(xiàn)的偶然現(xiàn)象常被人們看作是微不足道的，事實上，這些現(xiàn)象的發(fā)生必有其原因，追溯起因有時會得到出人意外的巨大收獲。1772年英國化學(xué)家普利斯特制各了一種氣體，將其保存在實驗室中。青年實驗員戴維偶然飽吸了幾口這種氣體，結(jié)果他狂笑不止，在實驗室中大跳其舞。后來，“有心”的戴維發(fā)現(xiàn)了這種氣體的組成并給它取名“笑氣”。可巧，戴維剛剛拔掉蛀牙，疼痛難忍，而吸了笑氣后，疼痛立時減輕，神情快活，他敏銳地意識到“笑氣”的作用，于是一種麻醉劑誕生了。這個例子證明，正確地追溯實驗中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象是科學(xué)探索中一個重要的認(rèn)識問題。它促使人們打破舊觀念的束縛，幫助科學(xué)家指出科學(xué)上的生長點，把科學(xué)家引向新的領(lǐng)域。

在講解A1(OH)3的兩性時，向hlCl3溶液中滴加Na0H溶液，實驗由學(xué)生分組操作，由于不同的組滴加NaOH溶液的量不同，會產(chǎn)生不同的實驗現(xiàn)象，一是產(chǎn)生白色絮狀沉淀，二是先產(chǎn)生白色絮狀沉淀后沉淀又溶解，還有可能是產(chǎn)生白色絮狀沉淀后振蕩試管沉淀消失。此時再讓大家討論產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。這些預(yù)定之外的現(xiàn)象都有科學(xué)的原因，但與課本上的并不完全一致，追溯其原因，不僅能擴大知識范圍，而且為探索新問題打開了新的天地。因此，在實驗教學(xué)中，要注意引導(dǎo)學(xué)生深入觀察這些目標(biāo)之外的現(xiàn)象，多問幾個為什么，同時給予學(xué)生的實驗條件要少一些限制，允許異常現(xiàn)象出現(xiàn)。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動探索精神和創(chuàng)新思維。

四、通過設(shè)計性實驗和實驗觀察，培養(yǎng)學(xué)生的斂散思維

發(fā)散思維和收斂思維是創(chuàng)新思維的兩大組成部分，是創(chuàng)新能力的核心。發(fā)散思維是依據(jù)研究對象提供的各種信息，使思維打破常規(guī)、尋求變異，廣開思路、充分想象，探索多種解決方案或新途徑的思維形式，收斂思維則是根據(jù)研究對象提供的各種信息尋求往復(fù)信息之間的內(nèi)在聯(lián)系，使思維聚集收斂，得出一個確定的最佳解決發(fā)方案。在創(chuàng)造性活動中，發(fā)散思維和收斂思維往往使交替進(jìn)行互相補充的，發(fā)散是收斂的前提和基礎(chǔ)，收斂是發(fā)散的深化和提高。

長期以來，由于教學(xué)實驗的特點，更由于傳統(tǒng)教學(xué)方法的影響，實驗往往注重的實驗的操作和結(jié)果忽視實驗教學(xué)的創(chuàng)新思維培養(yǎng)，常常是教師把實驗的目的、內(nèi)容、步驟設(shè)計好，學(xué)生只是被動地做實驗，因而學(xué)生的思維顯得單一狹窄，缺乏靈活性和獨創(chuàng)性。教師可以選擇一些靈活性變通性大的問題，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，進(jìn)行多方位多角度的聯(lián)想，探索出多種解決問題的途徑。

實驗例1：在講解溴的時候，首先展示兩瓶液溴：一瓶用棕色瓶盛裝；一瓶用無色瓶盛裝，并用水封。讓學(xué)生對液溴進(jìn)行觀察并描述現(xiàn)象，然后介紹無色試劑瓶中下層為液溴，中層為溶有溴的水層。同時提問“有以上現(xiàn)象的觀察，你可以得到有關(guān)溴的哪些物理性質(zhì)?”，“由以上觀察能否了解溴具有哪些化學(xué)性質(zhì)?”

通過本實驗不僅培養(yǎng)了學(xué)生對實驗觀察的系統(tǒng)性、全面性、理解性，而且培養(yǎng)了學(xué)生對實驗的描述能力、分析能力以及思維的發(fā)散能力。

實驗例2：在講解Fe3+離子的檢驗時，可由學(xué)生發(fā)散思維，設(shè)計出不同的檢驗方法并實驗驗證，然后進(jìn)行比較、評價、篩選出正確的方法和最優(yōu)的方法。這種富有探索和創(chuàng)造性的實驗方式，既能使學(xué)生獲得全面豐富的實驗方法和知識，義能訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生的斂散思維，有效培養(yǎng)學(xué)生在新情景下應(yīng)用、遷移、拓展、創(chuàng)新實驗知識的方法和能力，取得良好的教學(xué)效果。