實驗教學中對學生思維能力的培養

于金龍

[摘要]化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是化學學習的重要手段，在課程改革發展的進程中，化學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生思維的激發，直覺思維、斂散思維等的培養。使學生生動活潑地學習化學知識，掌握化學規律，為創新思維發展奠定堅實的基礎，提供創新的知識儲備。

[關鍵詞]思維培養化學實驗

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

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是化學學習的重要手段，在課程改革發展的進程中，化學實驗的重要性越來越突出，其理由有三，一是化學實驗有很強的開放性，為學生提供了良好的求異、求新、求變的探究、創新的平臺，化學實驗中豐富的、新奇的實驗現象，真實、直觀、形象和生動的特點易于激發學生的興趣、好奇及求知欲望，刺激學生豐富想象，拓展學生思維的空間，激起進一步探索的欲望；二是化學實驗具有很強的實踐性，對學生的動手能力、觀察能力和理論聯系實際的能力得到很好的鍛煉：三是化學知識的學習過程中。實驗本身也是必不可少的重要內容。通過實驗這一重要手段及方法，使學生生動活潑地學習化學知識，掌握化學規律，為創新思維發展奠定堅實的基礎，提供創新的知識儲備。

一、通過有趣生動的實驗現象，激發學生好奇心和求知欲

學生們在實驗中感受到各種實驗現象的奇妙，引發各種猜想，有利于形成感性認識，引導其探究，以調動學生的積極思維。

實驗例1：在講解C12的漂白性時，當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。學生看到這個現象時感到新奇有趣，繼而發問，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，并發出嘶嘶的響聲，并逐漸減小直至消失。繼而發問，產生這些實驗現象的原因是什么?鈉與水反應生成了什么?如何驗證?

這些奇異的實驗現象，引發了學生的強烈興趣和積極思考。經過熱烈的討論和教師的引導，學生們終于領會到其中的化學原理，體會到觀察、探究的愉快，激發他們的探究欲望和探究意識，而且為今后進一步的創新思維活動打下了良好的基礎。

二、用“探究——發現”法，培養學生直覺思維

直覺思維是創新思維活躍的一種表現，它是創造發明的先導，其主題是根據已有的知識和經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，以潛邏輯的形式進行。在化學發展史上，苯是英國科學家法拉第首先發現的，法拉第對生產城市照明的煤氣的剩余物——一種油裝液體產生了興趣，從而分離得到了苯。而凱庫勒悟出苯的分子的環狀結構的經過，整理出了苯環結構的假說。這些例子說明，在人的創造性活動中，直覺思維確實起著重要的作用。

實驗就是一個很好的培養學生直覺思維的嘗試。在驗證同周期元素性質遞變規律時，可以給學生提供鎂、鋁、稀鹽酸、蒸餾水以及需要的儀器，讓學生自己去設計實驗并驗證。這樣的實驗由于沒有指定統一的實驗步驟且結果未知含有懸念，學生的好奇心、探索欲受到極大刺激，實驗的興趣空前高漲。學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象，進而提出猜想，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，能對可能出現的實驗現象進行預測，又要求能對已經出現的現象大膽猜測所隱含的化學規律。從而培養學生的直覺思維。

三、敏銳抓住實驗中的特異現象，鼓勵學生創新求異

實驗中出現的偶然現象常被人們看作是微不足道的，事實上，這些現象的發生必有其原因，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，結果他狂笑不止，在實驗室中大跳其舞。后來，“有心”的戴維發現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的意外現象是科學探索中一個重要的認識問題。它促使人們打破舊觀念的束縛，幫助科學家指出科學上的生長點，把科學家引向新的領域。

在講解A1(OH)3的兩性時，向hlCl3溶液中滴加Na0H溶液，實驗由學生分組操作，由于不同的組滴加NaOH溶液的量不同，會產生不同的實驗現象，一是產生白色絮狀沉淀，二是先產生白色絮狀沉淀后沉淀又溶解，還有可能是產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生現象的原因。這些預定之外的現象都有科學的原因，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，在實驗教學中，要注意引導學生深入觀察這些目標之外的現象，多問幾個為什么，同時給予學生的實驗條件要少一些限制，允許異常現象出現。這樣有利于培養學生的主動探索精神和創新思維。

四、通過設計性實驗和實驗觀察，培養學生的斂散思維

發散思維和收斂思維是創新思維的兩大組成部分，是創新能力的核心。發散思維是依據研究對象提供的各種信息，使思維打破常規、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，收斂思維則是根據研究對象提供的各種信息尋求往復信息之間的內在聯系，使思維聚集收斂，得出一個確定的最佳解決發方案。在創造性活動中，發散思維和收斂思維往往使交替進行互相補充的，發散是收斂的前提和基礎，收斂是發散的深化和提高。

長期以來，由于教學實驗的特點，更由于傳統教學方法的影響，實驗往往注重的實驗的操作和結果忽視實驗教學的創新思維培養，常常是教師把實驗的目的、內容、步驟設計好，學生只是被動地做實驗，因而學生的思維顯得單一狹窄，缺乏靈活性和獨創性。教師可以選擇一些靈活性變通性大的問題，鼓勵學生發散思維，進行多方位多角度的聯想，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。讓學生對液溴進行觀察并描述現象，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“有以上現象的觀察，你可以得到有關溴的哪些物理性質?”，“由以上觀察能否了解溴具有哪些化學性質?”

通過本實驗不僅培養了學生對實驗觀察的系統性、全面性、理解性，而且培養了學生對實驗的描述能力、分析能力以及思維的發散能力。

實驗例2：在講解Fe3+離子的檢驗時，可由學生發散思維，設計出不同的檢驗方法并實驗驗證，然后進行比較、評價、篩選出正確的方法和最優的方法。這種富有探索和創造性的實驗方式，既能使學生獲得全面豐富的實驗方法和知識，義能訓練和發展學生的斂散思維，有效培養學生在新情景下應用、遷移、拓展、創新實驗知識的方法和能力，取得良好的教學效果。