淺析中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生思維能力的培養(yǎng)

中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱指出:“化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，理解和鞏固化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題的能力，初步掌握一些常用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)研究態(tài)度和科學(xué)方法。因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。”

近幾年來(lái)，雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來(lái)越受到重視，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是化學(xué)教育中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。究其原因，除了客觀因素的制約和教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視之外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中還忽視了必要的嚴(yán)格的思維訓(xùn)練。筆者認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化思維能力訓(xùn)練，是提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的起因

第一，是學(xué)生掌握化學(xué)科學(xué)知識(shí)的需要。化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，又是掌握化學(xué)知識(shí)規(guī)律的入門(mén)的向?qū)Ш褪侄巍W(xué)生從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，形成化學(xué)概念，上升為化學(xué)規(guī)律，進(jìn)而逐步編織成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建知識(shí)架構(gòu)，非經(jīng)過(guò)由表及里、由此及彼、去粗取精、去偽存真的思維過(guò)程，由感性上升至理性不可。因此，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀察過(guò)程，激發(fā)思維活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的飛躍。第二，是學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)知識(shí)的需要。化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的重要組成部分。學(xué)習(xí)活動(dòng)的核心成分是思維。中學(xué)基礎(chǔ)教育階段思維能力訓(xùn)練的重點(diǎn)應(yīng)放在思維品質(zhì)——廣闊性、深刻性、靈活性、獨(dú)創(chuàng)性、批判性和敏捷性等的形成與鍛煉上。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程，自始至終都充滿著培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生上述多種思維品質(zhì)的契機(jī)。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如果沒(méi)有有效地引導(dǎo)學(xué)生把握這些時(shí)機(jī)，是教學(xué)上的一個(gè)嚴(yán)重失誤。第三，是實(shí)施素質(zhì)教育的需要。現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)習(xí)是個(gè)人對(duì)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，需要學(xué)習(xí)者的智力投入，學(xué)習(xí)者不是把知識(shí)從外界機(jī)械地搬到記憶中，學(xué)習(xí)過(guò)程是一個(gè)理解過(guò)程。作為化學(xué)科學(xué)素質(zhì)教育的有機(jī)組成部分——化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)科學(xué)素質(zhì)，應(yīng)把著力點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)功能的開(kāi)發(fā)上。通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在知識(shí)、能力、品格各方面都得到綜合提高，而它們的獲取與提高，離不開(kāi)思維的訓(xùn)練。

二、在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的途徑

1.充分挖掘啟發(fā)思維的誘因，使學(xué)生的思維始終處于興奮之中

現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材中的每一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一般都是對(duì)操作步驟的介紹性敘述，缺乏對(duì)學(xué)生思維的激發(fā)和引導(dǎo)。因此，教師備課時(shí)要善于從課本里的描述中，將隱含在其中的疑問(wèn)知識(shí)點(diǎn)挖掘出來(lái)，設(shè)計(jì)層層疑問(wèn)，誘導(dǎo)學(xué)生探討研究。例如，高一《化學(xué)》中的“鈉的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)，筆者設(shè)計(jì)出一系列問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生邊觀察邊思考:(1)用小刀切割金屬Na，它說(shuō)明了什么?鈉切割后的瞬間與放置一會(huì)兒，其切割面上會(huì)發(fā)生什么變化?(2)將切割下來(lái)的一小塊Na投入盛有水的燒杯中，會(huì)觀察到哪些現(xiàn)象?還聽(tīng)到什么聲音?想一想，你將怎樣去解釋這些現(xiàn)象?(3)怎樣收集、檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體?依據(jù)是什么?然后，筆者拿出一套用于制取氣體的反應(yīng)裝置——一個(gè)可以盛放一倒置漏斗的燒杯和一個(gè)自制的漏斗(制作該漏斗的方法是，將一個(gè)礦泉水瓶沿瓶頸與瓶身的相連處切割開(kāi)來(lái)，留下瓶頸以上的這一部分，另外，將一個(gè)連接一直導(dǎo)管的膠塞用力塞進(jìn)瓶口并塞緊，這樣就做成了一個(gè)既實(shí)用、安全、又方便操作的裝置)。并提問(wèn):我們不按課本上的儀器去做，只用這兩個(gè)儀器，可以做到既可以使金屬鈉和水充分反應(yīng)，同時(shí)又方便地收集到氣體嗎?如何去操作?這一裝置的不足之處在哪?教師通過(guò)層層設(shè)問(wèn)，學(xué)生的思維自然而然地活躍起來(lái)。

2.設(shè)法創(chuàng)造條件，使學(xué)生養(yǎng)成仔細(xì)觀察的習(xí)慣

一般來(lái)說(shuō)，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都頗感興趣，但往往只是好奇心驅(qū)使所致。觀察離不開(kāi)人的感官，人的感官對(duì)客觀對(duì)象的感覺(jué)具有選擇性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師所做的演示實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的感官的刺激只有達(dá)到一定的程度，如所有的學(xué)生都能看得到、聽(tīng)得到、嗅得著，這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生才有較強(qiáng)的吸引力，才能引起學(xué)生濃厚的興趣，并樂(lè)于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察和思考。因此，對(duì)于一些儀器小、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易觀察到的演示實(shí)驗(yàn)，宜改成分組實(shí)驗(yàn)或借助課件播放。盡可能地結(jié)合分組實(shí)驗(yàn)或課件播放，提出一些富有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考，展開(kāi)思維能力培養(yǎng)活動(dòng)。

3.尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，同時(shí)適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生分析原因

教師在組織學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，要提醒學(xué)生養(yǎng)成邊觀察邊做記錄的良好習(xí)慣，即使實(shí)驗(yàn)失敗或出現(xiàn)異常，也要按照所觀察到的如實(shí)記錄好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，然后及時(shí)分析失敗或異常的原因，從分析原因的過(guò)程中鍛煉思維。如學(xué)生做“乙醛滴入新制氫氧化銅懸濁液加熱”的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)觀察到美麗的橘黃色最后呈磚紅色沉淀，但有的學(xué)生卻得到深棕色甚至黑色沉淀。在這種情況下，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)要如實(shí)填寫(xiě)沉淀顏色。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)異常的原因:(1)從化學(xué)反應(yīng)原理的角度考慮，滴加乙醛的量可能不足;(2)滴加乙醛后可能沒(méi)有搖勻;(3)加熱時(shí)火力可能過(guò)猛，造成乙醛揮發(fā)加快，結(jié)果氫氧化銅過(guò)量。同時(shí)，溫度稍高時(shí)氫氧化銅會(huì)分解成黑色的氧化銅，從而掩蓋了產(chǎn)物氧化亞銅的顏色。由此學(xué)生從分析原因中得到了思維訓(xùn)練。同時(shí)，學(xué)生對(duì)反應(yīng)物的用量和實(shí)驗(yàn)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)成敗的影響有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

4.運(yùn)用典型實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)思維，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力得到提高

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了有效地提高學(xué)生的思維能力，教師應(yīng)當(dāng)借助典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)誘導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，具體做法，一是教師宏觀地把握教材的整體，結(jié)合所教的年級(jí)通過(guò)某些典型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行某些方面的思維能力訓(xùn)練;二是激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性作用，將教材中某些演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)，改為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以提高其創(chuàng)造性思維的能力;三是根據(jù)中學(xué)教材，結(jié)合近年“高考”或“中考”試卷中的典型綜合實(shí)驗(yàn)題，指導(dǎo)學(xué)生以動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的方式，尋找問(wèn)題的答案。例如，氫氣、氯氣、二氧化硫、氨氣、乙烯等氣體的制取和一系列性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力都有一定的促進(jìn)作用。以2005年全國(guó)高考理科綜合卷化學(xué)試題中的第28題測(cè)定試樣中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)說(shuō)，

其實(shí)驗(yàn)、裝置、操作原理，與高一《化學(xué)》第五章“氯氣”一節(jié)中的“氯氣制取及其性質(zhì)檢驗(yàn)”有著異曲同工之處。教師在講授“氯氣”這節(jié)課時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考、討論以下問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣用什么物質(zhì)?通過(guò)什么類(lèi)型的反應(yīng)制得氯氣?(2)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣，應(yīng)該怎樣控制產(chǎn)生氣體的速度?(3)將產(chǎn)生的氣體通過(guò)盛有濃硫酸的洗

氣裝置，可除去哪些氣體雜質(zhì)?這些雜質(zhì)是

如何產(chǎn)生的?(4)氯氣、二氧化硫氣體都能使?jié)駶?rùn)的有色的有機(jī)物褪色，這兩者在原理上有何不同?(5)為了盡量避免氯氣逸出到空氣中，在制取氯氣時(shí)應(yīng)使用T形管，一端連接收集氣體的集氣瓶，另一端連接盛有水的儲(chǔ)氣裝置(如圖1所示)，圖1裝置

圖1

的儲(chǔ)氣原理是什么?

(6)收集完氣體后，燒瓶?jī)?nèi)還有不少氯氣，對(duì)剩余氯氣的處理，應(yīng)采取哪些措施?通過(guò)這樣的有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力一定會(huì)得到提高。

此外，在課外生活中，教師鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注社會(huì)生產(chǎn)、生活，開(kāi)展力所能及的小實(shí)驗(yàn)，如土壤成分的檢測(cè)、大氣、水質(zhì)成分的分析及污水處理的調(diào)查等。通過(guò)這些活動(dòng)，使學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力逐步得到提高。

總之，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的思維能力訓(xùn)練不容忽視，化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的思維訓(xùn)練前景廣闊，大有可為。

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(責(zé)任編輯 廖銀燕)