通過化學實驗教學培養學生的學習能力

張曉東

通過化學實驗教學培養學生的學習能力

張曉東

（江蘇省梅村高級中學江蘇無錫214112）

實驗教學要調動學生學習積極性，培養其科學思維品質，發展其各方面能力，可以從以下幾個方面來操作：設計實驗，培養學生靈活運用知識的能力；通過對比實驗發現問題，培養學生的探究能力通過實驗操作，實現知識和技能的整合；通過綜合實驗整理知識，培養學生知識的建構能力。

化學實驗；學習能力

化學是一門實驗科學，眾多的化學概念、理論和變化規律都依賴于實驗歸納、抽象和驗證。化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式。通過實驗，可以對大多數物質的性質、概念及原理進行揣度和論證；通過實驗，可以培養學生基本操作技能。通過實驗，可以培養學生的觀察、分析、推理能力。在課堂教學中，恰當合理運用實驗，不僅幫助學生掌握化學實驗的知識和技能，還能調動學生探究的積極性，培養其科學思維品質，發展其各方面能力，筆者在以下一些方面進行了嘗試。

一、通過設計實驗，培養學生靈活運用知識的能力

所謂的化學實驗設計，是根據實驗的目的和要求，綜合運用所學的知識和技能以及材料中所提供的新信息，從而對實驗的原理、試劑及儀器的選擇、步驟與方法作出合理規劃。學生要能進行化學實驗設計，除了要有豐富的化學知識和扎實的實驗操作技能之外，還要能閱讀和應用新信息，在綜合分析和判斷的基礎上，合理進行假設、選擇適當的實驗條件、正確的實驗操作、對實驗現象進行觀察和解釋等。因此化學實驗設計能培養學生靈活運用知識和技能和科學探究方法去解決問題能力。

例如：當提供新信息：①Cu20是堿性氧化物；②在空氣中灼燒Cu20生成Cu0；③Cu20在酸性條件下能發生反應（Cu20+2H+=Cu+Cu2++H20）。要求學生設計實驗：檢測某紅色Cu20固體中是否含有Cu。通過對題意的分析，學生提出了以下幾個方案：⑴將固體溶于足量的稀硝酸中，根據溶液是否變藍色來確定。（2）將固體溶于足量的稀硫酸中，根據固體是否有剩余來判定。（3）將固體在空氣中充分灼燒至完全變黑，根據前后的質量變化來斷定。接著我讓學生來評價幾個方案的合理性。通過組內討論，明確了方案⑴和⑵都不合理，而方案⑶是合理的。原因是方案⑴Cu20也能和硝酸生成Cu2+，而方案⑵Cu+在酸性條件下能發生反應，也生成Cu。（3）中Cu和Cu20加熱都生成Cu0，根據加熱前后質量變化可以確定Cu20試樣中是否含有Cu。

二、通過對比實驗發現問題，培養學生的探究能力

愛因斯坦曾說過：提出一個問題比解決一個問題更重要！在保護學生探究積極性的同時，教師在教學中還要教會學生如何發現問題。在教學中，教師要積極創設問題情境，讓學生產生質疑，引導學生學會通過觀察、比較、歸類、聯想、分析等發現問題的方法，從而善于質疑。

對比實驗，是化學實驗教學中經常采用的實驗方法。所謂對比實驗是將某個實驗組同另一個已確定結果的實驗組作對照，從而得出某種條件對結果的影響。利用對比實驗，不僅可以使學生更容易接近事物的本質，而且可以培養學生發現問題、觀察現象、分析問題的能力，從而激發學生的探究興趣，培養其探究能力。

例如：裝置氣密性問題是實驗教學中重要的知識點，學生在這塊上也比較容易犯錯，在分析這個問題時我舉了下面兩個例子：

例1：

這套裝置的氣密性檢驗比較容易，它是一端開口，只要利用氣體的熱脹冷縮原理，把導管的出口浸入水槽的水中，用手握住試管，若導管出口處有氣泡冒出，手移開后導管中有一段水柱上升，則表明裝置氣密性良好（即趕氣法）。

例2：

在講解上一題的基礎上我再拿出這個裝置來分析氣密性的檢查，學生很自然想到：能否直接用趕氣法？有些學生在下面就小聲地說應該可以用剛才的方法，也有些學生非常猶豫。這時我提問學生此套裝置和上面一套有何不同？用手焐導管時出口處能否有氣泡？為何？學生很自然會發現這套裝置兩端是開口的，直接用趕氣泡法不能實現目的。接著我再讓他們討論若要用趕氣法應如何操作，通過分析會想到要把開口端封住。具體操作如下：把彈簧夾夾住，往長頸漏斗中加水沒過漏斗下端（進行液封）；再用手掌握住具支試管上部，若發現導管中有一段水柱上升，手移開后導管中液面下降，則表明裝置氣密性良好。接下來我再提問能否只通過加水來檢驗此套裝置的氣密性？答案是可以利用氣體的體積與壓強成反比，先塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內的水面高于試管內的水面；停止加水后漏斗中與試管中的液面差保持不變，則說明裝置不漏氣（即加液法）。通過比較，學生就能明白，不同條件下要去解決同樣的問題，方法是不同的。

三、通過學生自主實驗操作，實現知識和技能的整合

為了節省時間，不少老師在黑板上畫實驗，讓學生背實驗，這種方式學生知其然但往往不知其所以然，不利于學生科學素養的培養和能力的提高。高中學生身體、心理和控制能力已經發展到一定水平，具有較強的思維和實踐能力，讓學生進行實驗操作，可以幫助發現真實的化學問題，也可以了解化學問題解決的復雜性，不僅提高學生的學習興趣，實現知識和技能的整合，也能培養學生實事求是、一絲不茍的科學態度。

如在學習碳酸鈉和碳酸氫鈉時，我讓學生用實驗去鑒別這兩者，他們提出了很多方案。其中有一組學生用CaCl2溶液，根據復分解反應原理，這種設計是可行的，前者有沉淀而后者沒有。但通過操作，學生發現兩組實驗都有渾濁的現象。他們覺得很是詫異，碳酸氫鈣可溶于水，為何也會產生白色渾濁呢？這個沉淀是碳酸鈣還是碳酸氫鈣呢？如何證明之？學生判斷是碳酸鈣。我與學生一起分析：在NaHC03溶液中加CaCl2溶液，如果生成碳酸鈣，那C032-是HC03-電離出來的，此時溶液一定由原來的堿性環境變成了酸性環境。學生通過實驗發現溶液真的呈酸性，這時他們充滿了好奇。我再從離子積和溶度積的角度簡要分析了產生沉淀的原因。接下來我提問學生，兩溶液混合是否一定會產生沉淀，能否通過實驗來證明？學生通過實驗發現：當兩者濃度很小時，溶液混合時就不變渾濁了，也就是當離子積小于溶度積時，不會產生沉淀。通過以上活動，學生明確了物質間的反應往往需一定的條件，如濃度；學生也明確了實驗的重要性，要依托實驗，結合理論，對問題作出科學判斷。

四、通過綜合實驗整理知識，培養學生知識的建構能力

從認知的觀點來看，復習是對先前學習的知識的回顧、整理和認識的過程。從信息加工理論的角度分析，復習是對已有的信息重新組合，使信息的排列更有序的一個過程。因此復習不僅是一個回憶和熟練的過程，更重要的是一個再認識和再提高的過程［1］。

化學綜合實驗是多塊化學內容或方法的綜合的實驗。它是將所學到的知識和方法進行綜合、遷移、發散等應用，這有利于學生建構自己的知識結構，從而提高其推理能力。

如實驗室制備氣體由于原料、方法、產物的不同，往往比較復雜，同時由于涉及反應原理的分析、實驗裝置的選擇和操作、實驗結果的分析等，綜合性也較強。利用這類實驗，可以幫助學生整理先前零散的知識點，重新建構知識。如我要求學生設計實驗證明銅與稀硝酸反應產生的氣體是N0而不是N02。

通過學過的N0和N02的性質比較（見下表），可以選擇合適的實驗方法。

表1 NO和NO2的性質比較表

經過相互交流與探討，學生制作了氣體制備的流程圖（見下圖）來設計實驗過程：

1008-0546（2013）11-0089-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.11.035