實驗教學是開啟學生心智的密鑰

宋延科

（江蘇省黃埭中學 江蘇 蘇州 215143）

化學是以實驗為基礎的自然科學。實驗教學是激發學生的學習興趣，培養學生的觀察和實驗技能，培養解決化學問題能力，形成實事求是的態度有效的途徑和方法。新課改的核心是培養學生的科學素養，學生為主體，教師為主導。所謂“心智”是指學生的內在潛能，實驗教學是開啟學生心智的密鑰。

近幾年的高考實驗題不再是簡單地考查書本實驗，考查內容涉及基本儀器的使用、儀器的改造和開發、教材中基本實驗方法的拓展、實際操作的全真模擬，未知規律的探究等。高考化學實驗題目力圖通過筆試的形式考查學生的思維能力、創新設計能力、獨立分析和解決新問題的能力。因此教師在教學中應以實驗誘發學生的思維，提高學生的動手能力、探究能力、思維能力，培養學生的化學素養。

一、加強實驗教學，培養學生的學習興趣

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”興趣是學習的內動力，只有當學生對學習化學產生了濃厚的興趣后，才能由“要我學”轉化為“我要學”，才能進入積極的、主動的學習狀態，學習效果也將事半功倍。

實踐活動是產生興趣的源泉。在原電池的教學引入時，我安排了這樣的學生實驗，每組同學的桌子上都放有一個金橘、一個檸檬、一根銅絲和一段鎂條、靈敏電流計。在金橘或檸檬中平行插入一根銅絲和一根鎂條，用導線與靈敏電流計相連，電流計的指針發生了偏轉，當學生看到有電流產生時，十分欣喜，產生了強烈的求知欲。高中化學的很多實驗，像濃硫酸和蔗糖的“黑面包”實驗、“白紙顯字”、“氯氣使鮮艷的菊花褪色”、“蘸有白磷的酒精燈不點自燃”等小實驗，均可使學生產生了強烈的好奇心，激發了學習興趣。

在教學過程中對書上的實驗只要條件允許我都做，有時自己尋找材料去做演示或學生實驗。如果有些實驗比如溴苯的制取，硝基苯的制取等，由于實驗室通風設備不好的原因，我讓學生觀看一些實驗錄象也有一定的效果。在各類可比性考試中，我教的班級教學平均分要高出平行班級十幾分到二十分。

二、加強實驗教學，培養學生實事求是的態度

科學實驗需要學生具有實事求是、嚴肅認真的態度，具有勇于探索、不怕失敗的精神，這就要求在實驗中，教師對學生的實驗步驟、操作程序等進行嚴格要求，不得有絲毫馬虎。在配制一定濃度的溶液，用量筒量取一定體積的濃溶液時，有的學生將量筒用水洗，洗滌液也到入燒杯中，這種錯誤的操作，導致實驗結果不準確。因此，在實驗中，教師應把培養學生嚴肅、認真的實驗態度同規范操作統一起來，通過言傳身教，要求做到操作規范、儀器擺放整齊合理，有條不紊，使學生從中體會到科學的東西來不得半點馬虎，從而養成科學嚴謹的習慣，減少人為的實驗誤差。

中學化學中對一些知識的描述或結論多數是定性的，沒有定量化，這樣可能造成科學性錯誤。例如：用氯化鈣溶液區分碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液時，要嚴格控制溶液的濃度和用量。分別向2mL 0．1mol／L碳酸鈉溶液、2mL 0．1mol／L 碳酸氫鈉溶液中，加入2滴（注：1mL＝20 滴） 0．1mol／L 氯化鈣溶液時，二者都有白色沉淀。教學參考書上說后者溶液無沉淀，什么原因導致都有沉淀呢？ 后來我將氯化鈣溶液改為0．001mol／L，碳酸鈉溶液中有白色沉淀，碳酸氫鈉溶液中無沉淀。說明有些實驗必須控制濃度，不能不加思索地告訴學生結論。

又如： 溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液共熱的消去反應，在課堂上做了實驗總是看不到預期的現象，得不到能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的氣體，百思不得其解。后來我與邢老師經過反復地實驗研究，發現原來是溴乙烷的沸點太低，還沒來得及反應就全揮發了，達不到消去所需溫度，現在的教科書已經改成1－溴丙烷，而不再用溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液做消去反應這個實驗了，這樣的結論對學生也是一個完美的解釋。

在實驗教學活動中，要對實驗的真實現象進行探討，完善，尋求原因，而不是一味地回避。有時要考慮定量問題，有時要考慮實驗本身是否嚴密，在修正完善的過程中，學生不僅能通過實驗學到探究事物奧秘的本領，而且能培養實事求是的科學態度。

三、加強實驗教學，培養學生科學的學習方法

傳統的教學方法主要是老師教，學生聽，這種注入式教學方法，極大地挫傷了學生學習的積極性和創造性，課堂效率也不高。科學的學習方法是在知識的形成和獲得的過程中進行的。在“實踐”中學，在“體驗”中學，實驗是最好的選擇。加強實驗教學，發揮實驗的探究功能，可以進行科學方法的系統訓練。教師應給學生提供足夠的空間和時間，放手讓學生去思考、去實踐，引導學生積極地投人到自主學習和探究的活動中。鼓勵學生發現問題并提出解決問題，發表不同的見解，尋求不同的答案，充分尊重學生思想中的閃光點，使學生的潛力得到最大程度的開發。

在進行《化學2》“電能轉化為化學能”教學時，學生做了用石墨為陽極，鐵片為陰極電解氯化銅溶液后，有的學生就提出這樣的疑問：若把兩電極換一下會怎樣？ 若電解質為其它溶液時，電解反應有什么規律呢？ 這時，教師不必馬上回答，而是啟發學生獨立設計實驗并自己動手去檢驗。有同學用銅片作電極，得出鐵片、銅片作陽極時陽極本身要參與反應，并寫出相對應的電極反應式；學生設計用石墨作電極電解飽和食鹽水，電解硫酸銅溶液，得出Cl－、OH－失電子。通過學生探究，得出結論：電解時活性電極本身要參與反應，若為惰性電極時，陽極上陰離子失電子被氧化。有同學在電解硫酸銅溶液時，以硬幣或鑰匙作陰極，實驗后發現在硬幣或鑰匙表面上鍍了一層紅色的銅，從而對電鍍的概念有了更深刻的理解。通過學生獨立設計并動手做實驗，不僅鍛煉了學生的思維能力，而且大大增強了學生的實驗探究能力，實驗教學是開啟學生心智的密鑰。

四、加強實驗教學，培養學生思維能力

《教育新理念》中指出“過程教學比結果教學更重要，因為任何知識都有它的來龍去脈，都有它產生、發展、更新的過程。”追求知識發展的過程，就是將我們的思維活動一步步帶入深入的過程。化學實驗現象可能有顏色、氣味、狀態的變化，可能有發光、放熱等劇烈現象的出現等。如果學生不能明確實驗目的、要求和需觀察的主要內容，不知道運用多種感官全面觀察思考，只注意到那些刺激、新奇的熱鬧場面，就不能更好地反映實驗的本質，達不到預期的學習效果。如何培養學生思維能力（心智）呢？

首先，教師要善于啟發、引導學生，以確定觀察的內容和順序。例如，在把綠豆大小的堿金屬鉀投入盛有CuSO4溶液的實驗中，通過教師的引導，學生充分運用眼、耳、手、鼻等多種感官全面地觀察實驗的進程，知道先觀察什么，后觀察什么，重點觀察什么，做到有的放矢，既不放過刺激的爆炸、燃燒，又不忽略稍縱即逝的顏色變化、沉淀的溶解等現象；這時，學生便會發現有火花生成，看到有藍色不溶物產生，聽到爆鳴聲，感觸到試管壁發熱等一系列現象。多感官、全方位的觀察，會進一步激發學生去探究現象產生的本質原因。

其次，教師還要引導學生進行分析和總結。科學的觀察只有同分析問題、解決問題統一起來，才能尋求現象產生的原因，觀察才具有生命力。在以上的實驗中，經過分析，學生了解到鉀與溶液中的水反應生成KOH 和H2，放出大量的熱，當積聚的熱量達到H2著火點，H2便會跟空氣中的O2迅速化合，產生火光，并發出爆鳴聲； 生成的KOH 與溶液中的CuSO4反應生成藍色Cu（OH）2沉淀。學生不僅深切感受到了金屬鉀的活潑性，而且得出活潑的堿金屬在水溶液中不能把CuSO4溶液中的Cu 置換出來，加深了對置換反應的理解；此外，還鞏固了初中學習過的燃燒等知識。因此，在觀察過程中，通過教師引導學生分析、總結，找出現象產生的根本原因，得出內在的規律性，從而提高了學生的分析思維能力，從而完成由表及里、由現象到本質的思維上升過程。

五、加強實驗教學，培養學生的探究精神

素質教育的核心是要促進學生的全面發展，而學生發展的一個重要方面就是探究意識的形成與主動參與能力的培養。布魯納強調：“教一個人某門學科，不是要他把一些結果記下來，而是教他參與把知識建立起來的過程。”因此，教學要盡可能用討論探究的方式展現知識的形成過程，把知識的授受過程變為知識的探究過程，最大限度地引導學生參與教學活動，教給學生探究學習方法，培養學生積極思考、正確思維的品質，促進學生的全面發展。

在驗證“過氧化鈉的性質”的學生實驗中，要檢驗過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉一般會選擇酚酞，而加酚酞后出現先變紅后褪色。我問學生為什么？ 有的學生說：“ 過氧化鈉有漂白性，過氧化鈉使紅色的酚酞溶液褪色。”而有個學生卻提出疑問：“過氧化鈉與水反應后的溶液中加酚酞，紅色也會褪去，其原因也是因為過氧化鈉的緣故嗎？ 我沒有直接回答，而是引導學生查找相關資料，認真討論，分組進行實驗求證。在學生的積極參與下，大家獻計獻策，有個聰明的學生設計了如下學生實驗：將水直接滴入盛有過氧化鈉固體的試管，現象是：反應激烈，有大量無色氣體產生。待不再產生氣體10 分鐘后，將所得溶液分成兩份。一份滴入無色酚酞溶液，溶液先變紅后褪色。一份加入少許二氧化錳靜置到不再產生氣體后，也滴入無色酚酞溶液，卻發現溶液變紅不再褪色。我讓大家按照這位同學的方法大家都來做了這個探究實驗，大家很好奇，認真地做了實驗，經過激烈的討論，學生得出結論：（1） 過氧化鈉與水反應時先生成氫氧化鈉和H2O2，此時的H2O2不會立即分解。（2）在過氧化鈉與水反應后的澄清溶液中加酚酞，紅色會褪去，不是Na2O2而是H2O2的緣故。對于這樣的結論，學生質疑課本的科學性，盡管是自己做實驗得到的現象。我向學生解釋了課本這樣做的原因： 學習是一個逐步深入的過程，限于高中學生認知水平及學業方面的考慮，課本將一些知識進行了簡化處理是有道理，同時鼓勵學生要善于思考，善于發現問題，不要迷信權威，大膽質疑，勇敢探究。實踐證明實驗是培養學生探究精神的重要途徑，可提高學生的探究能力，所以實驗教學是開啟學生心智的密鑰。

學生不僅在課堂上思維活躍、討論熱烈，在探究活動的過程中獲得了成就感，激發了他們學習化學的熱情，而且還把探究精神和創新意識延續到課外，從而提高了學生的綜合素質。

六、加強實驗教學，培養同學之間的協作精神

分組實驗有利培養同學之間的協作精神。由于每個同學已有的經驗與知識背景不同，思考問題的方式不同，對事物的理解也各不相同，所以每個人看到的都是不同側面，通過合作拓展了學生的視野。通過充分的討論交流，對自己和他人的觀點進行判斷，相互交流，談談自己的意見和看法。使智力由“常態”躍遷到“激發態”，迸發出創造性思維的火花。

利用原電池原理讓學生動手制作簡易的燃料電池和水果電池。學生根據已學知識和身邊的材料設計實驗，每人完成一份實驗報告，然后把設計類型相近的歸為一組，通過分析討論，再總結出一套新的實驗方案，進一步完善。學生的想象力實在太豐富了，他們有的把廢舊的鋅片和碳棒取下來洗凈，插到稀硫酸中，再連接一個小電珠，小電珠真的會發光；有的用多孔碳棒做簡易氫氧燃料電池……還有很多各具特色。最后每個小組各成員分工合作，把本組討論的成果相互交流，進行認真評選。這樣，每位同學都能參與到活動中，加強了同學們之間的協作，每人都獲得了無限的樂趣和成就感。

總之，在高中化學教學過程中，根據學生的認知水平，在教師的指導下，學生根據新知識情景設計實驗，完成實驗并評價實驗。上課時我們要改變傳統的灌輸式教學方法，在教學過程中教師只作為一個引導者和促進者，大量時間用在學生思考、分組討論、設計實驗上。對知識予以整合，讓學生自己構建知識網絡。加強實驗教學，并根據實驗進行深入地思考，可以開發學生的潛能，培養學生科學的學習方法和實驗探究能力，所以實驗教學是開啟學生心智的密鑰。讓學生在實踐中掌握真知，培養學生思維能力，提升學生的化學素養，成為一個懂得學習，會學習的人。

［1］ 教育部．普通高中化學課程標準［M］．北京：人民教育出版社，2003．4

［2］ 王祖浩．化學1、化學2［M］．南京：江蘇教育出版社，2005

［3］ 蘇香妹．提升化學實驗教學有效性的策略 ［J］．中學化學教學參考，2011，（5）