在教學活動中教師如何培養學生的實驗能力

陳文堅

摘 要： 在教學改革進一步發展和深化的今天，作為組成中學學科教育的重要部分中學化學實驗教學，也一直提倡“以學生發展為本”的教學觀，因此許多一線教師都把培養學生的實驗能力作為一項重要的教育目標。作者選取了初中化學實驗教學為突破口，以此為平臺對學生實驗能力的培養進行論述。

關鍵詞： 初中化學實驗教學 實驗能力 培養方法

化學是一門建立在實驗基礎上的學科，化學實驗直觀具體、形象生動，與生活實際密切相關。奇妙的化學現象會使學生產生豐富的聯想和疑問，成為他們構建新知識的感性材料。學生通過觀察實驗現象產生疑問并進行思考，繼而產生學習欲望，因此化學教學離不開化學實驗，這是廣大化學教師的共識。初中化學實驗是以學生實驗為主，教材中安排了很多學生的探究實驗和家庭小實驗，但在現實中初三的學生面臨升中的壓力，很多學校不得不壓縮實驗課時，將大部分的實驗轉為演示實驗和并進實驗。如此一來，學生的參與度、投入度都大大降低，學生實驗能力的培養更是紙上談兵。而學生的實驗能力是在長期的學習實踐中逐漸形成和發展起來的，為此必須進行大膽的嘗試和探索。因此在這里筆者結合自己的教學經驗，主要針對如何培養學生的實驗能力展開論述。

1.注重目標、學法指導——培養學生實驗能力的基礎

學生的學習過程就是一種運用學習方法達到一定學習目標的活動過程，學生實驗能力、水平較低，實際上是學習目標、方法缺失的一種表現。同時，許多學生雖擁有必要的實驗知識，卻因缺乏明確的學習目標和有效的學習方法，使得知識的應用和問題的解決常常受阻。學習目標、方法是影響學生實驗能力和水平的一個重要因素，因此，在化學實驗教學中注重對學生學習目標、方法的指導，是培養學生實驗能力的基礎。

1.1引導學生明確學習目標，學會制定適宜的學習目標。

傳統的課程觀只重視知識經驗的教學，教學大綱只規定了化學知識的教學目標，對于化學實驗教學的目標往往比較簡單或含糊，表述不嚴格，而且常與化學知識教學目標交織在一起。這使得很多地區和學校的化學實驗教學名存實亡，化學實驗只停留在創設教學情境、突破教學難點等淺層次，難以全面認識和充分發揮化學實驗的教學功能。因此，在實驗教學過程中，我們可以設置具體的學習目標或標準，然后讓學生參照這些目標或標準檢查、批判自己的學習情況和學習表現。這種目標導學的目的就是借助于目標強化的辦法引導學生在明確某一階段學習目標的前提下，積極而主動地學習。學生在明確實驗學習目標后，思考實驗問題，掌握實驗方法，拓展實驗思路，交流實驗內容，總結實驗結果，不斷提高自身實驗能力。

除了引導學生明確實驗學習目標以外，教師也可結合具體的實驗教學內容和學生的學習實際，引導學生自己學會針對所學的實驗內容制定相應的學習目標，并通過強化學生的學習目標意識引導學生學習。剛開始，我們先利用教材中一些簡單、基本的實驗的學習目標作為引導學生學會設置實驗學習目標的范例（詳見表1）。當學生逐漸掌握了自我設置學習目標的技巧時，教師就可以慢慢放手讓學生自行嘗試確立切實可行的實驗學習目標。在此過程中，學生還學會了主動向教師、同學尋求學習幫助，掌握選擇圖書資料、學習用具、互聯網等方法，利用合作小組、討論交流等形式，以優化學習效果。

表1 設置實驗學習目標的范例

1.2引導學生掌握學習方法，學會運用不同的學習方法。

在教學中，有很多教師發現當學生動手做實驗時，常常都是生硬地操作，遇到實驗出現問題很少能主動找出原因所在，甚至有學生只知道“要這樣做”但對于“為什么這樣做的原因”所知甚少。為了提高學生學習化學實驗技能的效率，我們可以嘗試多重聯系的方法，引導學生把實驗操作和實驗原理、實驗裝置有機地結合起來，做到“知其然，又知其所以然”。例如，實驗室用大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應制取二氧化碳的實驗，結合實驗原理和實驗裝置向學生提出問題引導他們思考：為什么不用濃鹽酸進行反應？為什么不用碳酸鈉進行反應？為什么不用稀硫酸進行反應？如何給裝置檢驗氣密性？為什么長頸漏斗要液封？為什么錐形瓶中的導氣管應剛露出膠塞為宜？為什么用向上排空氣法收集二氧化碳時伸入集氣瓶中的導管應接近集氣瓶底部？

除了多重聯系策略外，還可以運用圖示法幫助學生掌握化學實驗技能。例如，在學習濃硫酸的稀釋方法后，要求學生對錯誤稀釋的現象及后果作出解釋，當時我發現好些學生即使動手做完了實驗，仍然對實驗的本質難以掌握，知道現象但卻難以分析。這時老師可引導學生動手畫圖分析實驗過程，經過再思考、再理解的過程，用視覺代替記憶幫助思考，能有效地提高學生解決實驗問題的能力。這樣，即使是再復雜一些的物質鑒別、提純分離的實驗學生也能自如地畫出流程圖來解決，便于教師對學生實驗設計中普遍存在的共性問題作出具體指導之余，還可以大大提高實驗的成功率。

2.注重實驗品質——培養學生實驗能力的保證

在實驗教學中，學生實驗品質的培養是重要內容之一，靈活敏銳的觀察力、高度集中的注意力、堅強的意志力不僅是決定實驗成功的關鍵因素，而且是培養學生實驗能力的強有力保證。

2.1重視觀察力、注意力的強化。

觀察是實驗研究的第一步，觀察能力是學生實驗能力的重要組成部分。在實驗教學時，教師要結合具體的教學內容幫助學生掌握一定的學科方法，引導學生迅速地對物質及其變化、儀器裝置等進行全面觀察，并使學生養成良好的觀察品質、注意品質。筆者對教材中一些能較好地培養學生觀察力、注意力的實驗進行了舉例，詳見表2。

表2 培養學生的實驗舉例

教材中很多化學實驗都需要學生進行仔細觀察、思考提煉，但作為教師，我們必須清楚地意識到只有當教學題材加以善用才能使其發揮出最大功效。同樣的，對學生觀察力、注意力的培養并不是信手拈來，而是需要精心設計，逐步實現的。

2.2重視意志力的強化。

意志控制是使學習得以進行下去的力量，對學習有很強的維持作用，是促使學生頑強地克服學習過程中的困難、排除各種干擾，使學習目標得以實現的保障。事實證明，很多學生雖然在學習之初有一定的學習動機，但隨著學習的進行、學習困難的增加，學習動機的推動作用會逐漸減弱，這就需要較強的意志控制堅持進行學習。在實驗教學中，教師要對學生積極鼓勵，不斷強化學生的意志與決心，不但使學生對自己不正確的外部言行進行改善調整，更要正確處理那些妨礙學習活動的情感和行為，形成不畏困難、持之以恒的重要品質。

很多心理實驗都發現，在智力水平相當的情況下，促使個體取得成功的關鍵在于意志力的差別。學生意志控制能力直接決定學習結果，我們應時刻關注學生對學習動機、學習行為的調節，除了要幫助學生解決一些外在的困難，更要幫助學生做好內在強化。在實驗學習過程中，學生難免會因為現實困難、學習干擾等產生厭學甚至放棄的情緒，這時我們要多進行行為激勵或者提醒學生運用意志力克制消極情緒。在化學實驗教學中，結合一定的教學環節對學生意志力進行培養是很必要的，筆者對教材中的一些能較好地培養學生該方面能力的實驗進行了舉例，詳見表3。

表3 培養學生意志力的實驗舉例

在實驗教學時結合具體的教學經歷，幫助學生要了解自己的情感傾向，用理智支配情感，克服消極負面的畏難情緒；逐漸養成嚴謹踏實、樂于并善于合作的科學態度；逐步樹立起科學的物質觀、世界觀、資源觀、可持續發展觀等價值觀；并養成對學習過程、質量與效果都產生積極影響的良好學習習慣。

3.注重教學環節——培養學生實驗能力的途徑

在日常的實驗教學中，教師要注重教學環節的發掘，積極使其成為培養學生實驗能力的有效途徑。利用不同的教學環節對學生進行適當的“培養訓練”，小至實驗中的原理、現象、操作等，大到整個實驗內容的選題、方案設計等，善于找出培養學生實驗能力的生長點。

3.1利用實驗教學中的“異常”進行培養。

面對實驗中的不同現象，要學生透過事物表面的現象，找出反應的本質，教師以此為訓練學生的良機，引導學生將現象與結論的相悖處作為培養實驗能力的生長點。例如，往石灰水中通適量的二氧化碳，石灰水會變渾濁，但為什么通入過量的二氧化碳后，渾濁的石灰水會重新變澄清？用鹽酸與石灰石反應制取二氧化碳時，將生成的氣體通入澄清石灰水中，為什么卻沒有出現渾濁？在檢驗質量守恒定律時，用碳酸鈉粉末與鹽酸在敞口容器中反應的實驗來驗證，發現反應前后質量不相等，為什么？用空氣燃燒鎂條的實驗來驗證，卻發現鎂條燃燒前后的質量不相等，為什么？這些出現在實驗教學中的“異常”就是教學的良好切入點，教師在此時就要鼓勵學生善于捕捉疑點，并大膽論證。

3.2利用常規實驗教學內容進行培養。

教師可以因地制宜地利用教材中的常規實驗教學內容作為培養學生實驗能力的素材。例如，在學習第二單元制取氧氣的課題時，學生了解到過氧化氫溶液常溫下緩慢分解放出氧氣，但不能使帶火星的木條復燃；加入一定量的催化劑能使過氧化氫溶液加速分解。學生親自動手做了這個實驗，在實驗過程中，有些學生發現即使按照實驗步驟往過氧化氫中加入少量的二氧化錳，把帶火星的木條伸進試管后，有時會看到帶火星木條復燃，有時卻只看到木條變得更亮，即沒有復燃。面對這種時而成功、時而失敗的情況，學生并沒有止步于此，為了得到較好的實驗效果，成立了研究小組對過氧化氫制氧氣的實驗進行探究。后來經過一系列的實驗探究，學生從催化劑的使用、過氧化氫溶液常溫下分解放出混合氣體（氧氣和水蒸氣的混合氣體）、過氧化氫溶液的濃度幾個方面進行分析和思考，最終就該實驗提出了較好的實驗方案。

3.3利用家庭小實驗進行培養。

除了上述做法外，還可以把課外的主題實驗設計成探究實驗，讓學生自行設計實驗方案并動手實施。學生學會根據實驗任務的不同，選擇合適的方法完成實驗，學生的實驗能力也會在實施計劃過程中不斷得到鍛煉和提高。例如，教材第六單元有個關于雞蛋殼成分探究的家庭小實驗，教材中的實驗比較簡單：用碎雞蛋殼加醋反應，再用澄清石灰水檢驗生成的氣體是不是二氧化碳，從而初步得出雞蛋殼里含有碳酸根離子（或是碳酸鹽）。我布置學生作為課外實驗自主完成，有學生不但對雞蛋殼的成分進行了探究，還在此基礎上對雞蛋殼中所含有的金屬元素進行了更深入的研究，并提交了《雞蛋殼中金屬的鑒別》的實驗研究報告。在實驗研究報告中，學生談到了選題的初衷，就是因為老師布置的這個家庭小實驗讓他們有了探究物質成分的勇氣和靈感，除了完成簡單的驗證實驗外，還產生了想進一步鑒別雞蛋殼中還含哪些金屬元素的想法。雖然，在實驗過程中因為鈣、鎂離子的互相干擾作出了多次的檢驗探究，就在經歷了多次失敗與嘗試后，最后在老師的鼓勵和指導下，利用實驗室提供的儀器、藥品，犧牲了午休時間、課余時間圓滿地完成了探究之旅。

4.注重反思與評價——培養學生實驗能力的依托

評價是學習過程不可缺少的一部分，《化學課程標準》指出：“評價的主要目的是為了全面了解學生的化學學習歷程，激勵學生的學習和改進教師的教學。”評價不僅是對學習的總結，而且是對學習過程的反思。學生不斷地體驗成長過程中的點點滴滴，通過評價、總結從中發現學習的收獲和不足，也使學生的反思能力得到了提高。在實驗教學過程中，運用反思策略可以提高學生的實驗意識，使學生明白到自己在做什么，做得怎么樣；又可以增強學習的調控性，反思的結果也能夠為后繼學習提供有價值的經驗和直接的指導。

為此，在日常的實驗教學過程中，我會讓學生在每次實驗后都簡單地記錄、總結自己在每個實驗過程中的學習態度、表現、思維及感想等，幫助學生對自己的實驗學習活動進行反思。除此之外，我還設計出符合學生學情的實驗評價表（見表4），讓學生通過填寫實驗評價表對自己或者他人的學習活動進行較全面的總結和評價。

表4 學生實驗評價表

姓名：？搖？搖？搖？搖？搖實驗內容：？搖？搖？搖？搖？搖日期：

綜上所述，以目標、學法指導為基礎，以實驗品質培養為保證，以不同教學環節為有效途徑，以反思和評價為依托，學生有序而學，只要能加以善用，必定能提高學生的實驗能力。

參考文獻：

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