如何有效發揮化學實驗的教學功能

蔡文泉

一、利用化學實驗史，幫助學生認識實驗的重要作用

眾所周知，構成化學科學離不開化學概念、化學原理，然而化學概念、化學原理不是天生的，也不是一天就能形成的，它是無數科學家做了無數實驗逐漸總結出來的。新教材中，編者獨具匠心，在“科學史話”欄目中介紹了很多古今中外化學家的生平和重要科研成果，利用化學實驗史實幫助學生了解化學概念、化學原理的形成和發展，認識化學實驗在化學學科發展中的重要作用。如道爾頓原子論的建立，恩格斯曾經給予很高的評價，他說：“化學的新時代是隨著原子論開始的”。然而，道爾頓原子論的建立離不開三個重要階段，這三個階段的重大發現都是通過實驗產生的。1897年，著名的英國物理學家湯姆遜對克魯克斯發現的陰極射線進行了精細的研究，發現了電子。1919年盧瑟福通過實驗發現了質子。20世紀三十年代科學家又通過實驗發現了中子。電子、質子、中子正是構成原子的基本微粒。又如，燃燒現象十分普遍，現在我們都能輕而易舉的說明其原因，然而揭開燃燒現象這個謎，卻經歷了漫長的過程：十八世紀初，德國科學家斯塔爾提出了燃素學說，他認為一切可以燃燒的物質都是由灰和一種叫做燃素的東西所組成，物質燃燒后剩下的是灰，而燃素就變成了光和熱散發到空間，燃燒就是燃素從物體中分離出來的過程。然而“燃素”是什么，人們找了半個世紀，誰也沒有找到。后來，法國化學家拉瓦錫在研究普利斯特里加熱HgO實驗過程中，經過反復的實驗，終于發現了具有重大意義的氣態物質——氧氣，證明燃燒實質上是可燃物與空氣中的氧氣反應的過程，徹底結束了燃素論。偉大的發現家——舍勒，一生勤于實驗，他發現的有機物和無機物不下30種，如氯氣、氨、錳、氟化硅、砷化氫、氫氟酸、砷酸、鉬酸、酒石酸等。我們熟悉的平衡移動原理——如果改變影響平衡的一個條件（濃度、溫度、壓強），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動，是法國化學家勒夏特列經過反復實驗總結出的一條科學規律，在化學工業和環境保護技術中有著十分重要的實際應用。

二、通過實驗探究活動，引道學生更好的學好化學

新教材中安排了幾十個探究實驗，包括一下幾點，一是探究物質的性質和制備。如Fe（OH）3膠體的制備和性質，氧化鋁薄膜的生成和性質，鐵與高溫水蒸氣的反應，碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質，鐵鹽和亞鐵鹽的性質，鋁鹽和鐵鹽的凈水作用，NO2的性質等；二是探究實驗裝置。如設計原電池裝置等；三是探究實驗方法。如設計實驗證明醋酸與碳酸的酸性強弱，從海水中提取溴，從海帶中提取碘等。開展化學實驗探究活動，是培養學生創新精神和提高科學探究能力，訓練科學方法的重要途徑。在化學實驗中，學生通過實驗探究來認識物質，掌握化學基本原理和基本技能，初步學會化學研究的實驗方法。化學學科以實驗為基礎的學科特征，更有利于學生進行化學探究性學習。化學實驗跟假設與猜想、反應條件控制、實驗現象觀察、實驗數據測量、資料加工整理、實驗結果分析等有著密切聯系。在化學實驗教學中，教師要轉變教學方式，積極開展探究式學習活動，盡可能為學生提供探究的情境，發揮實驗的探究功能。學生只有通過化學實驗的親身體驗與實踐，才能直接受到生動的科學方法的熏陶和訓練，增強創新精神和實踐能力。

三、運用典型的實驗事實，幫助學生認識物質變化的規律

馬克思主義認識論認為：實踐對認識具有決定作用。實踐是認識的來源、認識發展的動力、認識的最終目的和檢驗認識正確與否的唯一標準。實踐的觀點是辨證唯物主義認識論的首要觀點。因此，要堅持實踐第一的觀點，重視實踐。例如，教師可通過具體實驗引導學生討論第三周期元素及其化合物的性質變化規律。第三周期主族元素包括鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯，隨著原子序數的遞增（11至17），原子半徑因電子層數不變、質子數增加增大了原子核與核外電子的引力而逐漸減小，元素的金屬性依次減弱，非金屬性逐漸增強，從典型的金屬（鈉）到半導體（硅）到典型的非金屬（氯），呈現出極強的變化規律。教材中安排的數據和實驗，如各原子半徑大小的比較、鈉、鎂、鋁分別與冷水、熱水反應的比較，鎂、鋁與鹽酸反應的比較，氧化鋁的兩性實驗，氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鋁堿性的比較，硅、磷、硫、氯單質與氫氣反應條件的比較，硅酸、磷酸、硫酸、高氯酸的酸性的比較等，這些實驗都能很好證明物質性質及其變化是有規律的。

四、引導學生聯系實際，提高學生解決實際問題的能力

日常生活中處處有化學，生活中的化學更加具有新穎性和趣味性，只要引導學生留心觀察，積極思考，運用所學的化學知識分析和解決一些日常生活中的化學問題，不但能鞏固書本知識，還能開闊視野，增強學生學習化學的興趣。如春季我國南方的空氣濕度特別大，室內墻壁和地板都“出汗”了，給我們的生活帶來了諸多不便，如果我們在室內放置一些新制生石灰，利用CaO與H2O和CO2反應，就能使室內空氣變得干爽宜人。樓房滲水點的查找往往很困難，我們可以嘗試利用Fe3+與SCN-反應顯血紅色的性質來檢查。還有，如何讓地溝油變廢為寶、用明礬凈化水、自制簡易滅火器、自制木炭、預防面粉廠粉塵爆炸、讓普通鐵鍋變成不粘鍋、不加發酵粉制作松軟蛋糕，以及如何防止淮山去皮后變色等，這些都是日常生活中極為有趣的化學問題，是實驗教學的好素材。在平時的教學中，教師要結合課本內容，有目的有計劃加以選擇，為課堂教學服務，對學生進行創新能力的培養，讓學生逐漸形成科學方法和科學思維品質，為以后的高層次創新實踐打好基礎。這種做法，還能有效激發學生的求知欲，充分發揮實驗的教學功能。

總之，化學實驗是全面化學教學的一種最有效的形式。我們要使實驗教學中的各種教學功能相互滲透。只要我們在教學過程中，充分發揮學生的實驗能動性，充分挖掘和開發化學實驗的教學功能，就能培養出科學素質與人文素質兩者兼備的高素質人才。