优化化学实验教学,培养学生良好的思维品质

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  郑小翠

  【摘要】如何在化学教学中培养学生具有良好的思维品质?本文从学科特点出发,对优化化学实验教学,培养学生良好的思维品质做了一些探索:1. 创设有趣而现象明显的实验,诱发学生“乐思”;2. 在实验中巧设问题情景,引导学生“多思”;3. 积极开展探究性实验,培养学生“善思”。笔者认为:重视实验过程的思维训练,促进学生乐思、多思、善思良好思维品质的育成,是当前深化化学实验改革的方向。

  【关键词】 培养 乐思 多思 善思 思维品质 优化 化学实验

  我国著名化学家戴安邦先生曾说过:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德。”又指出:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。”由此可见,化学实验教学能为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实,它具有目的性、探索性、现实性和易感知性。所以化学实验是化学教育的一种非常有效的教学形式,它不但可以帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论,获取化学知识,更可以提高学生的创新能力和科学素质,还可以训练科学方法与培养良好的思维品质。而培养学生良好思维品质的重点应放在培养学生乐思、多思、善思良好品质的养成上。乐思是创新思维的前提和基础,多思是创新思维的关键,善思是创新思维的体现。化学教师应充分利用校本资源,结合学科特点,在实验教学中有效地把握这些契机,培养学生良好的思维品质。下面是笔者对优化化学实验教学,培养学生良好的思维品质所做的一些探索。

  1. 创设有趣而现象明显的实验,诱发学生“乐思”

  化学是一门以实验为主的科学,应尽量发挥实验的优势和作用,教学中,可以用现象变化比较明显而且有趣的化学实验来激发学生的学习兴趣,使之产生好奇心和求知欲,以调动学生心灵深处的探究欲望。故此,教师在讲授实验课时,要精心设计实验,让他乐意去进行思考,从心理学角度讲,“当学生对学习对象有兴趣时,大脑中有关学习神经细胞处于高度兴奋状态,而无关的则处于抑制状态”,热烈的学习情绪,高度集中的注意力为紧张的思维活动准备了物质基础。

  例如,在学习乙醇这一课时,教师可以设计演示“烧不坏的手帕”这个实验。学生在前面的知识已知道,用纤维做的手帕可以燃烧,而水是不能燃烧的。当教师把一块棉手帕(不要用合成纤维做的),在盛有乙醇的体积分数为70%酒精的烧杯中浸泡,待手帕均匀湿透后取出,用镊子夹住手帕的两角,并将其舒展开,在火焰上点燃,当火焰熄灭后,手帕却完好无损……这样新奇有趣而又现象明显的实验必然会令学生的视觉感官受到了强烈的刺激,内心惊奇不已,激情迸发,乐学情景油然而生。此时,教师再跟据刚才的实验提问,烧杯里盛放的液体是不是是水?如果不是水,它可能是什么液体?通过演示有趣而现象明显的实验,诱发了学生乐于思考的自觉性和科学的探究精神。他们不禁会想,烧杯里无色液体肯定不是水,那可能是什么呢?学生在教师创设的情境里经过注意、设疑、激趣达到“愤”“悱”状态。这时教师因势利导,深入分析讲授乙醇的特性,自然事半功倍了。如果所演示的实验现象不够明显不够新奇有趣,则不容易引起学生注意,更难以达教学之始时激发学生乐于思考之目的。

  大家都知道,化学实验具有直观性、趣味性等特点,能为学生提供愉悦的感性材料,并在此基础上引导学生探求新知,是训练学生创造思维的重要契机。因此教师在教学中应发掘一些能引起学生感官兴趣的化学实验,例如“空杯冒烟(HCl+NH3)、 “滴水生火”(Na2O2+H2O)、“吹气生火”(Na2O2+CO2)等等。通过有趣而现象明显的演示实验能调动学生思维的积极性,诱发学生“乐思”,使其获取产生探索问题的愿望和动力。

  2. 在实验中巧设问题情景,引导学生“多思”

  思源于疑,积极的思维活动,源于提出问题和发现问题,没有问题就无从思维。美国学者布鲁巴克说:“最精湛的教学艺术,就是让学生提出问题”。化学教师要充分利用实验过程产生的现象,巧设问题情景,引导学生“多思”。

  课本中很多演示实验操作简便,没有危险,但实验现象可见度低,学生在讲台下面很难观察,从而大大限制了学生思维活动空间。教师应大胆改革某些演示实验,把其精心设计成边讲边实验(教师边讲课学生边做实验),让学生在教师的指导下有针对性地学习和思考,增加了动手动脑的机会,并参与了实验的全过程,同时对实验过程中各种现象的分析和质疑会使思维的广阔性得到训练,会唤起学生更多的思考。

  例如,高中化学必修1第84页[实验4-3]中有关钠与水反应的实验。我把这一实验改成边讲边实验,在学生做实验过程中及时引导他们进行观察和思考:为什么钠要保存在煤油里?钠表面的物质是什么?钠为何浮于水面上?为什么钠放入水中会熔化成小球?水面上的“白雾”是什么?它形成的原因呢?……这些问题均有助于学生理解钠的性质。在学生通过实验,掌握钠与水反应的产物之后。教师接着又问:如果将一小块钠投入到硫酸铜溶液中,会出现什么现象?钠与CuSO4能否反应?这一问又一次创设了问题情景,唤起学生更多的思考。不少学生认为反应是:2Na + CuSO4 = Na2SO4 + Cu ,也有学生对这一反应持怀疑态度。解决问题的办法是让实验事实来说明,学生在做钠与硫酸铜溶液反应的实验时,不仅观察到钠浮在水面上熔成小球,发出嘶嘶的响声,边四处游动边变小,有火星出现,溶液里有蓝色絮状沉淀等现象,问题也就迎刃而解。实践证明,钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜,这比单纯由教师进行演示实验,或多媒体教学都收到更理想的教学效果。

  化学实验过程常出现许多与教材结论相异常的现象,教师应及时抓住契机,巧创设问题情景,引导学生讨论、思考、探究,充分体现师生的教学互动,培养学生寻求解决问题的多种办法。例如,高中化学必修2第44页[实验3-1]中关于Fe(OH)2的制取实验,我让学生按教材的操作步骤去做,这时学生发现FeSO4溶液和NaOH溶液反应得到的絮状沉淀是灰绿色而非白色。这一实验过程的异常现象令学生既惊讶又困惑:难道教材的结论是错的?造成实验现象异常的原因是什么?对该实验应如何改进?面对学生提出的疑问,我及时引导学生分析原因,让学生明白造成这一实验现象是由于生成的Fe(OH)2迅速被氧化的缘故。若要观察到白色絮状沉淀应采取措施,防止Fe(OH)2被迅速氧化。那么如何才能防止Fe(OH)2被迅速氧化呢?这一提问激发了学生的发散性思维,纷纷提出各种解决方案,如:①在新配制的FeSO4溶液中加入还原性铁粉;②采用反常规操作,将滴管口伸入至液面以下;③在FeSO4溶液液面上滴加几滴煤油或苯作保护层;④创设无氧环境,用H2驱除FeSO4溶液和NaOH溶液中的O2等等。最后经过讨论比较,选用了方案②和③,再按前面的操作做实验,果然能观察到了较长时间的白色Fe(OH)2沉淀。

  可见,任何实验以“看”或“听”来代替“做”是不行的,实验不但要“多做”,还要“多思”,要以促进学生更多的思考成为实验改进的指导思想之一。实验教学过程中要勤于巧设问题情景,增进师生的教学互动,引导学生“多思”,为达到培养学生善思创造条件,促进教学质量的提高。

  3. 积极开展探究性实验,培养学生“善思”

  传统的化学实验教学几乎把一切条件都告诉了学生,学生只是“照方抓药”,根本不需要多思考,更别谈善于思考。这种做法充其量只是使学生熟练了操作,学生并没有真正学到东西,学会如何思考问题。因此,我们要改变这种不重视培养学生善于思考的做法,积极开展探究性实验,引导学生根据实验现象和事实来探究物质的本质及其变化规律,从中培养学生“善思”的能力。

  例如,在学完原电池的知识后,我向学生提出了一个问题:能否设计一个以较活泼的金属作正极,较不活泼的金属作负极的原电池?许多学生认为不可行。于是我向学生提示:课本上的原电池装置中所用的电解质溶液是稀硫酸,如果换成碱溶液可行吗?经过这样一点拨,学生的思维马上活跃起来,纷纷展开联想,积极探究……很快学生提出了如下的探究方案:以镁、铝为电极,插入NaOH溶液中,由于铝能与NaOH溶液反应而镁不能,所以应该是较活泼的金属镁作正极、较不活泼的金属铝作负极。根据提出的方案进行实验,并用电流计验证,果然符合。

  探索性的化学实验教学是培养学生创新思维能力的重要途径之一,可更多引导学生进行自主探索。即学生自己提出问题——教师限定方法(防止思维漫无边际)——学生制定方案——教师提供条件——学生实验探索——学生自行总结结论。在学生自主探索中,教师主要工作就是根据学生提出的研究问题,帮助学生设计切实可行的实验方案,提出相应的思考题,开拓思路,帮助查阅文献、资料,并为学生提供实验条件,培养学生善于分析、善于思考的能力。通过实验的设计和探究,锻炼了学生的整体性、逻辑性和精密性思维能力,达到训练学生“善思”的目的。注重实验探索,运用多种方法和途径,并从中进行选择比较来解决某一化学问题的实验属性,目的在于培养学生“善思”的思维品质。因此,增加实验的探索性,可以有效地训练学生创造思维的敏捷性、灵活性,锻炼思维的广阔性。

  化学实验活动中的思维训练前景十分广阔,因此,在化学实验教学中培养学生良好的思维品质不容忽视。戴安邦教授指出:“搞化学实验,不管怎样增加,都不会过分”。在现有的教学条件下,教师要对现行教材的实验内容进行优化设计,有效的地诱发学生“乐思”、引导学生“多思”、培养学生“善思”,充分发挥化学实验的教学功能,在巩固知识、训练思维、培养能力,特别是培养学生良好的思维品质方面,起到积极的促进作用。

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