化学实验教学与学生能力的培养

摘要：化学实验教学不仅是实施全面化学教育的一种最有效的形式。更是培养和提高学生学习能力的最重要途径。本文通过自己多年对中学化学实验的教学实践，探讨了在实验教学过程中如何有效地培养学生的观察能力、创新能力、思维能力和实验能力等学习能力。
关键词：培养化学实验观察能力创新能力思维能力实验能力

化学是一门以实验为基础的自然学科。特别是在中等教育阶段，化学实验对于学生掌握知识、形成能力具有重要意义。化学教师应该充分认识实验在中学化学教学中的意义和作用，努力在实验教学中培养学生的化学学习能力。近几年来，笔者在以下方面做了一些探索。
一、善于启发引导，培养观察能力
敏锐的观察能力是人们探索和发现大自然奥秘的前提，也是学生应具备的一种基本能力。学生对化学实验往往是因“奇”而观，在很大程度上是自发的，要把学生这种出于好奇的不自觉的观察上升为有目的的观察，必须经过不断的训练和培养。具体方法是：
1．指导学生明确观察目的
有目的的观察才是有效观察。化学实验现象，变化多端，转瞬即逝，要使观察取得预期的效果，必须明确观察的目的。例如：在做氧气的化学性质实验时，要求学生观察反应物的色态、反应发生的条件、反应过程中的现象以及生成物的色态。又如：在学习质量守恒定律时，要求学生观察燃烧前后天平两端是否平衡。再如：在比较红磷、白磷的着火点时，要求学生观察磷的两种同素异形体谁先着火燃烧。有目的的观察，可以避免学生观察实验现象时的盲目性和随意性。
2．引导学生有层次、有程序地进行观察
观察化学实验现象一般是按照反应前、反应中、反应后的程序分段进行的。例如演示“苯和溴的取代反应”的实验时，观察步骤是：①苯和液溴混合后有何现象？②加入少量铁屑，塞紧带导管的单孔塞后，烧瓶内以及导管口附近有何现象？③反应完毕后，向锥形瓶里的液体滴入硝酸银溶液，有何现象？④把烧瓶里的液体倒入盛有冷水的烧杯里，又有何现象？这样层次清晰地指导学生有序观察，可以避免学生由于观察步骤的颠倒而影响观察的效果。
3．指导学生抓住主要矛盾，对能反映物质变化实质的现象进行全面深入的观察
在实验时，学生很容易被新奇的但非重点的现象所吸引，将注意力集中到细枝末节上。例如：进行碘升华的实验时，学生的注意力往往被冉冉上升的紫色蒸气和重新凝结的闪闪发亮晶体所吸引，而忽略碘晶体未经熔化直接气化的现象，而后者却是‘升华’概念的本质特征。因此，教师要善于引导学生，透过现象看本质，才能帮助学生通过观察实验，认识化学变化的基本属性，全面、深刻的理解有关化学知识。
4．指导学生以科学态度进行观察
学生对一些实验的观察中，有时也会发现不是实验目的所期盼的一些实验现象，教师要因势利导，注意对学生客观性的培养。例如，用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，有时会嗅到“氢气带有刺激性气味”，看到“锌粒表面由银白色变成黑色”，这是由于反应物中含有S的原因，所以要求学生以实事求是的科学态度去观察实验，记录实验现象和数据。对观察的结果不能进行人为加工，不能照抄书本结论，以培养学生严谨的科学态度。
二、运用设计实验，培养创新能力
化学是一门实验科学。设计或探索性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要他们灵活的、创造性的综合运用这些知识和技能。设计性和探索性实验在激发学生的创造欲望、培养他们的创新意识和创新能力等方面所具有的作用是其他常规实验无法取代的。如何在实验教学中培养学生创新能力呢？我做了以下几点尝试：
1．在改进课本演示实验中培养学生创新能力
课本中的有些实验有刺激性气体或有毒气泄漏，污染环境，影响人的身体健康，为此，我向学生提出了改进这些实验、防止污染的课题。学生经过研究，提出了很多有创新性的改进方案。例如：实验室制取氨气时，如按课本上的实验装置进行操作，必然会有氨气外逸，对此，学生提出用倒扣的漏斗在水中吸取氨气，防止氨气外逸。又如铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫有毒气体外逸，有的同学提出用盛碱石灰的球形干燥管吸收，有的学生提出用倒扣的漏斗在碱溶液中吸收。通过讨论，学生思维被激活了，创新的胆子大了，创新能力提高了。
2．在设计实验方案中培养学生创新能力
在实验教学中，让学生设计实验方案调动学生发散思维，探索多种实验途径，培养学生创新能力。例如针对《用实验方法比较铁和铜两种金属的活动性》一题，学生提出了三种实验方案：一是用铁片插入硫酸铜溶液中；二是将铜片和铁片分别插入稀硫酸溶液中；三是设计铜—铁原电池。通过讨论，学生明确了实验方案的多样性。
3．在探索性实验研究中提高学生创新能力
在实验中设计探索性实验，有利于学生的创新意识、创新精神和创新能力的培养和提高。例如在《铁的化合物》教学中，我首先让学生动手做Fe(OH)2的制备实验。有的学生用以往的实验操作方法，在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，得到的沉淀是灰绿色的，而不是白色的；有的学生按教材中的做法，得到了白色沉淀，但瞬间又变成了灰绿色；也有一部分振荡较剧烈的，学生发现沉淀转化为红褐色。同学们相互比较议论着原因，这时我及时引导他们探究产物颜色不同的原因，得出是由于Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的缘故，同时提出：怎样使Fe(OH)2的氧化速度减慢？怎样才能看到较稳定的白色沉淀呢？学生们思考后得出了很多种想法，我让几个学生出来谈他们的设想，让全体学生评判，然后让学生带着这种探索心理去动手实验，最后达成共识，得出了几种较为可行且效果好的方案。
在整个教学过程中，教师鼓励学生大胆猜想，提出自己的见解，可以有效地训练学生的创新意识和创新能力。当学生通过自己的思维活动得到了新的结论或做出猜想时，教师应不失时机地鼓励学生从不同的角度去考虑，用不同的方法去验证。如果学生设计的实验中有不完善的地方，教师也不要急于说出正确答案，而应帮助学生分析错误，提出改进的方法，使学生在紧张地思维活动中增强了创新意识、提高了创新能力。

（原载2009年3月（上）旬刊《管理观察》）