化學實驗教學探究論文

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[摘要]以實驗為基礎是化學教學的最基本特征。化學教師可以利用實驗教學發展學生思維，促進學生思維品質優化，其主要方法有：利用實驗引奇激趣，培養學生思維的主動性；利用實驗引入矛盾，培養學生思維的深刻性；利用實驗悖常質疑，培養學生思維的靈活性；利用實驗制造反常，培養學生思維的整體性；利用實驗進行驗證，培養學生思維的廣闊性：利用實驗設置陷阱，培養學生思維的嚴密性；利用實驗開展討論，培養學生思維的批判性；利用化學問題進行實驗設計，培養學生思維的創造性。

[關鍵詞]化學教學；實驗教學；教學情境

心理學研究成果表明：思維發生和發展中所表現出來的個性差異就是思維品質，它包括思維的主動性、深刻性、靈活性、廣闊性、嚴密性、批判性和創造性等。我們強調培養學生的思維能力時，應注意優化學生的思維品質。在教學過程中，教師可以利用理科實驗創設教學情境，讓學生自己去質疑、解疑，在此過程中讓學生學會學習、學會思考、學會創造，從而訓練其正確的、科學的思維方式，優化其思維品質。本文將就中學化學教學中如何利用實驗教學創設教學情境，優化學生思維品質的問題作一些探討。

一、利用實驗引奇激趣，培養學生思維的主動性

思維的主動性表現在人們對事物或現象的注意力，并具有強烈的問題意識和求知欲。勤于思考，積極主動地尋找和發現問題是思維品質形成的基本前提。最能激活人的思維活動的莫過于奇特的事物或現象。在人類認識史上，正是由于對奇特的事物或現象產生好奇和興趣并主動去探索和思考，人類才得以獲得新的科學認識，產生重大的發明創造。

好奇、興趣是激發學生主動思維的催化劑，是學生探索心理的推動力。教師在課堂上要依照知識的科學性和趣味性，經常設計一些適合的、較為奇特的實驗進行演示，并設置疑問，激發學生學習的興趣。誘發他們的好奇心，使學生積極主動地思考，從而培養其思維的主動性。例如，在“原電池”教學中，教師不要直接給出原電池的裝置，也不要直接告訴學生原電池是化學能轉變電能的一種裝置，而應演示一組實驗：第一個實驗將鋅片、銅片和碳棒分別插入盛有稀硫酸的燒杯里；第二個實驗將用導線相連接的鋅片和銅片、銅片和碳棒、鋅片和碳棒同時插入三個盛有稀硫酸的燒杯里；在第二個實驗的導線中間各連接—個發光二極管(或電流計、音樂集成塊、蜂鳴器等)。教師讓學生仔細觀察這三個實驗的不同現象，并追問原因，學生會立即對此實驗現象產生濃厚的興趣，并積極主動地思考。這個過程中學生進行思維品質自我培養的自覺性和積極性得以增強，學生由“要我思維”變成“我要思維”。

教師利用實驗引奇激趣，在不知不覺中將學生引入新知識中，既能調動學生動手、動腦、動口參與學習的全過程，又能提高學習的興趣，激發學生思維的積極性、主動性，可以達到一箭雙雕、一舉多得的目的。

二、利用實驗引入矛盾，培養學生思維的深刻性

思維的深刻性表現在人們對事物或現象的洞察力，表現在能透過現象去認識事物的本質，而不會被表面現象所迷惑，從而消除許多似是而非的認識。思維的深刻性要求思維要深入，要有足夠的深度，即思維要做到由淺入深。由于化學實驗所展示的現象通常是許多因素共同作用的結果，而其中非本質現象往往獨占鰲頭、喧賓奪主，這勢必會干擾學生的認識深度。基于這種情況，教師要適時通過實驗引人矛盾，于無疑處生疑。活躍學生思維，把實驗和思維結合起來。進而培養學生思維的深刻性。

例如，在教學“膠體”一節時，教師先讓學生寫出碘化鉀溶液與硝酸銀溶液反應有黃色沉淀生成的化學方程式，然后提出：“是否在任何情況下，碘化鉀溶液和硝酸銀溶液反應都有黃色沉淀產生呢?”這樣標新立異的提法，引起學生的爭議和反駁，起到了“一石擊起千重浪”的效果。教師在演示碘化銀膠體實驗后，其現象出乎學生的意料，打破了思維定勢，使學生感到新鮮，其思維的深刻性由此得到訓練。

矛盾是推動事物發展的動力。解決矛盾的過程或使矛盾轉化的過程就是設計新的方法、新的條件的過程。矛盾是培養學生思維品質的激活點之一，教師在課堂教學過程中制造一些相互矛盾的表面實驗現象，能在尋求矛盾的本質原因、解決矛盾的過程中培養學生思維的深刻性。化學千變萬化，許多知識學生不熟悉，不易接受，課堂教學中就需要教師通過實驗引入矛盾，步步引導，層層深入，化難為易，加深理解。

三、利用實驗悖常質疑，培養學生思維的靈活性

思維的靈活性表現在人們發散思維活躍，能從不同角度、不同側重點進行分析研究，善于超越一般模式，積極地進行各種猜想與聯系，調動各種知識與方法，尋找新的解決問題的途徑。在化學教學中，不少學生在學習過程中缺乏靈活性，安于現狀，囿于常規，不善于站在習慣思維的對立面上考慮問題，這就要求教師在教學中應提出一些與常規看法相悖的實驗問題，從而形成課堂教學的興奮潮，誘導學生分析、探索其中的規律。

例如，在講到“硫酸根離子的檢驗”時，教師可設計并演示如下實驗：取一盛某種溶液的燒杯(標簽背向學生)，加入幾滴氯化鋇溶液(產生白色沉淀)，再加入幾滴稀硝酸(沉淀不溶解)。然后，教師面向學生發問：“這種溶液里有無硫酸根?”學生會不假思索地回答：“有。”這時教師慢慢地拿起盛有此溶液的燒杯，并把標簽面向學生，標簽上寫有“硝酸銀溶液”五個大字，學生愣然，轉而恍然大悟。接著，教師讓學生討論：“該怎樣檢驗這種溶液中有無硫酸根?”之后，學生悟出用氯化鋇溶液作為試劑檢驗硫酸根的前提條件。

質疑是探索科學原理的向導，是催生學生積極思維的源泉。在化學教學中，教師適當利用實驗悖常質疑的形式來創設問題情境，可以激發學生對平時“不屑細顧”的問題產生研究興趣，多角度、多方位地思考問題，使其擺脫習慣解題模式，機敏地應變、轉化、創造，從而獲得意想不到的結論，也提高了學生思維的靈活性。

四、利用實驗制造反常，培養學生思維的整體性

思維的整體性表現在人們觀察、認識與分析現象和問題時，具有整體觀；在把握各種現象、事物的聯系時，具有系統觀。整體性思維要求思維過程能正確處理全局和局部的關系，思考問題時，既能從問題本身的特征出發進行思考分析，又能在一個廣闊的知識背景下籌劃解決問題的方法。

化學知識有其整體性，如果只是孤立地、割裂地來學習化學，就無法深刻理解化學知識，更談不上靈活運用了。在化學學習中，學生易犯“一葉障目，不見泰山”“只見樹木，不見森林”的錯誤；在分析問題時，不能“一葉知秋”。這就要求教師在教學中制造一些認識上的沖突，引導學生準確把握事物的總體，從整體出發看待事物、分析事物，使學生在主動探究中找到問題的答案，從而培養學生思維的整體性。

例如，在“氫氧化鋁的化學性質”教學中，教師可設計并演示一組實驗：向學生展示兩支盛有等體積的氫氧化鋁懸濁液的試管，讓學生推測，若向里面分別加入稀鹽酸和氫氧化鈉溶液會有什么變化?學生會一致推測白色沉淀溶解變為澄清溶液。然后教師演示，向其中一支試管中(內含大量的偏鋁酸離子)加入少量稀鹽酸；向另一支試管中(內含大量的鋁離子)加入少量氫氧化鈉溶液。實驗現象表明，兩支試管中沉淀非但不消失，反而增多。這種反常現象會使學生迷惑不解，注意力異常集中。通過實驗解疑，學生對氫氧化鋁的兩性、偏鋁酸離子與鋁離子互變知識得到了全面的認識。

五、利用實驗進行驗證，培養學生思維的廣闊性

思維的廣闊性主要表現在人們能多角度、全方位地認識事物，全面、客觀地分析事物。思維的廣闊性要求思維要全面，要有足夠的廣度，在考慮問題時要考慮到所有可能的情況和因素，不要有任何遺漏和疏忽。學生在獲得知識時總難免出現“前后串味，存此斥彼”的現象。單憑課本和課堂講練，學生時常感到學化學是“一聽就懂，一放就忘，一做就錯”，是件枯燥無味的差事。究其原因，是學生化學思維不夠寬廣。適當利用實驗驗證，可增強學生思維寬度，培養其思維的廣闊性。

例如，學生學到制取硫化氫是利用硫化亞鐵與鹽酸反應的方法，一點不難；再學到硫化氫通入硫酸銅等溶液中產生沉淀時，一聽就懂。可遇到硫化氫通入硫酸亞鐵、硫酸鋅等溶液時，學生往往錯誤判斷有硫化亞鐵或硫化鋅沉淀。教師指出錯誤后學生有時還會口服心惑，時間一長又會出錯。而通過實驗驗證，讓學生自己做將硫化氫分別通入硫酸亞鐵、硫酸鋅、硝酸銀、硫酸銅、氯化鐵等溶液的實驗，會使學生大徹大悟，思維更加寬廣，幾個結論一下子就刻在了腦海中：溶液中析出沉淀，不僅要看是否難溶于水，還要看是否難溶于相伴的酸(或堿)；有些物質不溶于水又不溶于稀酸(非氧化性酸)，有些物質不溶于水卻溶于稀酸(非氧化性酸)；類似硫化氫與氯化亞鐵反應無沉淀的事實，還可以推廣到“二氧化碳通人氯化鈣溶液、二氧化硫通人氯化鈣溶液”等反應中，這些反應也無碳酸鈣、亞硫酸鈣沉淀析出。由此這樣的實驗教學會使學生達到“一見勝百勸，一悟三通，一通百通”的效果。

在化學教學中，教師運用實驗驗證方法可以促使學生全面地看待問題、認清本質、理解事物的內涵與外延，使其思維的廣闊性得到培養。六、利用實驗設置陷阱，培養學生思維的嚴密性

思維的嚴密性是思維的精確性、科學性、邏輯性、深刻性的總和，主要表現在人們從錯綜復雜的聯系與關系中去認識事物和現象。在化學教學過程中，教師可以根據學生的常見錯誤和容易疏忽之處。積極創設條件，精心設計一些隱含思維錯誤問題的一類實驗，來消除學生由于思維疏忽造成認識的片面性，從而培養學生思維的嚴密性。

例如，在講解“由物質顏色變化來推斷其成分及變色原因”時，教師可精心設計一組陷阱實驗進行演示。第一個實驗：在大試管中注入某紅色溶液，用氣球套住試管口，加熱試管，溶液顏色變淺，氣球體積變大；冷卻后溶液恢復紅色，氣球體積變小。教師發問：“原溶液可能是什么溶液?加熱時溶液由紅色逐漸變淺的原因又是什么?”第二個實驗：在大試管中注入某無色溶液，用氣球套住試管口，加熱試管，溶液變為紅色，氣球體積變大；冷卻后溶液恢復無色，氣球體積變小。然后教師發問：“此溶液可能是什么溶液?加熱時溶液由無色變為紅色的原因又是什么?”學生各抒己見，答案五花八門。此時教師不要急于指出錯誤，而是重新演示上述實驗，但要去掉管口上的氣球：某紅色溶液受熱顏色變淺，冷卻后不再恢復原紅色；某無色溶液受熱變為紅色，冷卻后仍為紅色。通過實驗現象觀察，學生會疑竇頓開，明白了試管口上的氣球作用，由此判斷出試管中的溶液，一定含有對熱不穩定且受熱后會產生低沸點、易揮發的氣體物質，而且其物質與水反應是可逆的。

“讀書無疑者，須教有疑。”發現“誤源”并不容易，需要教師的示范和引導。學生思考得越多，他在未知世界中遇到的不懂的東西就愈多，他對知識的感受性就愈敏銳。教師通過實驗設置陷阱來創設問題情境，可以培養學生嚴密的思維，使其養成獨立思考、勤于鉆研的好習慣。

七、利用實驗開展討論，培養學生思維的批判性

思維的批判性是指人們對事物或結果作出批判性的評價并及時評價批判自己的思維方向和策略。化學是“變化的科學”，不會演繹推理是學不好化學的，僅憑推理想象時常會漏洞百出。在化學教學過程中，當學生遇到一些疑難問題或思維處于進退維谷的兩難境地時，教師可引導其開展實驗討論，促使學生積極思考作出判斷，從錯誤中通過自我批判走向成功，從而培養學生思維的批判性。

例如，在學到“苯酚的化學性質”時，教師可讓學生根據苯酚的分子結構，對比已有的苯和醇的知識。思考苯酚有哪些化學性質。學生會達成共識的是可發生鹵代、硫化、硝化、氧化等反應。出現爭論的是與活潑金屬(如鉀、鈉等)發生置換。說“能”的一方會非常自信，因為苯酚有羥基，可類似于醇與鈉置換；說“否”的一方也會理由十足，因為苯酚是固體，可跟“銅難與氯化銀置換”同理。此時，教師不要直接予以肯定或否定，而讓學生進入實驗室，進行如表1的實驗探討，并對實驗結果進行討論分析，從而得出正確判斷。

缺乏批判性思維的人，易受已有暗示的影響，不善于獨立思考，不善于辨別正誤、區別真偽，遇到問題時常常難置可否，自我評價能力差。在化學教學中，教師可精心創設一些實驗問題情境讓學生討論。通過做實驗，師生間、生生間的討論，交流看法，發表見解，使他們在傾聽不同意見中集思廣益，在透析不同的思維方法中相互啟發，從而促進他們個性思維、批判性思維和創造性思維的發展。提高他們全面思考問題的能力。

八、利用化學問題進行實驗設計，培養學生思維的創造性

思維的創造性是指人們思維方法的多樣性和思維成果的新穎性，它是通過探索、嘗試去發現新規律、得出新結論的一種認識活動。思維的創造性具有三個特點：獨特性、發散性和新穎性。創造思維的搖籃是動手。動手活動會激活學生的新思維，使他們產生新的創造。在化學教學過程中，教師可根據一些化學問題開展適量的實驗設計，充分調動學生利用所學的各科知識，設計新的實驗方案、新的代用器材，培養學生思維的創造性。

例如：在講完“氧化物的性質”之后，教師可根據二氧化碳的性質編擬如下實驗問題設計題：“如何運用中學常規實驗儀器和藥品，用最簡便的方法測出你自己呼出氣中二氧化碳的體積分數?”學生會覺得該實驗設計題很簡單，實驗設計方案會一蹴而就。可是一到動手，他們處處碰釘：不是實驗方案太繁，就是實驗方案不科學、不合理。學生意識到：只有通過“再動腦——再動手”，才能設計出靈活新奇、綜合性好、有創造性的實驗方案。此類實驗設計活動的開展給學生提供充分展示自己的機會，學生的創新力得到激發。