中學化學實驗的初探

　　有教育家說：“化學實驗是化學科學理論建立和發(fā)展的基礎，化學學科得以迅速發(fā)展也是與使用化學實驗這種研究方法直接相關的，如果學生不了解知識是怎樣獲得的，不能夠以某種方式親自參加科學發(fā)現(xiàn)的過程，就絕對無法使他充分了解現(xiàn)有面貌�，F(xiàn)在的學科教學正是在這一方面失敗得最為明顯。”
　　
　　當前中學教學中確實存在重理論輕實驗的現(xiàn)象。一些教師和學生認為實驗不過是學習化學的輔助手段，在教學中少做或不按要求做實驗，學生背實驗的情況并不少見。教師和學生中流傳著這樣一句話：“做實驗不如講實驗，看實驗不如背實驗。”而化學實驗的真正內(nèi)涵——動手，動腦，探索等卻被棄之一邊。在國際交流中也暴露出我國學生的突出問題就是實驗動手能力差。世界范圍內(nèi)的教育改革都十分重視學生實驗能力的培養(yǎng)，面對挑戰(zhàn)，中國教育重視培養(yǎng)實驗能力，全面提高學生素質(zhì)就成為當務之急�；瘜W實驗乃是化學學科實施素質(zhì)教育的最佳途徑。1998年新疆化學教育學術年會的主題就是化學實驗教學與素質(zhì)教育，全國各地對于化學實驗教學的研究和探索不斷深入。下面就化學實驗教學在素質(zhì)教育中的作用進行論述。
　　
　　一、開發(fā)化學實驗的智能價值
　　
　　化學實驗現(xiàn)象有聲，有色，有形，有味，有熱，有光，豐富多變，可以全方位地刺激大腦，這是化學學科特有的，獨特的刺激方式，必有其特有的智能開發(fā)價值�；瘜W實驗儀器造型獨特，精致美觀，符合科學原理的設計還可以感染學生，從而使學生產(chǎn)生對化學實驗濃厚的興趣和好奇心。只要運用得當，每個化學實驗都有其智能價值。在實驗中，學生觀察細致，思維活躍，這種全身心投入的學習情景是在其它教學活動中少見的，還可以激發(fā)學生的求知欲。這就告訴我們，教學中對許多問題教師雖然可以用詳細的敘述向學生講得一清二楚，但這種方式常常只能用于靜態(tài)的被動學習。教師應該最大限度地發(fā)揮學生的主體作用，創(chuàng)造條件讓學生邊實驗，邊觀察，邊分析，最后自己得出結論。在培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和探索精神中起著重要的作用。在教學中的演示實驗也可以讓學生來做。雖然剛開始的時候會出現(xiàn)一些不好的地方，但是當你跟學生糾正過后學生會記得很牢，并且會收到很好的教學效果，例如在做金屬鈉的實驗中讓學生來做，學生就會發(fā)現(xiàn)金屬鈉很軟，可以用小刀來切。在整個過程中會對觀察到的現(xiàn)象進行思考。分析原因，從而在大腦里形成復雜的思維過程。這樣一來對知識的掌握就比較牢固。
　　
　　例如鈉的物理性質(zhì)教學：鈉到底有多軟，不親自用小刀切割是無法體會的；鈉的金屬光澤和表面在空氣中的變化因演示時距離太遠也不易看清；鈉與水的反應即使使用投影也沒有自己動手做實驗來得真切，細致，激動人心。
　　
　　二、通過化學實驗開拓學生的智力思維
　　
　　如果在做實驗之前，先提示學生注意現(xiàn)象，后讓學生做，這樣有利于對該實驗的全面觀察，但并不一定有利于培養(yǎng)學生全面觀察的能力。正確的方法是先讓學生調(diào)動所有的感官認真觀察，然后相互討論，補充，盡可能地讓學生通過實驗和觀察自己得出結論。這樣有利于培養(yǎng)學生分析問題的能力訓練其科學的方法。
　　
　　例如鈉與水反應，教師可以讓學生先觀察實驗現(xiàn)象，然后啟發(fā)學生根據(jù)所學過的知識來解釋所觀察到的實驗:現(xiàn)象為什么鈉浮在水面上？為什么鈉熔成光亮的小球，并四處游動？為什么會發(fā)出“嘶嘶”的聲音？為什么溶液會變紅？并由此來推斷反應的產(chǎn)物，進一步寫出該反應的化學方程式。
　　
　　經(jīng)驗告訴我們，學生通過自己的努力和智慧，在充分嘗試，歷經(jīng)磨難之后獲得的知識比起教師的詳細講解所獲得的知識留下的印象要深刻地多，運用起來也更得心應手。因為他們后期的理解經(jīng)歷了一個合情合理的推導過程，經(jīng)歷了感性，理解的交替運作，極大地增加了對大腦的刺激量，實驗過程中，學生的智力活動方式也有質(zhì)的變化。從機械記憶轉變?yōu)槔斫庥洃�，不隨意注意轉變?yōu)殡S意注意，簡單的感知轉變?yōu)閺碗s的思維等等，促進了學生的智力活動新品質(zhì)的形成，如感知的完整性和敏捷性，思維的深刻性，目的性和創(chuàng)造性等等。例如鈉與水的反應，若不通過實驗，學生只會記住鈉的密度比水小、與水反應放出氫氣。但具體的情況他并不知道。若通過實驗則會看到鈉浮在水面上、會熔成光亮的小球、在水面不停的游動并發(fā)出聲音。從而從理解的角度去記憶。讓學生自己做實驗，他會隨時注意和思考實驗的原理、以及注意的事項。會注意實驗過程中的各種現(xiàn)象，久而久之就形成習慣性的思維，每遇到一個實驗都會去思考，這樣一來效果就比較好。
　　
　　三、訓練實驗能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度
　　
　　實驗能力的發(fā)展對培養(yǎng)學生獨立思考能力，自學能力和創(chuàng)造能力都有重要作用。培養(yǎng)實驗能力還要與培養(yǎng)學生實事求是，尊重實驗的科學態(tài)度，訓練學生嚴格操作，細心觀察的科學方法緊密結合起來。學生只有嚴肅認真，一絲不茍地對待每一個化學實驗，才能養(yǎng)成良好的實驗習慣，掌握正確的實驗方法，形成實驗能力。
　　
　　例如：關于溴與乙烯加成的演示實驗，把溴水的褪色完全歸因于溴與乙烯發(fā)生加成反應生成1，2—二溴乙烷，其科學性也不夠嚴謹。事實上，即使不存在生成1，2—二溴乙烷的反應，溴水也會褪色，因為乙烯與溴水可以發(fā)生下面的反應：
　　
　　CH2=CH2 + Br2 + H2o → CH2—CH2 + HBr
　　
　　                                                ∣   ∣
　　
　                                               　Br     OH
　　
　　這是一個可用于制備鄰溴乙醇的反應，不能認為是一個可忽略的副反應。若將實驗中的試劑改為溴的四氯化碳溶液，其科學性就嚴謹?shù)枚唷?br /> 　　
　　四、化學實驗作為研究性學習途徑的教學策略
　　
　　在化學教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行研究性學習，要充分挖掘化學實驗在研究性學習中的功能，發(fā)揮化學實驗在研究性學習中創(chuàng)設問題情景、驗證假設或猜想等環(huán)節(jié)中的作用，研究開發(fā)探究性實驗，引導學生通過實驗去發(fā)現(xiàn)和研究解決問題的方法，在化學實驗中培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)，實現(xiàn)學生的學習方式由被動接受式學習向主動探究性學習的根本轉變。
　　
　　1.  以化學實驗創(chuàng)設問題情景
　　
　　探究性學習是學生在發(fā)現(xiàn)“問題”的情景下產(chǎn)生的一系列學習活動。問題激發(fā)起學生探究的欲望，問題引發(fā)了學生的探究活動。在化學學習中，除學生自主地發(fā)現(xiàn)問題外，教師更要通過各種途徑創(chuàng)設問題情景，引導學生發(fā)現(xiàn)和提出問題。而化學實驗是最形象、最生動、最直觀的創(chuàng)設問題情景的方法之一。
　　
　　以化學實驗創(chuàng)設問題的情景，要特別注重化學實驗中學生觀察和思維能力的培養(yǎng)。化學實驗現(xiàn)象紛繁復雜，有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考，才能從復雜的化學實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題。如在進行高中化學有關“原電池”的學習時，組織學生完成“將一根鐵絲和一根銅絲放入稀硫酸中，觀察實驗現(xiàn)象并與同學交流”的實驗，由于鐵絲和銅絲放置的位置問題，可能有些同學觀察到鐵絲上產(chǎn)生氣泡，銅絲上沒有氣泡產(chǎn)生；有些同學觀察鐵絲和銅絲上都有氣泡產(chǎn)生。而從觀察到鐵絲和銅絲上都有氣泡產(chǎn)生，到產(chǎn)生“為什么銅絲上也有氣泡產(chǎn)生”的問題，就需要敏銳的觀察和深刻的思維能力。
　　
　　以化學實驗創(chuàng)設問題情景，要注意將與人類生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學生熟悉、感興趣的內(nèi)容開發(fā)成化學實驗。因為學生在其感到熟悉和認為有用的情景中特別能發(fā)現(xiàn)問題和產(chǎn)生解決問題的迫切欲望。例如在進行初中化學的關于“燃燒條件”的學習時，從實驗室酒精燈的熄滅、燃燒木柴要把木柴架空、液化氣灶及煤爐都留有通風口等學生非常熟悉的實驗情景出發(fā)，引導學生思考，發(fā)現(xiàn)問題。
　　
　　以化學實驗創(chuàng)設問題情景，要使化學實驗呈現(xiàn)的問題處于學生的最近發(fā)展區(qū)。影響化學實驗現(xiàn)象的因素很多，產(chǎn)生的化學實驗現(xiàn)象也錯綜復雜。教學中要通過精心設計實驗方案、嚴格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現(xiàn)化學問題，使學生通過努力能夠順利地解決化學實驗呈現(xiàn)的問題。如可用濃鹽酸、濃氨水、酒精等的揮發(fā)實驗來呈現(xiàn)構成物質(zhì)的微粒是不停地運動的問題；用氯氣使潮濕的有色布條褪色的實驗呈現(xiàn)次氯酸的漂白作用的問題等，都能使學生順利地發(fā)現(xiàn)和解決問題。
　　
　　充分發(fā)揮化學實驗的探究功能，要不斷研究開發(fā)適合于探究性學習的化學實驗，要注意從生產(chǎn)、生活實際中挖掘素材設計實驗方案，因為來源于生產(chǎn)生活實際的實驗探究性強，能極大程度的調(diào)動學生探究的主動性，使學生產(chǎn)強烈的探究欲望。如鋼鐵的銹蝕和防護、燃燒和滅火、金屬的活動順序、氣體和固體物質(zhì)在水中的溶解等都可以設計成很好的探究性實驗。
　　
　　中學化學許多實驗中都隱含著實驗方法教育因素，盡可能為學生提供一種研究探索的情景，引導學生從中領悟實驗的設計思想，去思考和體驗科學的實驗方法�；瘜W實驗與觀察，測量，條件控制，數(shù)據(jù)分析，結果處理等密切地聯(lián)系著，只有通過化學實驗，學生才能直接地受到科學實驗方法的熏陶和訓練，這對學生的科學素質(zhì)的提高十分有利。當學生能從科學方法角度去體會某些化學實驗的設計思想時，對相關的化學知識的理解水平就可能達到更深的層次，就為培養(yǎng)學生的多種能力打開通道。