實驗教學是開啟學生心智的密鑰

宋延科

（江蘇省黃埭中學 江蘇 蘇州 215143）

化學是以實驗為基礎的自然科學。實驗教學是激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的觀察和實驗技能，培養(yǎng)解決化學問題能力，形成實事求是的態(tài)度有效的途徑和方法。新課改的核心是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，學生為主體，教師為主導。所謂“心智”是指學生的內(nèi)在潛能，實驗教學是開啟學生心智的密鑰。

近幾年的高考實驗題不再是簡單地考查書本實驗，考查內(nèi)容涉及基本儀器的使用、儀器的改造和開發(fā)、教材中基本實驗方法的拓展、實際操作的全真模擬，未知規(guī)律的探究等。高考化學實驗題目力圖通過筆試的形式考查學生的思維能力、創(chuàng)新設計能力、獨立分析和解決新問題的能力。因此教師在教學中應以實驗誘發(fā)學生的思維，提高學生的動手能力、探究能力、思維能力，培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng)。

一、加強實驗教學，培養(yǎng)學生的學習興趣

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師?！迸d趣是學習的內(nèi)動力，只有當學生對學習化學產(chǎn)生了濃厚的興趣后，才能由“要我學”轉化為“我要學”，才能進入積極的、主動的學習狀態(tài)，學習效果也將事半功倍。

實踐活動是產(chǎn)生興趣的源泉。在原電池的教學引入時，我安排了這樣的學生實驗，每組同學的桌子上都放有一個金橘、一個檸檬、一根銅絲和一段鎂條、靈敏電流計。在金橘或檸檬中平行插入一根銅絲和一根鎂條，用導線與靈敏電流計相連，電流計的指針發(fā)生了偏轉，當學生看到有電流產(chǎn)生時，十分欣喜，產(chǎn)生了強烈的求知欲。高中化學的很多實驗，像濃硫酸和蔗糖的“黑面包”實驗、“白紙顯字”、“氯氣使鮮艷的菊花褪色”、“蘸有白磷的酒精燈不點自燃”等小實驗，均可使學生產(chǎn)生了強烈的好奇心，激發(fā)了學習興趣。

在教學過程中對書上的實驗只要條件允許我都做，有時自己尋找材料去做演示或學生實驗。如果有些實驗比如溴苯的制取，硝基苯的制取等，由于實驗室通風設備不好的原因，我讓學生觀看一些實驗錄象也有一定的效果。在各類可比性考試中，我教的班級教學平均分要高出平行班級十幾分到二十分。

二、加強實驗教學，培養(yǎng)學生實事求是的態(tài)度

科學實驗需要學生具有實事求是、嚴肅認真的態(tài)度，具有勇于探索、不怕失敗的精神，這就要求在實驗中，教師對學生的實驗步驟、操作程序等進行嚴格要求，不得有絲毫馬虎。在配制一定濃度的溶液，用量筒量取一定體積的濃溶液時，有的學生將量筒用水洗，洗滌液也到入燒杯中，這種錯誤的操作，導致實驗結果不準確。因此，在實驗中，教師應把培養(yǎng)學生嚴肅、認真的實驗態(tài)度同規(guī)范操作統(tǒng)一起來，通過言傳身教，要求做到操作規(guī)范、儀器擺放整齊合理，有條不紊，使學生從中體會到科學的東西來不得半點馬虎，從而養(yǎng)成科學嚴謹?shù)牧晳T，減少人為的實驗誤差。

中學化學中對一些知識的描述或結論多數(shù)是定性的，沒有定量化，這樣可能造成科學性錯誤。例如：用氯化鈣溶液區(qū)分碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液時，要嚴格控制溶液的濃度和用量。分別向2mL 0．1mol／L碳酸鈉溶液、2mL 0．1mol／L 碳酸氫鈉溶液中，加入2滴（注：1mL＝20 滴） 0．1mol／L 氯化鈣溶液時，二者都有白色沉淀。教學參考書上說后者溶液無沉淀，什么原因導致都有沉淀呢？ 后來我將氯化鈣溶液改為0．001mol／L，碳酸鈉溶液中有白色沉淀，碳酸氫鈉溶液中無沉淀。說明有些實驗必須控制濃度，不能不加思索地告訴學生結論。

又如： 溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液共熱的消去反應，在課堂上做了實驗總是看不到預期的現(xiàn)象，得不到能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的氣體，百思不得其解。后來我與邢老師經(jīng)過反復地實驗研究，發(fā)現(xiàn)原來是溴乙烷的沸點太低，還沒來得及反應就全揮發(fā)了，達不到消去所需溫度，現(xiàn)在的教科書已經(jīng)改成1－溴丙烷，而不再用溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液做消去反應這個實驗了，這樣的結論對學生也是一個完美的解釋。

在實驗教學活動中，要對實驗的真實現(xiàn)象進行探討，完善，尋求原因，而不是一味地回避。有時要考慮定量問題，有時要考慮實驗本身是否嚴密，在修正完善的過程中，學生不僅能通過實驗學到探究事物奧秘的本領，而且能培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度。

三、加強實驗教學，培養(yǎng)學生科學的學習方法

傳統(tǒng)的教學方法主要是老師教，學生聽，這種注入式教學方法，極大地挫傷了學生學習的積極性和創(chuàng)造性，課堂效率也不高。科學的學習方法是在知識的形成和獲得的過程中進行的。在“實踐”中學，在“體驗”中學，實驗是最好的選擇。加強實驗教學，發(fā)揮實驗的探究功能，可以進行科學方法的系統(tǒng)訓練。教師應給學生提供足夠的空間和時間，放手讓學生去思考、去實踐，引導學生積極地投人到自主學習和探究的活動中。鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題并提出解決問題，發(fā)表不同的見解，尋求不同的答案，充分尊重學生思想中的閃光點，使學生的潛力得到最大程度的開發(fā)。

在進行《化學2》“電能轉化為化學能”教學時，學生做了用石墨為陽極，鐵片為陰極電解氯化銅溶液后，有的學生就提出這樣的疑問：若把兩電極換一下會怎樣？ 若電解質(zhì)為其它溶液時，電解反應有什么規(guī)律呢？ 這時，教師不必馬上回答，而是啟發(fā)學生獨立設計實驗并自己動手去檢驗。有同學用銅片作電極，得出鐵片、銅片作陽極時陽極本身要參與反應，并寫出相對應的電極反應式；學生設計用石墨作電極電解飽和食鹽水，電解硫酸銅溶液，得出Cl－、OH－失電子。通過學生探究，得出結論：電解時活性電極本身要參與反應，若為惰性電極時，陽極上陰離子失電子被氧化。有同學在電解硫酸銅溶液時，以硬幣或鑰匙作陰極，實驗后發(fā)現(xiàn)在硬幣或鑰匙表面上鍍了一層紅色的銅，從而對電鍍的概念有了更深刻的理解。通過學生獨立設計并動手做實驗，不僅鍛煉了學生的思維能力，而且大大增強了學生的實驗探究能力，實驗教學是開啟學生心智的密鑰。

四、加強實驗教學，培養(yǎng)學生思維能力

《教育新理念》中指出“過程教學比結果教學更重要，因為任何知識都有它的來龍去脈，都有它產(chǎn)生、發(fā)展、更新的過程?！弊非笾R發(fā)展的過程，就是將我們的思維活動一步步帶入深入的過程。化學實驗現(xiàn)象可能有顏色、氣味、狀態(tài)的變化，可能有發(fā)光、放熱等劇烈現(xiàn)象的出現(xiàn)等。如果學生不能明確實驗目的、要求和需觀察的主要內(nèi)容，不知道運用多種感官全面觀察思考，只注意到那些刺激、新奇的熱鬧場面，就不能更好地反映實驗的本質(zhì)，達不到預期的學習效果。如何培養(yǎng)學生思維能力（心智）呢？

首先，教師要善于啟發(fā)、引導學生，以確定觀察的內(nèi)容和順序。例如，在把綠豆大小的堿金屬鉀投入盛有CuSO4溶液的實驗中，通過教師的引導，學生充分運用眼、耳、手、鼻等多種感官全面地觀察實驗的進程，知道先觀察什么，后觀察什么，重點觀察什么，做到有的放矢，既不放過刺激的爆炸、燃燒，又不忽略稍縱即逝的顏色變化、沉淀的溶解等現(xiàn)象；這時，學生便會發(fā)現(xiàn)有火花生成，看到有藍色不溶物產(chǎn)生，聽到爆鳴聲，感觸到試管壁發(fā)熱等一系列現(xiàn)象。多感官、全方位的觀察，會進一步激發(fā)學生去探究現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)原因。

其次，教師還要引導學生進行分析和總結?？茖W的觀察只有同分析問題、解決問題統(tǒng)一起來，才能尋求現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，觀察才具有生命力。在以上的實驗中，經(jīng)過分析，學生了解到鉀與溶液中的水反應生成KOH 和H2，放出大量的熱，當積聚的熱量達到H2著火點，H2便會跟空氣中的O2迅速化合，產(chǎn)生火光，并發(fā)出爆鳴聲； 生成的KOH 與溶液中的CuSO4反應生成藍色Cu（OH）2沉淀。學生不僅深切感受到了金屬鉀的活潑性，而且得出活潑的堿金屬在水溶液中不能把CuSO4溶液中的Cu 置換出來，加深了對置換反應的理解；此外，還鞏固了初中學習過的燃燒等知識。因此，在觀察過程中，通過教師引導學生分析、總結，找出現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因，得出內(nèi)在的規(guī)律性，從而提高了學生的分析思維能力，從而完成由表及里、由現(xiàn)象到本質(zhì)的思維上升過程。

五、加強實驗教學，培養(yǎng)學生的探究精神

素質(zhì)教育的核心是要促進學生的全面發(fā)展，而學生發(fā)展的一個重要方面就是探究意識的形成與主動參與能力的培養(yǎng)。布魯納強調(diào)：“教一個人某門學科，不是要他把一些結果記下來，而是教他參與把知識建立起來的過程?！币虼耍虒W要盡可能用討論探究的方式展現(xiàn)知識的形成過程，把知識的授受過程變?yōu)橹R的探究過程，最大限度地引導學生參與教學活動，教給學生探究學習方法，培養(yǎng)學生積極思考、正確思維的品質(zhì)，促進學生的全面發(fā)展。

在驗證“過氧化鈉的性質(zhì)”的學生實驗中，要檢驗過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉一般會選擇酚酞，而加酚酞后出現(xiàn)先變紅后褪色。我問學生為什么？ 有的學生說：“ 過氧化鈉有漂白性，過氧化鈉使紅色的酚酞溶液褪色?！倍袀€學生卻提出疑問：“過氧化鈉與水反應后的溶液中加酚酞，紅色也會褪去，其原因也是因為過氧化鈉的緣故嗎？ 我沒有直接回答，而是引導學生查找相關資料，認真討論，分組進行實驗求證。在學生的積極參與下，大家獻計獻策，有個聰明的學生設計了如下學生實驗：將水直接滴入盛有過氧化鈉固體的試管，現(xiàn)象是：反應激烈，有大量無色氣體產(chǎn)生。待不再產(chǎn)生氣體10 分鐘后，將所得溶液分成兩份。一份滴入無色酚酞溶液，溶液先變紅后褪色。一份加入少許二氧化錳靜置到不再產(chǎn)生氣體后，也滴入無色酚酞溶液，卻發(fā)現(xiàn)溶液變紅不再褪色。我讓大家按照這位同學的方法大家都來做了這個探究實驗，大家很好奇，認真地做了實驗，經(jīng)過激烈的討論，學生得出結論：（1） 過氧化鈉與水反應時先生成氫氧化鈉和H2O2，此時的H2O2不會立即分解。（2）在過氧化鈉與水反應后的澄清溶液中加酚酞，紅色會褪去，不是Na2O2而是H2O2的緣故。對于這樣的結論，學生質(zhì)疑課本的科學性，盡管是自己做實驗得到的現(xiàn)象。我向學生解釋了課本這樣做的原因： 學習是一個逐步深入的過程，限于高中學生認知水平及學業(yè)方面的考慮，課本將一些知識進行了簡化處理是有道理，同時鼓勵學生要善于思考，善于發(fā)現(xiàn)問題，不要迷信權威，大膽質(zhì)疑，勇敢探究。實踐證明實驗是培養(yǎng)學生探究精神的重要途徑，可提高學生的探究能力，所以實驗教學是開啟學生心智的密鑰。

學生不僅在課堂上思維活躍、討論熱烈，在探究活動的過程中獲得了成就感，激發(fā)了他們學習化學的熱情，而且還把探究精神和創(chuàng)新意識延續(xù)到課外，從而提高了學生的綜合素質(zhì)。

六、加強實驗教學，培養(yǎng)同學之間的協(xié)作精神

分組實驗有利培養(yǎng)同學之間的協(xié)作精神。由于每個同學已有的經(jīng)驗與知識背景不同，思考問題的方式不同，對事物的理解也各不相同，所以每個人看到的都是不同側面，通過合作拓展了學生的視野。通過充分的討論交流，對自己和他人的觀點進行判斷，相互交流，談談自己的意見和看法。使智力由“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”，迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花。

利用原電池原理讓學生動手制作簡易的燃料電池和水果電池。學生根據(jù)已學知識和身邊的材料設計實驗，每人完成一份實驗報告，然后把設計類型相近的歸為一組，通過分析討論，再總結出一套新的實驗方案，進一步完善。學生的想象力實在太豐富了，他們有的把廢舊的鋅片和碳棒取下來洗凈，插到稀硫酸中，再連接一個小電珠，小電珠真的會發(fā)光；有的用多孔碳棒做簡易氫氧燃料電池……還有很多各具特色。最后每個小組各成員分工合作，把本組討論的成果相互交流，進行認真評選。這樣，每位同學都能參與到活動中，加強了同學們之間的協(xié)作，每人都獲得了無限的樂趣和成就感。

總之，在高中化學教學過程中，根據(jù)學生的認知水平，在教師的指導下，學生根據(jù)新知識情景設計實驗，完成實驗并評價實驗。上課時我們要改變傳統(tǒng)的灌輸式教學方法，在教學過程中教師只作為一個引導者和促進者，大量時間用在學生思考、分組討論、設計實驗上。對知識予以整合，讓學生自己構建知識網(wǎng)絡。加強實驗教學，并根據(jù)實驗進行深入地思考，可以開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生科學的學習方法和實驗探究能力，所以實驗教學是開啟學生心智的密鑰。讓學生在實踐中掌握真知，培養(yǎng)學生思維能力，提升學生的化學素養(yǎng)，成為一個懂得學習，會學習的人。

［1］ 教育部．普通高中化學課程標準［M］．北京：人民教育出版社，2003．4

［2］ 王祖浩．化學1、化學2［M］．南京：江蘇教育出版社，2005

［3］ 蘇香妹．提升化學實驗教學有效性的策略 ［J］．中學化學教學參考，2011，（5）