張曉東

通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

張曉東

（江蘇省梅村高級(jí)中學(xué)江蘇無錫214112）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其科學(xué)思維品質(zhì)，發(fā)展其各方面能力，可以從以下幾個(gè)方面來操作：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力；通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力通過實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的整合；通過綜合實(shí)驗(yàn)整理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)能力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)能力

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，眾多的化學(xué)概念、理論和變化規(guī)律都依賴于實(shí)驗(yàn)歸納、抽象和驗(yàn)證。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式。通過實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)大多數(shù)物質(zhì)的性質(zhì)、概念及原理進(jìn)行揣度和論證；通過實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能。通過實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、推理能力。在課堂教學(xué)中，恰當(dāng)合理運(yùn)用實(shí)驗(yàn)，不僅幫助學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)和技能，還能調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的積極性，培養(yǎng)其科學(xué)思維品質(zhì)，發(fā)展其各方面能力，筆者在以下一些方面進(jìn)行了嘗試。

一、通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力

所謂的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能以及材料中所提供的新信息，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、試劑及儀器的選擇、步驟與方法作出合理規(guī)劃。學(xué)生要能進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，除了要有豐富的化學(xué)知識(shí)和扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作技能之外，還要能閱讀和應(yīng)用新信息，在綜合分析和判斷的基礎(chǔ)上，合理進(jìn)行假設(shè)、選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)條件、正確的實(shí)驗(yàn)操作、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和解釋等。因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和技能和科學(xué)探究方法去解決問題能力。

例如：當(dāng)提供新信息：①Cu20是堿性氧化物；②在空氣中灼燒Cu20生成Cu0；③Cu20在酸性條件下能發(fā)生反應(yīng)（Cu20+2H+=Cu+Cu2++H20）。要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)某紅色Cu20固體中是否含有Cu。通過對(duì)題意的分析，學(xué)生提出了以下幾個(gè)方案：⑴將固體溶于足量的稀硝酸中，根據(jù)溶液是否變藍(lán)色來確定。（2）將固體溶于足量的稀硫酸中，根據(jù)固體是否有剩余來判定。（3）將固體在空氣中充分灼燒至完全變黑，根據(jù)前后的質(zhì)量變化來斷定。接著我讓學(xué)生來評(píng)價(jià)幾個(gè)方案的合理性。通過組內(nèi)討論，明確了方案⑴和⑵都不合理，而方案⑶是合理的。原因是方案⑴Cu20也能和硝酸生成Cu2+，而方案⑵Cu+在酸性條件下能發(fā)生反應(yīng)，也生成Cu。（3）中Cu和Cu20加熱都生成Cu0，根據(jù)加熱前后質(zhì)量變化可以確定Cu20試樣中是否含有Cu。

二、通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

愛因斯坦曾說過：提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要！在保護(hù)學(xué)生探究積極性的同時(shí)，教師在教學(xué)中還要教會(huì)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題。在教學(xué)中，教師要積極創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)通過觀察、比較、歸類、聯(lián)想、分析等發(fā)現(xiàn)問題的方法，從而善于質(zhì)疑。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常采用的實(shí)驗(yàn)方法。所謂對(duì)比實(shí)驗(yàn)是將某個(gè)實(shí)驗(yàn)組同另一個(gè)已確定結(jié)果的實(shí)驗(yàn)組作對(duì)照，從而得出某種條件對(duì)結(jié)果的影響。利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不僅可以使學(xué)生更容易接近事物的本質(zhì)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、觀察現(xiàn)象、分析問題的能力，從而激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)其探究能力。

例如：裝置氣密性問題是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在這塊上也比較容易犯錯(cuò)，在分析這個(gè)問題時(shí)我舉了下面兩個(gè)例子：

例1：

這套裝置的氣密性檢驗(yàn)比較容易，它是一端開口，只要利用氣體的熱脹冷縮原理，把導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，用手握住試管，若導(dǎo)管出口處有氣泡冒出，手移開后導(dǎo)管中有一段水柱上升，則表明裝置氣密性良好（即趕氣法）。

例2：

在講解上一題的基礎(chǔ)上我再拿出這個(gè)裝置來分析氣密性的檢查，學(xué)生很自然想到：能否直接用趕氣法？有些學(xué)生在下面就小聲地說應(yīng)該可以用剛才的方法，也有些學(xué)生非常猶豫。這時(shí)我提問學(xué)生此套裝置和上面一套有何不同？用手焐導(dǎo)管時(shí)出口處能否有氣泡？為何？學(xué)生很自然會(huì)發(fā)現(xiàn)這套裝置兩端是開口的，直接用趕氣泡法不能實(shí)現(xiàn)目的。接著我再讓他們討論若要用趕氣法應(yīng)如何操作，通過分析會(huì)想到要把開口端封住。具體操作如下：把彈簧夾夾住，往長(zhǎng)頸漏斗中加水沒過漏斗下端（進(jìn)行液封）；再用手掌握住具支試管上部，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管中有一段水柱上升，手移開后導(dǎo)管中液面下降，則表明裝置氣密性良好。接下來我再提問能否只通過加水來檢驗(yàn)此套裝置的氣密性？答案是可以利用氣體的體積與壓強(qiáng)成反比，先塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面；停止加水后漏斗中與試管中的液面差保持不變，則說明裝置不漏氣（即加液法）。通過比較，學(xué)生就能明白，不同條件下要去解決同樣的問題，方法是不同的。

三、通過學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的整合

為了節(jié)省時(shí)間，不少老師在黑板上畫實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生背實(shí)驗(yàn)，這種方式學(xué)生知其然但往往不知其所以然，不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和能力的提高。高中學(xué)生身體、心理和控制能力已經(jīng)發(fā)展到一定水平，具有較強(qiáng)的思維和實(shí)踐能力，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，可以幫助發(fā)現(xiàn)真實(shí)的化學(xué)問題，也可以了解化學(xué)問題解決的復(fù)雜性，不僅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技能的整合，也能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。

如在學(xué)習(xí)碳酸鈉和碳酸氫鈉時(shí)，我讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)去鑒別這兩者，他們提出了很多方案。其中有一組學(xué)生用CaCl2溶液，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，這種設(shè)計(jì)是可行的，前者有沉淀而后者沒有。但通過操作，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩組實(shí)驗(yàn)都有渾濁的現(xiàn)象。他們覺得很是詫異，碳酸氫鈣可溶于水，為何也會(huì)產(chǎn)生白色渾濁呢？這個(gè)沉淀是碳酸鈣還是碳酸氫鈣呢？如何證明之？學(xué)生判斷是碳酸鈣。我與學(xué)生一起分析：在NaHC03溶液中加CaCl2溶液，如果生成碳酸鈣，那C032-是HC03-電離出來的，此時(shí)溶液一定由原來的堿性環(huán)境變成了酸性環(huán)境。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溶液真的呈酸性，這時(shí)他們充滿了好奇。我再?gòu)碾x子積和溶度積的角度簡(jiǎn)要分析了產(chǎn)生沉淀的原因。接下來我提問學(xué)生，兩溶液混合是否一定會(huì)產(chǎn)生沉淀，能否通過實(shí)驗(yàn)來證明？學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)兩者濃度很小時(shí)，溶液混合時(shí)就不變渾濁了，也就是當(dāng)離子積小于溶度積時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生沉淀。通過以上活動(dòng)，學(xué)生明確了物質(zhì)間的反應(yīng)往往需一定的條件，如濃度；學(xué)生也明確了實(shí)驗(yàn)的重要性，要依托實(shí)驗(yàn)，結(jié)合理論，對(duì)問題作出科學(xué)判斷。

四、通過綜合實(shí)驗(yàn)整理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)能力

從認(rèn)知的觀點(diǎn)來看，復(fù)習(xí)是對(duì)先前學(xué)習(xí)的知識(shí)的回顧、整理和認(rèn)識(shí)的過程。從信息加工理論的角度分析，復(fù)習(xí)是對(duì)已有的信息重新組合，使信息的排列更有序的一個(gè)過程。因此復(fù)習(xí)不僅是一個(gè)回憶和熟練的過程，更重要的是一個(gè)再認(rèn)識(shí)和再提高的過程［1］。

化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是多塊化學(xué)內(nèi)容或方法的綜合的實(shí)驗(yàn)。它是將所學(xué)到的知識(shí)和方法進(jìn)行綜合、遷移、發(fā)散等應(yīng)用，這有利于學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而提高其推理能力。

如實(shí)驗(yàn)室制備氣體由于原料、方法、產(chǎn)物的不同，往往比較復(fù)雜，同時(shí)由于涉及反應(yīng)原理的分析、實(shí)驗(yàn)裝置的選擇和操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等，綜合性也較強(qiáng)。利用這類實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生整理先前零散的知識(shí)點(diǎn)，重新建構(gòu)知識(shí)。如我要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是N0而不是N02。

通過學(xué)過的N0和N02的性質(zhì)比較（見下表），可以選擇合適的實(shí)驗(yàn)方法。

表1 NO和NO2的性質(zhì)比較表

經(jīng)過相互交流與探討，學(xué)生制作了氣體制備的流程圖（見下圖）來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程：

1008-0546（2013）11-0089-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.11.035