中學(xué)化學(xué)實(shí)驗的初探

　　有教育家說(shuō)：“化學(xué)實(shí)驗是化學(xué)科學(xué)理論建立和發(fā)展的基礎，化學(xué)學(xué)科得以迅速發(fā)展也是與使用化學(xué)實(shí)驗這種研究方法直接相關(guān)的，如果學(xué)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(xué)發(fā)現的過(guò)程，就絕對無(wú)法使他充分了解現有面貌�，F在的學(xué)科教學(xué)正是在這一方面失敗得最為明顯。”
　　
　　當前中學(xué)教學(xué)中確實(shí)存在重理論輕實(shí)驗的現象。一些教師和學(xué)生認為實(shí)驗不過(guò)是學(xué)習化學(xué)的輔助手段，在教學(xué)中少做或不按要求做實(shí)驗，學(xué)生背實(shí)驗的情況并不少見(jiàn)。教師和學(xué)生中流傳著(zhù)這樣一句話(huà)：“做實(shí)驗不如講實(shí)驗，看實(shí)驗不如背實(shí)驗。”而化學(xué)實(shí)驗的真正內涵——動(dòng)手，動(dòng)腦，探索等卻被棄之一邊。在國際交流中也暴露出我國學(xué)生的突出問(wèn)題就是實(shí)驗動(dòng)手能力差。世界范圍內的教育改革都十分重視學(xué)生實(shí)驗能力的培養，面對挑戰，中國教育重視培養實(shí)驗能力，全面提高學(xué)生素質(zhì)就成為當務(wù)之急�；瘜W(xué)實(shí)驗乃是化學(xué)學(xué)科實(shí)施素質(zhì)教育的最佳途徑。1998年新疆化學(xué)教育學(xué)術(shù)年會(huì )的主題就是化學(xué)實(shí)驗教學(xué)與素質(zhì)教育，全國各地對于化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的研究和探索不斷深入。下面就化學(xué)實(shí)驗教學(xué)在素質(zhì)教育中的作用進(jìn)行論述。
　　
　　一、開(kāi)發(fā)化學(xué)實(shí)驗的智能價(jià)值
　　
　　化學(xué)實(shí)驗現象有聲，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(xué)學(xué)科特有的，獨特的刺激方式，必有其特有的智能開(kāi)發(fā)價(jià)值�；瘜W(xué)實(shí)驗儀器造型獨特，精致美觀(guān)，符合科學(xué)原理的設計還可以感染學(xué)生，從而使學(xué)生產(chǎn)生對化學(xué)實(shí)驗濃厚的興趣和好奇心。只要運用得當，每個(gè)化學(xué)實(shí)驗都有其智能價(jià)值。在實(shí)驗中，學(xué)生觀(guān)察細致，思維活躍，這種全身心投入的學(xué)習情景是在其它教學(xué)活動(dòng)中少見(jiàn)的，還可以激發(fā)學(xué)生的求知欲。這就告訴我們，教學(xué)中對許多問(wèn)題教師雖然可以用詳細的敘述向學(xué)生講得一清二楚，但這種方式常常只能用于靜態(tài)的被動(dòng)學(xué)習。教師應該最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主體作用，創(chuàng )造條件讓學(xué)生邊實(shí)驗，邊觀(guān)察，邊分析，最后自己得出結論。在培養學(xué)生的創(chuàng )造性和探索精神中起著(zhù)重要的作用。在教學(xué)中的演示實(shí)驗也可以讓學(xué)生來(lái)做。雖然剛開(kāi)始的時(shí)候會(huì )出現一些不好的地方，但是當你跟學(xué)生糾正過(guò)后學(xué)生會(huì )記得很牢，并且會(huì )收到很好的教學(xué)效果，例如在做金屬鈉的實(shí)驗中讓學(xué)生來(lái)做，學(xué)生就會(huì )發(fā)現金屬鈉很軟，可以用小刀來(lái)切。在整個(gè)過(guò)程中會(huì )對觀(guān)察到的現象進(jìn)行思考。分析原因，從而在大腦里形成復雜的思維過(guò)程。這樣一來(lái)對知識的掌握就比較牢固。
　　
　　例如鈉的物理性質(zhì)教學(xué)：鈉到底有多軟，不親自用小刀切割是無(wú)法體會(huì )的；鈉的金屬光澤和表面在空氣中的變化因演示時(shí)距離太遠也不易看清；鈉與水的反應即使使用投影也沒(méi)有自己動(dòng)手做實(shí)驗來(lái)得真切，細致，激動(dòng)人心。
　　
　　二、通過(guò)化學(xué)實(shí)驗開(kāi)拓學(xué)生的智力思維
　　
　　如果在做實(shí)驗之前，先提示學(xué)生注意現象，后讓學(xué)生做，這樣有利于對該實(shí)驗的全面觀(guān)察，但并不一定有利于培養學(xué)生全面觀(guān)察的能力。正確的方法是先讓學(xué)生調動(dòng)所有的感官認真觀(guān)察，然后相互討論，補充，盡可能地讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗和觀(guān)察自己得出結論。這樣有利于培養學(xué)生分析問(wèn)題的能力訓練其科學(xué)的方法。
　　
　　例如鈉與水反應，教師可以讓學(xué)生先觀(guān)察實(shí)驗現象，然后啟發(fā)學(xué)生根據所學(xué)過(guò)的知識來(lái)解釋所觀(guān)察到的實(shí)驗:現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(dòng)？為什么會(huì )發(fā)出“嘶嘶”的聲音？為什么溶液會(huì )變紅？并由此來(lái)推斷反應的產(chǎn)物，進(jìn)一步寫(xiě)出該反應的化學(xué)方程式。
　　
　　經(jīng)驗告訴我們，學(xué)生通過(guò)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(lái)也更得心應手。因為他們后期的理解經(jīng)歷了一個(gè)合情合理的推導過(guò)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(shí)驗過(guò)程中，學(xué)生的智力活動(dòng)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(jiǎn)單的感知轉變?yōu)閺碗s的思維等等，促進(jìn)了學(xué)生的智力活動(dòng)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(guò)實(shí)驗，學(xué)生只會(huì )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(guò)實(shí)驗則會(huì )看到鈉浮在水面上、會(huì )熔成光亮的小球、在水面不停的游動(dòng)并發(fā)出聲音。從而從理解的角度去記憶。讓學(xué)生自己做實(shí)驗，他會(huì )隨時(shí)注意和思考實(shí)驗的原理、以及注意的事項。會(huì )注意實(shí)驗過(guò)程中的各種現象，久而久之就形成習慣性的思維，每遇到一個(gè)實(shí)驗都會(huì )去思考，這樣一來(lái)效果就比較好。
　　
　　三、訓練實(shí)驗能力，培養學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度
　　
　　實(shí)驗能力的發(fā)展對培養學(xué)生獨立思考能力，自學(xué)能力和創(chuàng )造能力都有重要作用。培養實(shí)驗能力還要與培養學(xué)生實(shí)事求是，尊重實(shí)驗的科學(xué)態(tài)度，訓練學(xué)生嚴格操作，細心觀(guān)察的科學(xué)方法緊密結合起來(lái)。學(xué)生只有嚴肅認真，一絲不茍地對待每一個(gè)化學(xué)實(shí)驗，才能養成良好的實(shí)驗習慣，掌握正確的實(shí)驗方法，形成實(shí)驗能力。
　　
　　例如：關(guān)于溴與乙烯加成的演示實(shí)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(xué)性也不夠嚴謹。事實(shí)上，即使不存在生成1，2—二溴乙烷的反應，溴水也會(huì )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(gè)可用于制備鄰溴乙醇的反應，不能認為是一個(gè)可忽略的副反應。若將實(shí)驗中的試劑改為溴的四氯化碳溶液，其科學(xué)性就嚴謹得多。
　　
　　四、化學(xué)實(shí)驗作為研究性學(xué)習途徑的教學(xué)策略
　　
　　在化學(xué)教學(xué)中提倡和鼓勵學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗進(jìn)行研究性學(xué)習，要充分挖掘化學(xué)實(shí)驗在研究性學(xué)習中的功能，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗在研究性學(xué)習中創(chuàng )設問(wèn)題情景、驗證假設或猜想等環(huán)節中的作用，研究開(kāi)發(fā)探究性實(shí)驗，引導學(xué)生通過(guò)實(shí)驗去發(fā)現和研究解決問(wèn)題的方法，在化學(xué)實(shí)驗中培養學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，實(shí)現學(xué)生的學(xué)習方式由被動(dòng)接受式學(xué)習向主動(dòng)探究性學(xué)習的根本轉變。
　　
　　1.  以化學(xué)實(shí)驗創(chuàng )設問(wèn)題情景
　　
　　探究性學(xué)習是學(xué)生在發(fā)現“問(wèn)題”的情景下產(chǎn)生的一系列學(xué)習活動(dòng)。問(wèn)題激發(fā)起學(xué)生探究的欲望，問(wèn)題引發(fā)了學(xué)生的探究活動(dòng)。在化學(xué)學(xué)習中，除學(xué)生自主地發(fā)現問(wèn)題外，教師更要通過(guò)各種途徑創(chuàng )設問(wèn)題情景，引導學(xué)生發(fā)現和提出問(wèn)題。而化學(xué)實(shí)驗是最形象、最生動(dòng)、最直觀(guān)的創(chuàng )設問(wèn)題情景的方法之一。
　　
　　以化學(xué)實(shí)驗創(chuàng )設問(wèn)題的情景，要特別注重化學(xué)實(shí)驗中學(xué)生觀(guān)察和思維能力的培養�；瘜W(xué)實(shí)驗現象紛繁復雜，有目的、有條理的敏銳觀(guān)察和深刻的思考，才能從復雜的化學(xué)實(shí)驗現象中發(fā)現問(wèn)題。如在進(jìn)行高中化學(xué)有關(guān)“原電池”的學(xué)習時(shí)，組織學(xué)生完成“將一根鐵絲和一根銅絲放入稀硫酸中，觀(guān)察實(shí)驗現象并與同學(xué)交流”的實(shí)驗，由于鐵絲和銅絲放置的位置問(wèn)題，可能有些同學(xué)觀(guān)察到鐵絲上產(chǎn)生氣泡，銅絲上沒(méi)有氣泡產(chǎn)生；有些同學(xué)觀(guān)察鐵絲和銅絲上都有氣泡產(chǎn)生。而從觀(guān)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(wèn)題，就需要敏銳的觀(guān)察和深刻的思維能力。
　　
　　以化學(xué)實(shí)驗創(chuàng )設問(wèn)題情景，要注意將與人類(lèi)生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學(xué)生熟悉、感興趣的內容開(kāi)發(fā)成化學(xué)實(shí)驗。因為學(xué)生在其感到熟悉和認為有用的情景中特別能發(fā)現問(wèn)題和產(chǎn)生解決問(wèn)題的迫切欲望。例如在進(jìn)行初中化學(xué)的關(guān)于“燃燒條件”的學(xué)習時(shí)，從實(shí)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(fēng)口等學(xué)生非常熟悉的實(shí)驗情景出發(fā)，引導學(xué)生思考，發(fā)現問(wèn)題。
　　
　　以化學(xué)實(shí)驗創(chuàng )設問(wèn)題情景，要使化學(xué)實(shí)驗呈現的問(wèn)題處于學(xué)生的最近發(fā)展區。影響化學(xué)實(shí)驗現象的因素很多，產(chǎn)生的化學(xué)實(shí)驗現象也錯綜復雜。教學(xué)中要通過(guò)精心設計實(shí)驗方案、嚴格控制實(shí)驗條件等多種途徑，以最佳的實(shí)驗方式呈現化學(xué)問(wèn)題，使學(xué)生通過(guò)努力能夠順利地解決化學(xué)實(shí)驗呈現的問(wèn)題。如可用濃鹽酸、濃氨水、酒精等的揮發(fā)實(shí)驗來(lái)呈現構成物質(zhì)的微粒是不停地運動(dòng)的問(wèn)題；用氯氣使潮濕的有色布條褪色的實(shí)驗呈現次氯酸的漂白作用的問(wèn)題等，都能使學(xué)生順利地發(fā)現和解決問(wèn)題。
　　
　　充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗的探究功能，要不斷研究開(kāi)發(fā)適合于探究性學(xué)習的化學(xué)實(shí)驗，要注意從生產(chǎn)、生活實(shí)際中挖掘素材設計實(shí)驗方案，因為來(lái)源于生產(chǎn)生活實(shí)際的實(shí)驗探究性強，能極大程度的調動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性，使學(xué)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(dòng)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(shí)驗。
　　
　　中學(xué)化學(xué)許多實(shí)驗中都隱含著(zhù)實(shí)驗方法教育因素，盡可能為學(xué)生提供一種研究探索的情景，引導學(xué)生從中領(lǐng)悟實(shí)驗的設計思想，去思考和體驗科學(xué)的實(shí)驗方法�；瘜W(xué)實(shí)驗與觀(guān)察，測量，條件控制，數據分析，結果處理等密切地聯(lián)系著(zhù)，只有通過(guò)化學(xué)實(shí)驗，學(xué)生才能直接地受到科學(xué)實(shí)驗方法的熏陶和訓練，這對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的提高十分有利。當學(xué)生能從科學(xué)方法角度去體會(huì )某些化學(xué)實(shí)驗的設計思想時(shí)，對相關(guān)的化學(xué)知識的理解水平就可能達到更深的層次，就為培養學(xué)生的多種能力打開(kāi)通道。