中學化學實驗與學生的思維訓練

摘要：加強實驗教學是提高中學化學教學質量的重要一環，也是評價教學質量的一個重要方面。在具備必須的實驗設備和條件之后，提高化學實驗教學質量的關鍵在于-- 必須強化實驗教學中的思維訓練。

關鍵詞：化學；實驗；思維訓練

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006－3315（2008）06－048－01

眾所周知，加強實驗教學是提高中學化學教學質量的重要一環，也是評價教學質量的一個重要方面。 近幾年來，提高化學實驗教學質量越來越受到人們的重視，但實驗教學仍然是化學教學中薄弱的一環。究其原因，除了部分學校和教師對實驗教學不夠重視和實驗條件缺乏之外，實驗教學過程中忽視必要的嚴格的思維訓練，也是重要的因素。筆者認為：在具備必需的實驗設備和條件之后，提高化學實驗教學質量的關鍵在于-- 必須強化實驗教學中的思維訓練。其理由如下：

第一，學習活動的需要。化學實驗活動是學生學習活動的重要組成部分。學習活動的核心成分是思維。中學基礎教育階段思維訓練的重點應放在思維品質──獨立性、整體性、邏輯性、精密性、發散性和敏捷性等的形成與鍛煉上。而化學實驗活動的過程，自始至終都充滿著培養和鍛煉學生上述多種思維品質的契機。化學教師如果沒有引導學生在實驗教學中有效地把握這些契機，是教學的嚴重失職。

第二，素質教育的需要。化學實驗教學是化學科學素質教育的有機組成部分，正如著名化學家戴安邦先生指出的：“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式。”培養化學科學素質應把著力點放在實驗功能的開發上。筆者十分贊賞重慶市知名化學特級教師王作民先生把化學實驗功能凝煉成“獲知、激趣、求真、循理、育德”的十字概括，因為通過化學實驗教學，應當也可能使學生在知識、能力、品格各方面得到綜合提高，而它們的獲取與提高，離不開思維的訓練。

應當怎樣克服上述不良現象，切實加強實驗教學的思維訓練呢? 這先得全面了解一下化學實驗思維訓練的基本內容。筆者認為，重點是圍繞實驗的“三大原理”引導學生展開思維活動。

首先，是實驗原理的思維訓練。“實驗原理”即反應原理，指的是每個具體的化學實驗，反映了或說明了或推斷了什么樣的物質發生何種變化的理論。可以圍繞如下的角度引發學生思考：１、變化實質──什么化學物質（有時還應進一步分析為什么要選用這些物質）？發生什么特征、屬何類型的變化？得到什么結果？為何會得到此結果？２、定量關系──反應物之間采用怎樣的物質的量（或質量、或體積、或微粒數目）的關系？為什么要采取此種定量或過量關系？３、反應條件──實驗時應選擇怎樣的物質狀態、變化溫度、壓強或催化劑條件？為何要選擇這樣的條件？

其次，是裝置原理的思維訓練。“裝置原理”指的是為了達到某個具體實驗的目的，應當選用何種儀器、設備，采用何種組合、聯接方式的道理。可以圍繞如下角度引發學生思考: １、儀器選用──根據實驗原理，對特定的反應物或生成物，應選用哪種量取、混合、反應、加熱、除雜、干燥、檢驗、收集、吸收、分離、緩沖（安全）的儀器？為何選用這些儀器更適宜？２、配套組合──根據實驗需要，選用的儀器之間，大小、規格應怎樣協調、搭配？如若不這樣組合會出現什么弊端？能否作某種調換或代用？３、連接順序──為達到良好效果，選用的儀器應采取怎樣連接的位置順序和安裝與拆除的先后順序？為什么要安排這種順序？不遵循此順序會帶來什么不良后果？

再次，是操作原理的思維訓練。“操作原理”指的是根據具體的實驗目的和儀器，進行實驗操作活動的理由。可以圍繞如下角度引發學生思考:１、操作步驟──為達某一實驗目的，應當經過哪些操作步驟？這些步驟先后順序如何確定？為什么要經過這些步驟？為什么要安排這種順序？省略或調動某些步驟會有什么影響？２、注意事項──實施某個實驗步驟時應注意做什么或不能做什么？原因何在？３、安全措施──實驗過程可能會出現什么不安全的事故？如何防范？萬一出現事故應如何處置？依據何在？

那么，怎樣圍繞上述“三大原理”的教與學，來強化學生的思維品質呢？筆者提出如下思維訓練引導過程中值得注意的問題。

其一，挖掘啟發思維的因素。現行化學教材對每個具體的化學實驗，一般都是采用操作步驟介紹性的敘述，缺乏對學生思考的激發和引導。因此，教師備課時要善于透過課本里敘述性的文字，將隱含在其中的“三大原理”的因素挖掘出來，設計層層激發學生思考的問題，誘導他們研討探究。

其二，養成細心觀察的習慣。一般說來，學生對化學實驗都頗有興趣，但往往只是好奇心驅使所致，由于觀察實驗時目的性不明確，不善于集中注意力于那些關鍵設備的主要現象，加之演示實驗時儀器小而教室范圍寬、學生多，所以他們觀察實驗并不準確。為此，在可能條件下，教師宜改演示實驗成并進實驗，或借助ＣＡＩ軟件或ＶＣＤ光盤、錄相帶等播放實驗錄像，盡可能結合并進實驗或錄像播放，穿插圍繞“三大原理”的系列思考題，引導學生有針對性地思考，展開思維訓練活動。

其三，堅持實事求是的態度。教師在組織學生進行化學實驗活動中，為了避免學生先入為主，想當然，走過場，要提倡學生養成據實完成實驗報告的良好習慣，即使實驗失敗或出現異常，也要按的觀察的實情填報實驗現象和結果，然后及時分析失敗或異常的原因，從分析原因的過程中鍛煉思維。例如，學生做“乙醛滴進新制氫氧化銅懸濁液加熱”的實驗，按理應當出現美麗的桔黃色最后呈磚紅色沉淀，但有的學生卻得到深棕色乃至黑色的沉淀。在這種情況下，教師應強調學生據實填答沉淀顏色，并通過討論分析原因：有的是滴加乙醛用量不足，有的是加乙醛沒有搖勻，加熱過猛造成乙醛揮發，結果氫氧化銅過量，稍高溫度時便分解成黑色氧化銅，混雜在其中，掩蓋了氧化亞銅的磚紅色。于是學生從分析原因中得到了思維訓練，也提高了對反應物適當用量和控制條件對實驗成敗影響的認識。