在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開拓思維培養(yǎng)能力

化學(xué)教科書注重通過實(shí)驗(yàn)來反映化學(xué)原理和事實(shí)，淡化了學(xué)生實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)的界限，提倡學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)習(xí)的重要手段。而化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生獲取基礎(chǔ)知識和基本理論，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和興趣，能夠發(fā)揮學(xué)生的積極性、主體性。

一、運(yùn)用探究式教學(xué)

探究式實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供一個(gè)通過親自探究來學(xué)習(xí)化學(xué)知識的途徑，是把學(xué)生看作是天生的探究者，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新技能。

1．創(chuàng)設(shè)探索情境，提出探究問題

教師在教學(xué)中應(yīng)盡量創(chuàng)設(shè)困惑(問題)情境，由學(xué)生自行提出問題，敢于設(shè)想，敢于懷疑前人的結(jié)論，激發(fā)好奇心和求新求知的欲望，產(chǎn)生親身探究的強(qiáng)烈意念，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。比如，在學(xué)生學(xué)習(xí)燃燒條件的活動與探究實(shí)驗(yàn)中，教師可在活動前關(guān)上門窗、拉上窗簾，創(chuàng)設(shè)黑暗的情境，使學(xué)生產(chǎn)生較強(qiáng)的好奇心。教師將一小塊白磷用棉花和紙張包緊，在上面加一些廢紙，過一會兒，白磷在學(xué)生們的議論聲中突然起火燃燒，創(chuàng)設(shè)了“鬼火”的景光，激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的探索意念。由此而來，有很多問題便在學(xué)生之間討論開來：“不點(diǎn)火就能燃燒，真奇怪?”“火是怎樣來的?”“物質(zhì)為什么可以著火燃燒呢?”等等。從而在學(xué)生中間出現(xiàn)了尋找問題根源的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。

2．創(chuàng)設(shè)探索情境，讓學(xué)生親臨探究

在教學(xué)時(shí)，教師可抓住知識重點(diǎn)改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生處于一種主動探索知識的狀態(tài)，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維的開拓非常有利。比如，在學(xué)習(xí)酸與指示劑作用的性質(zhì)時(shí)，教科書中編排有稀鹽酸或稀硫酸和指示劑進(jìn)行簡單混合的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。假如教師或?qū)W生先設(shè)疑：水能否使石蕊試液變紅色?氯化鈉溶液是否也能使石蕊試液變紅色?氯化氫氣體能使石蕊試液變紅色嗎?然后，讓學(xué)生認(rèn)真分析問題，設(shè)計(jì)探索問題的方案。在學(xué)生探索上述問題的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行稀鹽酸或稀硫酸和石蕊試液作用的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易得出稀酸溶液中實(shí)際對石蕊試液起作用的成分，最后產(chǎn)生了所有的酸都有這種性質(zhì)的總論。整個(gè)過程學(xué)生都處在探索和摸索的狀態(tài)，活躍了學(xué)生的思維，激發(fā)了其積極主動探索的熱情，激活了創(chuàng)新能力。

3．設(shè)計(jì)探究方案，開放實(shí)驗(yàn)室

教科書中有些活動與探究實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生認(rèn)真分析問題，處理相關(guān)信息和材料，然后自行設(shè)計(jì)探索實(shí)驗(yàn)方案。一開始學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案可能有點(diǎn)困難，教師應(yīng)做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性、可行性、安全性、創(chuàng)造性及實(shí)驗(yàn)的趣味性培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的方法，使學(xué)生養(yǎng)成良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣，深化學(xué)生的創(chuàng)新思維。當(dāng)學(xué)生按自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)大膽開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生親自尋找藥品和儀器，避免了傳統(tǒng)的“填鴨式”實(shí)驗(yàn)和教師準(zhǔn)備學(xué)生只管“照方抓藥”式實(shí)驗(yàn)，又讓學(xué)生自由組合成小組方式，充分體現(xiàn)了師生互動、生生互動的特點(diǎn)。

二、創(chuàng)設(shè)課堂情境

創(chuàng)設(shè)課堂情景對學(xué)生來說，是引發(fā)認(rèn)知沖突的條件，是探究思維的導(dǎo)火線，是學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，它可以使學(xué)生的求知欲望由潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)為被激活的狀態(tài)。而對教師來說，它則是引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的手段。

1．創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境

在學(xué)生原有知識儲備和知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有意識地讓學(xué)生陷入新的困境，以形成新的認(rèn)知沖突，從而喚起學(xué)生對新知識的渴望和探求的一種問題情境。例如，在“溶液的酸堿性”部分，讓學(xué)生測一測HCl、NaCl、NaOH及Na2CO3溶液的酸堿性，當(dāng)學(xué)生滴加無色酚酞試液后，測知Na2CO3溶液顯堿性時(shí)，即產(chǎn)生了與已有認(rèn)知(酸溶液顯酸性，堿溶液顯堿性)相矛盾的認(rèn)知沖突。通過這類問題情景的創(chuàng)設(shè)，將學(xué)生置身于學(xué)習(xí)的矛盾氛圍中，可大大提高學(xué)生的求知欲，激活思維的興奮點(diǎn)，從中培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性、批判性和深刻性。

2．創(chuàng)設(shè)探究性實(shí)驗(yàn)情境

傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是按“問題→原理→結(jié)論→實(shí)驗(yàn)證明”的教學(xué)模式進(jìn)行的，在教學(xué)過程中學(xué)生缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)造能力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果只能機(jī)械記憶和機(jī)械操作。只有適當(dāng)?shù)卦黾犹骄啃詫?shí)驗(yàn)的比重，讓學(xué)生主動地探究結(jié)論，才能激發(fā)學(xué)生的的學(xué)習(xí)熱忱和學(xué)習(xí)欲望。例如，當(dāng)學(xué)習(xí)了金屬和鹽的置換反應(yīng)后，一位學(xué)生寫出“2Na+CuSO4 =Na2SO4+Cu”這個(gè)錯(cuò)誤的化學(xué)反應(yīng)方程式，這是很多學(xué)生容易犯的共同問題。我就讓學(xué)生自己動手做Na和CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，在事先不知道結(jié)論的情況下，讓學(xué)生自己去探究。并要求描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，展開分析討論。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出了并沒有紅色的銅生成，而是生成了藍(lán)色的氫氧化銅沉淀這一結(jié)論，這說明Na和CuSO4溶液不會發(fā)生置換反應(yīng)，而是發(fā)生了其他的化學(xué)反應(yīng)。這樣利用探究性實(shí)驗(yàn)既解決了問題，又拓寬了學(xué)生的思維空間，讓學(xué)生在不知不覺中培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。

3．創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活情境

理論聯(lián)系實(shí)際，是化學(xué)教學(xué)必須遵循的原則，同時(shí)也能使學(xué)生學(xué)以致用，對培養(yǎng)學(xué)生的能力，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)與興趣等具有獨(dú)到的作用。例如：在講授二氧化碳一課時(shí)，可以通過對二氧化碳在自然界的循環(huán)的講述，說明二氧化碳在自然界的重要性，引入新課。當(dāng)學(xué)完二氧化碳的性質(zhì)后，可以讓學(xué)生用學(xué)過的知識解釋人工降雨的奧秘，大自然那千姿百態(tài)的鐘乳石、石柱、石筍等形成的化學(xué)原理。這樣，不僅加深了學(xué)生對二氧化碳性質(zhì)的認(rèn)識，而且大大地提高了其學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。只有與“生活”緊密聯(lián)系的課堂，才是真正的“新課堂”。只有讓學(xué)生把日常生活中的所見所聞與理論知識結(jié)合起來，將新知識與自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有知識建立起實(shí)質(zhì)的聯(lián)系，才有助于學(xué)生真正理解新的知識。

三、優(yōu)化課外拓展

開展各種課外活動時(shí)，教師要正確引導(dǎo)學(xué)生按各自的愛好參加不同的興趣小組，充分發(fā)揮學(xué)生自身的潛能，發(fā)展自身的特長，圍繞某個(gè)主題進(jìn)行大膽的創(chuàng)新，促使學(xué)生思維的開拓和能力的培養(yǎng)。除了開展一些趣味實(shí)驗(yàn)、小制作、小發(fā)明等活動之外，筆者認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)放在以下三個(gè)方面：

1．開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)創(chuàng)新意識

比如，在學(xué)完氧氣和二氧化碳性質(zhì)后，我要求學(xué)生利用所學(xué)知識設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來區(qū)別氧氣和二氧化碳兩種無色無味的氣體。此時(shí)學(xué)生思維活躍，大膽聯(lián)想，認(rèn)真設(shè)計(jì)，努力創(chuàng)新，很快設(shè)計(jì)出了很多種方案。其中摘要幾種如下：①用燃著的木條試驗(yàn)；②用一只小昆蟲試驗(yàn)；③加入少量澄清石灰水試驗(yàn)；④用兩個(gè)相同的塑料瓶收集兩種氣體，分別加入半瓶水；⑤用兩個(gè)相同的塑料瓶收集兩種氣體，分別加入半瓶氫氧化鈉溶液；⑥在兩個(gè)收集滿兩種氣體的集氣瓶中分別懸掛一枝浸有石蕊試液的紙花；⑦用燒紅的兩塊銅片試驗(yàn)；⑧用兩塊浸有水珠的鐵片試驗(yàn)；⑨取等體積的兩種氣體進(jìn)行稱量。經(jīng)過同學(xué)們動手動腦、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，既激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，收到了事半功倍的教學(xué)效果。

2．開展“家庭小實(shí)驗(yàn)”活動，開拓創(chuàng)新思維

教科書中編排有約10個(gè)家庭小實(shí)驗(yàn)，這些家庭小實(shí)驗(yàn)都能使學(xué)生在家中反復(fù)做、反復(fù)觀察，對培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立動手能力大有好處；同時(shí)，家庭小實(shí)驗(yàn)沒有給出藥品、用具、步驟、現(xiàn)象等，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，起著不可忽視的作用。比如，在學(xué)習(xí)了《水的凈化》一課之后，就要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)家庭自來水凈化器，學(xué)生自行搜集資料，繪畫凈化流程圖，根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案自己準(zhǔn)備藥品和用具，再按方案實(shí)驗(yàn)。每次活動結(jié)束后，教師再創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生互相交流，共享成功的快樂，對啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力有更大的幫助。

3．開展課外“調(diào)查與研究”活動，拓展創(chuàng)新思路

化學(xué)學(xué)科中聯(lián)系生活實(shí)際的內(nèi)容較多，教科書中基本每一單元都安排有學(xué)生的“調(diào)查與研究”活動，利用好這些活動，教學(xué)生學(xué)會思索、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并能對有關(guān)部門提出一些合理的建議。比如，我在教完了《自然界的水》之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行家庭用水情況的調(diào)查，整個(gè)活動讓學(xué)生自己組織，自己設(shè)計(jì)，并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行分析。鼓勵(lì)學(xué)生撰寫科學(xué)小論文，同時(shí)學(xué)生還收集到造成水污染的種種原因，并向地方水廠建議水質(zhì)改良的方法。經(jīng)過這些能使學(xué)生接觸到具體生動的生產(chǎn)實(shí)踐活動，擴(kuò)大了學(xué)生的知識視野，提高了學(xué)生的動手能力和處理問題的能力，拓展了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（作者單位：江蘇省無錫市前洲中學(xué)）