淺談新課改理念下如何培養學生的實驗能力

摘要：本文就現階段高中新課改理念下，通過轉變教師在實驗教學中的地位、增強學生對化學實驗的興趣以及轉變實驗教學方式來強化學科探究意識，培養學生的實驗動手能力。但是要真正實現這一教學目的，就必須強化學生的科學探究能力，著重培養學生的實驗設計能力，因此在新課改下如何培養學生的實驗能力就值得目前高中化學教師思考。

關鍵詞：新課改；培養；實驗能力；探究能力

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）05-0217-04

化學是一門以實驗為基礎的學科，而化學實驗是化學科學的靈魂，是學生認識化學世界的窗口，是學習化學的重要手段。化學實驗對培養學生的“觀察能力、思維能力、實驗能力、自學能力”具有不可替代的作用。《普通高中化學新課程標準》強調了化學課程的基本理念之一是通過化學實驗為主的多種探究活動，更好地培養學生的創新精神和實踐能力[1]，而要真正實現這一理念，就必須著重培養學生的實驗能力，但是要想提高學生化學實驗能力，就不能簡單地認為是對單一的實驗操作技能的掌握，它是一種多方面、多層次的分析和解決實驗問題的綜合能力，包括實驗設計能力、實驗操作能力及進一步的實驗創新能力。在高中化學實驗教學中，只有重點對這些實驗能力進行培養，才能真正實現素質教育的目標，培養學生的創新精神和實踐能力，本文就怎樣培養學生的這三種實驗能力發表一下自己的淺見。

一、轉變教師在實驗教學中的地位，提高學生的實驗操作能力

化學實驗能通過聽覺、視覺、感覺等多種渠道，生動形象地提供大量信息，每個教師心中都明白實驗既可以引導學生了解化學世界的奧秘，又可以提高學生學習化學的興趣，激發學生的探究欲望。然而在實際的化學實驗教學中卻通常以自己為主體。在實驗教學中，只針對驗證性實驗進行講解，只用演示實驗驗證理論知識，學生只能在臺下觀看實驗現象，一部分座位靠后的學生甚至看不清楚剛發生的現象。甚至有的教師在做演示實驗時，當發現“現象無法解釋時，通常視而不見，或者一句“藥品過期”等理由敷衍了事。實驗知識被驗證了，教師的工作完成了，但是學生對種種現象的疑問并沒有得到解決，同時實驗動手能力也不能得到滿足。更嚴重的是，個別教師只顧“紙上談兵”，從不實際操作，片面追求學生卷面成績。這也違背了新課改中使學生體驗科學探究的過程，培養學生實踐能力這一理念，也就阻礙了素質教育的落實。

教育學中指出：“教學必須堅持學生的主體地位，不能把學生僅僅看成灌輸知識的容器，而忽視學生學習的主觀能動性[2]。”面對新課程改革，在要求學生改變學習方式的同時，教師的教學方式首先應該有所轉變。教師應該從固有、陳舊的教學觀念中走出來，改變自己的教學方式，才能盡快適應新課程的要求[3]。化學實驗是由實驗設計、實驗準備、實驗過程、實驗現象、實驗結果、實驗分析及數據處理等構成的一個有機體，學生各種能力盡體現在整個實驗過程中。若只讓學生單獨地通過觀看一些驗證性實驗，做一些實驗教材上的實驗，根本不能培養他們的綜合素質。這樣的實驗，缺乏一定的難度和創新，不能滿足學生強烈的求知欲望，同時還會挫傷學生學習和探索知識的積極性和主動性，使他們覺得做與不做，結果都一樣。就算安排學生自己動手操作，也會造成學生實驗時不認真，不能準確地觀察實驗現象，不能及時發現問題和解決問題，學不到實事求是、嚴謹的科學態度和正確客觀認識事物的方法。李建平強調：“教學過程是師生交往、共同發展的互動過程，交往意味著平等對話和人與人參與，意味著教師不再擁有知識的權威，傳統意義上的教學應該讓位于師生互教互學，形成‘學習共同體’”[4]。郭金花、周慶余、吳星等也認為教師應該充分相信學生的能動性與創造性，開放時空，放手讓他們進行實驗研究，但對于在實驗研究中出現的困難“該出手時就出手”[5]。雖然學生在實驗過程中由于諸多原因，也許沒有獲得預期的結果，實驗不會次次成功，但是人人渴望成功，成功是一種巨大的力量，他能使學生產生主動求學的心理沖動[6]，教師可以通過引導學生客觀地分析失敗原因，總結經驗教訓，并安排鼓勵學生重新做，同時告誡他們任何科學研究如同學習都不可能一帆風順，以培養學生實事求是、嚴肅認真的學習態度。蘇霍姆林斯基曾說過：“興趣的源泉還在于把知識加以運用，使學生體驗到一種理智高于事實和現象的權威感[7]。”因此，教師應該改變自己的主體地位，使實驗的主體成為學生，讓學生自己動手操作，使他們體會那種強烈的權威感、成就感，加強他們的動手能力從而提高學生主動學習和探索知識的積極性，培養學生的實踐能力。

二、增強學生對化學實驗的興趣，培養學生的實驗設計能力

在《普通化學新課程標準》中重點強調科學探究是一種重要而有效的學習方式，要進行科學探究必須要進行化學實驗，而進行化學實驗首先要求學生進行實驗設計，但許多教師在進行實驗教學時，使化學實驗的學術化傾向嚴重，過分孤立地強調化學實驗操作技能的訓練而導致學生產生不良心理，造成學生經常是毫無創新意識地照方抓藥，只是機械地按照現有的實驗設計進行驗證性實驗，從而束縛了學生的探索欲望，扼殺了學生對化學實驗的興趣，導致學生實驗設計能力薄弱。因此，應該增強學生對化學實驗的興趣，從而培養學生的實驗設計能力，培養學生的創新精神。

在課題研究過程中，我們調查了學生喜歡的化學實驗學習的方式，結果如下：

由上表的數據可以看出學生對“由我們自己提出，是我們有興趣探究的實驗”和“貼近社會和日常生活的實驗”感興趣，而不是“由老師設計的實驗”和“驗證性實驗”。而在實際的教學實踐中，為了完成教學任務，教師往往只針對課本規定的驗證性實驗進行演示，這樣的實驗難以激發學生探究的興趣，學生的實驗設計能力也薄弱。

心理學認為：“興趣是一種喜好的興趣，興趣是人們探索知識、認識事物的意識傾向[8]。”激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性，是有效開展教學活動，提高教學效率和教學質量的重要手段[9]。學生一旦對學習產生了興趣，就會自然而然地產生吸取知識的要求，繁重的學習對他們來說，就不再是負擔，真正學習起來時已是輕松萬分，此時他們就像在知識的天空中任意翱翔，樂此不疲。

在實驗教學過程中，教師可以適當增加實驗難度，除做好常規驗證性實驗外，多增加一些探索性實驗與開放性實驗，增加實驗考核的比例，設計含有新信息的探究實驗等，通過多種途徑來培養學生的實驗興趣。教師可以設立一些現實生活中的化學應用實例，但是實驗原理及實驗過程都不是很確定，且IUPAC沒有統一標準，全權交給學生在一定的期限內，通過查閱資料來設計解決問題的方案，并在考核中注意評價學生實驗設計的合理性、創新性、知識性和探索性，使學生能較多地以科學的思維方式來觀察和分析實驗問題。如關于目前國內吵得沸沸揚揚的“地溝油”的檢測方法，上海一位高中生就想到了利用高質量食用油與地溝油的凝固點不同進行區分，而這一方法雖然還沒得到我國乃至世界相關權威部門的認定，但是作為具有強烈實驗探究欲望的一名高中生來說已經向化學世界邁出了堅實的一步。又如關于反應熱概念的“冰袋”制作，讓學生感受到化學知識在日常生活中無處不在，認識到實驗題都來源于科學實踐、取材于日常生活，而不是游離于課本為出題而編制[10]。在學習金屬電化學防腐蝕時，要求學生通過探究實驗對鐵釘生銹的原因進行分析，并結合所學電化學理論知識對生活中一些常見的金屬制品如何防銹進行歸納總結，如自行車的鋼圈、家中的防護網以及廚具等，這樣就會拉近學生與化學世界的距離，讓學生真正體驗到化學知識在生活中無處不在。像這樣值得研究、探討的現象，在現實生活中隨處可見，也可以引導學生做一些與日常生活聯系比較緊密的課外實驗，如“沼氣的制備”“廢舊電池的回收與利用”“河水中溶解氧的測定實驗”及“食用鹽中碘含量的測定”等，這樣不但增強了學生學習化學的興趣，而且加深了學生對化學知識的理解，開拓了視野，同時也鍛煉了學生解決日常生活中常見實際問題的能力。

另外還可以組織學生去做一些奇特的而又很平常的實驗。例如：用鋁制盛飲料的易拉罐里充滿二氧化碳氣體，然后往罐內注入適量氫氧化鈉溶液，立即用膠布將罐口密封，反應一段時間后可能會出現什么現象呢？首先，易拉罐“內凹變癟”，接著“癟了的罐重新又鼓起來”。對于前面的現象一般很容易解釋。這是因為學生很容易從固定的思維去思考，即分析出物質發生變化時，可以從加入的物質來考慮，分析出氫氧化鈉溶液與二氧化碳的反應，就能得出易拉罐“內凹變癟”的現象。為什么會出現后面的現象呢？這時可以引導學生再深入思考，不難得出這是因為容器本身“鋁”與氫氧化鈉溶液也會發生反應。對這些現象的好奇，能使學生的情緒亢奮、激動，從而可以在學生白熱化的思維之中，迸發出創新的火花。

三、轉變教師的實驗教學方式，增強學生實驗探索能力

新課改理念要求在實驗教學中，教師僅起引導作用，而學生才真正是實驗教學中的主體，而在實際的實驗教學過程中大多數教師還是采用演示實驗方式進行教學違背這種理念。那學生是否喜歡教師這樣的教學方式使教師不得不采用這種方式進行教學？就此問題我們對學生喜歡教師實驗教學的方式進行了問卷調查，學生問卷調查數據如下：

由上表中的數據可以看出，學生喜歡教師在實驗教學過程中以引導和輔導幫助的方式進行教學，而不是傳統的那種演示或黑板實驗。因此在實際的教學過程中，教師盡量把化學實驗交給學生，讓學生去設計、去準備、去操作，以發揮學生的主觀能動性，從而激發學生的潛能。要讓學生根據實驗目的和相關理論知識去思考、探究，從而培養學生查找相關資料、分析問題及解決問題的能力。在實驗教學中，教師要結合實際，創造條件，使學生在實驗中掌握各種具體的觀察方法[11]。在實驗教學過程中，千萬不要僅局限于引導學生動手做實驗，而是要先提出問題，然后去探索問題，最后再利用知識解決問題，這樣就可以使課堂教學盡體現學生的主體地位。如：

①通過實驗探究活動來引導學生學習化學。例如，通過“不同介質中H2O2的分解”實驗探究，來幫助學生了解不同介質對化學反應速率的影響。②通過生產生活中的實例來幫助學生理解物質及其變化的本質和規律。例如，通過熱機工作原理來理解熱力學第一定律與第二定律。③利用化學實驗史實幫助學生了解化學概念、原理的形成和發展，熟悉實驗在化學學科發展中的重要作用。例如，指導學生查閱炸藥發展史料，討論有機化學合成對化學科學發展的重要意義。④引導學生能夠運用所學的化學理論知識和實驗操作技能，進行實驗設計、操作與分析，解決相關的實際問題。例如，可以讓學生設計實驗探究市售腌制與油煎食品中亞硝酸鹽的含量，加強化學與膳食的聯系。

教師可以采取多種手段和形式，為學生創造生動活潑的實驗探究氛圍，這是開展實驗探究教學首要環節和重要基礎。為此，教師在教學中一方面應注意開發多種教學資源，充分利用自然景觀、日常生活問題、物質及其變化、科技成就、化學史實等各種素材；另一方面還采取多種形式和手段，如實物、模型、圖表、實驗、多媒體等，充分發揮素材的教學價值，從而達到激發學生探究積極性的目的，同時還應緊密結合具體的化學教學內容來進行，注意為學生提供自主進行實驗探究學習的各種活動，使學生在實驗探究的活動中學習化學教學內容，學習實驗探究的方法，經歷和體驗實驗探究的過程，從而達到發展學生創新精神，全面提高學生素質的教育目的。

總之，新課改下培養學生的實驗能力不僅改變學生學習方式，也改變了教師的教學方式。新課改下的化學實驗教學更要改革傳統的教學思路，使學生由被動獲取轉為主動探究，由驗證理論轉為探究設計。使教師由實驗主體變為實驗輔助，由滿堂灌輸轉為科學引導，培養學生的動手能力，增加化學實驗內容的興趣性，增強學生的實驗設計能力，教師改變傳統教學方式應該合理地引導學生學習，培養他們的探究能力。在高中化學實驗教學過程中，只有側重于這些實驗能力的培養，才能從根本上提高學生的能力，也才能真正把素質教育落到實處。

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基金項目：陜西理工學院重點資助基金（SLGQD0510）