提高學生思維能力的化學實驗教學實踐探索

陸庭鑾　陳粲

摘要：如何在實施化學實驗教學的過程中更有效促進學生的思維，以“影響物質溶解性的因素”教學為例，提出處理實驗教學的4種策略：變換法、擴容法、關聯法、定量法，針對每一種策略，詳細闡述了在組織實施化學實驗教學時的一些具體做法。

關鍵詞：思維；實驗教學；變換；擴容；關聯；定量

文章編號：1008-0546（2017）07-0087-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.026

教學策略是為了實現教學目標，促進學生有效學習，培養學生思維能力而進行的一系列教學手段與方式。真正促使學生有效思維的，必須引導學生 “想思”、“會思”及“深思”。在“影響物質溶解性的因素”教學實踐過程中，常發現學生對于核心知識理解不太深刻，甚至會出現理解負遷移現象，對關鍵性概念建構過程不明晰，缺少感性認識與自主建構過程，學生深度學習引導得不夠。教學根本目的就是觸及學生的思維神經，不斷引導學生監控與診斷自己的顯性行為與隱性的思維，觸發學生的靈感，迸發出思維的火花。

一、變換法：改變實驗的組織形式，促進學生積極思維

實驗教學的組織形式有：演示實驗、驗證實驗、探究實驗等，[1]要想促進學生有效地思維，必須讓學生經歷知識的“未知”到“已知”的探索過程，讓學生始終保持對“未知”的追求與探索的愿望。教材中就“影響物質溶解性的因素”這一知識點的實驗提供了3組實驗，通過實驗驗證讓學生得出結論，其作用就是驗證結果的正確性與否。但這種方式觸發學生有效思維的力度還不夠，教學中加強實驗組織形式的變換很必要，不妨試著變“驗證結論”實驗為“猜想探索”實驗。

1. 引發思維。教師圍繞生活中有關溶解能力的事例引導學生展開討論，進行猜想：影響物質溶解性的因素可能有哪些？設計的問題能促發學生思維，學生聯系生活事例進行思考，通過事例回放、對比分析、作出猜想。此時交流的答案是多元的，有學生提出“與溶質種類有關”、或是“與溶劑種類有關”、“與溫度有關”等，同時課堂中也有學生提出“與溶劑的質量有關”，此時的很多猜想是課堂生成的，引導學生猜想有效地促進學生積極思維。

2. 暴露思維。展示學生的思維過程很重要，教者追問學生猜想的理由，特別是“溶解能力與溶劑的質量有關”的猜想，學生根據生活經驗講述了判斷理由：“在泡糖水時，加入的水越多，溶解的糖就越多，溶解能力就越強”，講述過程反映了學生真實的思維過程，暴露出學生思維的不足，對于不完善甚至錯誤的思維需要教者引導學生調整與反思。對于核心概念“溶解性”的實驗探究理解必須強調控制變量研究，讓學生重新審視與思考 “物質的溶解性與溶劑的質量有關”猜想的合理性。

3. 深化思維。深化思維就是圍繞猜想合理設計實驗方案及通過一系列的實驗操作得出結論。在學生討論實驗方案的過程中，遷移到很多的知識：認識論知識、本體論知識、工具論知識、方法論知識及價值觀知識等，還會涉及實驗方案的調整與修正的過程；在組織實驗過程中，圍繞猜想進行操作時會出現一些“異常”，一些“異常”會觸發學生重新思索操作的合理性等因素，提高學生的思維品質，促進學生深度思維。

二、擴容法： 適當增補實驗，促進學生有效理解與建構概念

1. 補實驗。為了幫助學生建構與理解概念，教材中提供了3個“活動與探究”內容，目的就是從感性角度建構“飽和溶液與不飽和溶液”概念，在實際教學過程中，僅靠這3個實驗的完成，還不能對2個核心概念形成準確的理解，特別是概念中的關鍵詞句“叫做這種溶質的飽和溶液”、“叫做這種溶質的不飽和溶液”等的理解。此時組織教學時教者可適當地“擴容”，增加一些探究實驗，幫助學生理解概念的外延與內涵。在這里，可增加的實驗是：在飽和的硝酸鉀溶液中加入少量的高錳酸鉀固體，觀察高錳酸鉀固體溶解的情況（如圖1）。

“擴容”的目的是讓學生感受到某一溶質的飽和溶液還能溶解其他的物質，從而引發深度思維，促使學生對前概念的認知進行了一定的修正與調整，進一步理解概念中一些關鍵語句。

2. 增實驗。新增擴容就是根據教學的需要，教材中并沒有提供相應的實驗，但根據學生的認知狀況新增的實驗。此課時教學的一個思維的升華點就是幫助學生梳理飽和溶液、不飽和溶液與濃、稀溶液之間的關系，這是對溶液飽和與否及濃稀與否的深度理解。是一個知識整合的教學，這需要涉及反思能力等高階思維的支撐。當教者提出問題：飽和溶液一定是濃溶液嗎？不飽和溶液一定是稀溶液嗎？學生可能立即從大腦中提供有關“有用的信息”，進行遷移與判斷，從而得出屬于自己個體判斷的結論：飽和溶液一定是濃溶液或者飽和溶液不一定是濃溶液；稀溶液一定是不飽和溶液或稀溶液不一定是不飽和溶液等等結論。此時需要教者的教學機智，調整教學的思路以幫助學生完善已有的認知，最佳的方法就是利用實驗事實“講話”，引導學生設計實驗：取2支試管各加入5mL的水，再在2支試管中各加入1g的硝酸鉀固體及1g的氫氧化鈣固體，通過對比教學手段，讓學生感受到飽和溶液、不飽和溶液與濃稀溶液關系，真實感受硝酸鉀溶液相比是濃溶液，但是不飽和的，而氫氧化鈣溶液此時是飽和溶液，但是稀溶液。其中的關系不需要教者太多的講解，學生通過觀察、思考并能作出正確的判斷，及時調整自己的認知，形成正確的認識，此時的新增擴容實驗給學生反思學習提供了有力的保障，有效地促進學生深度的學習。

三、關聯法：與生活、社會關聯，促進實驗教學的價值取向

實驗教學的價值取向是指通過實驗手段有效促進化學知識的理解、內化與運用，進一步實現實驗知識的工具論作用，使之更好地服務于生活與社會，真正體現化學是一門生活化與社會化的學科[2]。實驗教學時利用關聯法，讓知識向生活延伸，促使學生對所學的知識進行深度反思，提升思維的品質，提升解決問題的執行力。

1. 前關聯。知識總是在情境中呈現最有效，在講溶解性概念時，教者可呈現生活中情境：在日常生活中，我們常觀察到這樣的事實，在相同條件下，面粉在水中不易溶解，而食鹽、堿面在水中易溶解；油漬在水中很難溶解，而在汽油中卻很容易溶解。此事例是溶解能力在生活中再現，在講某一知識點之前出現起鋪墊和導入作用，有效地促進學生思考與學習。置前教學法能將知識前移到生活中，讓學生產生對比反思，情境真實而富有感性，學習起來較為輕松。

2. 即時關聯。知識并不是孤立的，實驗教學也是這樣，教學時即時將所學知識引導學生向生活延伸，采用問題教學法，引導學生思考，在解決問題的過程中及時鞏固所學的知識，提升自己的思維能力。當通過實驗得出物質的溶解性的影響因素時，教者可圍繞此知識討論生活中“干洗”的原理，幫助學生分析待干洗的污漬及干洗劑的成分，遷移所學的溶解性的有關知識，了解“真相”，讓所學的知識真正用于解決實際生活問題。

3. 后關聯。學習不斷，思維不止，在教與學過程中，關聯生活應是教學永恒不變的追求。本節課結束后，可圍繞本節課的學習的主要內容進行思考，挖掘出可供學生課后實踐的學習內容。參考題：①到汽車修理廠考察，修理師傅手上的油污如何清洗？原理是什么？②家庭小實驗，探究溫度對氯化鈉、味精、糖等物質的溶解性的影響，并總結出一般規律。③了解與探究碳酸飲料中溶解了哪些物質？它們溶解性受溫度的影響有何不同？

四、定量化：定性實驗定量化，發展學生思維能力

定量化能力是化學學科能力的一種[3]。在化學實驗教學中往往忽視定量化的教學設計，在化學實驗中滲透定量化的思想，用數據“說話”，會使實驗的結論更具有說服力，更準確。

在研究物質溶解性的影響因素時，基于定量化的考慮，可設計實驗：比較相同質量的溶劑里最多溶解的溶質的質量。各在裝有5mL水的試管中，分別加入氯化鈉固體與氫氧化鈣固體，直至兩種固體剛好不能再溶解為止，比較加入的兩種固體的質量；或者，各取1g的氯化鈉固體、1g的氫氧化鈣固體，在其中分別加水直至剛好使固體全部溶解，比較加入的水的質量，以上設計的思想就是定量化的思想，實驗的相關數據使得學生增加感性的認識，增加了實驗的說服效果。

在比較飽和溶液、不飽和溶液與濃稀溶液之間的關系時，學生理解起來較為困難，在進行教學設計時，不妨進行定量化實驗設計，第一組實驗為：在室溫條件下，各向裝有100g的水的試管中分別加入氯化鈉30g、氫氧化鈣2g，充分振蕩，使加入的物質充分溶解，根據實驗現象判斷，分別形成的是什么性質的溶液？通過計算判斷哪一種溶液中溶質的質量分數更大些？第二組實驗為：在常溫下，分別在裝有100g的水的試管中分別加入10g氯化鈉、40g氯化鈉，根據實驗現象進行判斷，形成的2個溶液的性質如何？它們所形成的溶液中溶質的質量分數誰大誰小？由上面設計的2組實驗進行整合，引導學生通過對數據的分析、比較，得出4個概念之間的關系。

參考文獻

[1] 冉光淑等.初中化學實驗教學行為偏差及矯正[J].化學教與學，2016（3）：84-85

[2] 中華人民共和國教育部制訂.全日制義務教育化學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2012

[3] 楊玉琴.化學學科能力建構的基本問題探討[J].化學教育，2016（1）：1-6