中學化學實驗對學生理解理論知識的意義

沈 芝，呂雅倩，趙 強

(1 南陽師范學院圖書館河南，河南 南陽 473061； 2 南陽師范學院化學與制藥工程學院，河南 南陽 473061)

化學是學生初中開始學習的一門以實驗為基礎的學科。在化學學習過程中，化學實驗有很重要的作用，它是使學生理論知識理解能力進步的有效路徑。經過化學實驗，讓學生明白化學與生活的密切關系。化學實驗除了可以使學生操作能力進步之外，還可以使學生對化學實驗相關知識的記憶增強，進一步提高學生的理解能力，從而增強學生學習化學的熱情，提高化學學習的效率。中學實驗多為驗證性實驗，學生進行實驗時會期望得到與課本中描述一致的現象和結果[1]，但是當學生真正自己動手時可能遇到各種各樣的課本中并未明確提出的問題，與理論結果有不同程度的差距，接下來學生需要做的是找出問題、分析問題、解決問題，從而逐步深化對理論知識的領悟。在不影響正常教學秩序的同時，教師可適當組織同學進行探究性試驗，通過充分調動學生對知識的渴望，來適當拓寬學生的理論知識層面。目前，全國各地學校均已開展化學實驗課，在教師化學實驗教學中，也會傳授相應知識，但側重點是運用、綜合能力的提升，而不像化學理論教學那樣，讓學生充分了解知識的前因后果。化學理論知識是通過化學實驗得以驗證，化學實驗則是對化學理論知識的鞏固、提高與改進。化學實驗是化學教學的關鍵，實驗教學與單純的課堂教授相比，可以提高教學效果，優化教學環境。初中階段，學生剛剛接觸化學，之前并沒有相關經歷，因此會存在強烈的學習興趣[2]。教師可以抓住這一點，通過一系列相關化學實驗以及趣味實驗，吸引學生的注意力，從而更加激發學生學習化學的興趣。初中是化學學習的基礎階段，只有打好基礎，真正理解知識緣由[3]，才能在高中乃至以后的化學學習生涯中不斷提升學習能力和自身水平。本文擬從中學化學實驗的意義以及中學化學實驗對學生加深理解理論知識的作用出發，簡要闡述中學化學實驗對學生理解理論知識的意義。

1 中學化學實驗對學生理解理論知識的意義

在初中階段，開展化學實驗課程不僅可以輔助教師教學，它還可以增強學生學習的熱情，提升對理論知識的把握程度，以便使他們的學習能力逐漸進步，為他們未來的化學學習夯實根基[4]。

1.1 激發學生的學習興趣

初中階段，學生對萬物充滿好奇，喜歡所有新事物，具有非常強烈的學習欲望。然而，在傳統的化學教學中，教師盲目地向學生灌輸理論知識，忽略學生本應發揮的主動性，導致學生在學習過程中過于被動。對于一門新學科而言，學生的學習熱情會逐步減弱，認為化學學習枯燥且難，直接導致成績的下滑，甚至出現厭惡等現象[5]。中學化學實驗課程的開展，需要化學教師逐步改動教學策略，注重化學實驗。有效利用化學實驗，結合實驗與理論教學，將實驗巧妙的穿插在理論教學中，使學生注意力充分集中，及時提出問題，剖析問題，最后處理問題。既活躍了課堂氣氛，又使學生積極主動地融入化學的學習中，進一步深化對化學理論內容的領悟[6]。

1.2 培養學生的化學思維

化學實驗是學生與化學之間的溝通橋梁，它能夠指導學生走進化學世界，體驗化學的樂趣，提升學習化學的熱情。化學實驗帶有一定的趣味色彩，并且實驗操作也不復雜，學生可以掌握并運用各種操作。在實驗過程中，學生通過自己動手的方式，使其化學思維得到培養，進一步發展他們的探究思維。經過提出問題、剖析問題到解決問題的過程，提高學生的探索精神，培養他們的化學思維。只有擁有一定的化學思維，學生才能更好地接受化學理論知識以及化學實驗內容[7]。因此，化學思維的培養與化學學習密不可分，應廣泛引起重視。

1.3 發展學生能力

教師能夠根據化學實驗的各個方面來發展學生的各種能力[8]：通過正確的實驗操作展示發展學生觀察細節的能力、通過學生自己的實驗操作發展他們的實驗操作能力，通過大家課后小結發展學生的反思能力。開始實驗前，教師要進行演示實驗，并且通過一些有趣的課外活動或課堂教學引發學生的觀察興趣，并教會他們如何觀察一個實驗。開始前的準備，則為接下來的實驗打基礎，使其順利完成，同時提高學生的觀察能力。在實驗操作過程中，教師不僅要保證學生充分了解實驗原理，明白實驗目的，把握各項操作步驟，還要指導學生正確規范使用實驗儀器。教師還要強調學生應該學會自己記錄數據，討論與反思[9]。學生只有不斷的動手嘗試，才會得到提高其動手能力，即發展他們的實驗能力。每一次實驗結束后數據的處理、分析，結論的導出以及學生自己寫的實驗報告都會讓他們從中汲取新的內容，即使是總結也能將課本中的理論知識與實驗過程中獲取的知識變成了自己的知識。因而每一次獲取新的知識，均是對學生反思能力的培養，實驗結束后的反思非常重要[10-11]。

2 中學化學實驗對學生加深理解理論知識的作用

化學是初中新接觸的課程，應注重對學生學習興趣的培養，應一定程度上以學生為中心，將其看作教學與學習的中心，教師僅僅起著引導以及糾正錯誤的作用。因此，通過化學實驗也是一種辦法。化學實驗不僅可以增強學生對學習化學的熱情，還可以加強學生對理論知識的鞏固。以下將通過中學階段的三次化學實驗進行具體闡述。

2.1 神奇的“色彩魔術”

通過“魔術效果”增強學生的學習積極性。比如化學反應中的顏色變化：當學到稀鹽酸與氫氧化鈉溶液可以發生中和反應這一知識點時，經過相關理論知識的學習，學生都能知道鹽酸呈酸性，氫氧化鈉呈堿性，二者接觸能發生化學反應，那么現象是什么？帶著這個疑問組織學生進行相關的化學實驗。教師可以指導學生自己動手，在干凈的燒杯中加入適量的氫氧化鈉溶液，滴加無色酚酞溶液，接著將稀鹽酸溶液逐滴加入該溶液中，可以觀察到隨著稀鹽酸的滴入，燒杯中溶液由紅色漸漸變成無色。實驗結束后組織學生討論并總結顏色發生變化的原因，從而加深對實驗的理解，更有利于鞏固所學理論知識。魔術般的色彩變化效果對學生有著很強的吸引力，并且充分顯現出了實驗的魅力。

學生可以通過對實驗目的、實驗原理的整合與回顧以加強課堂所學的理論知識。根據以上實驗，驗證稀鹽酸與氫氧化鈉溶液發生中和反應。實驗之前，學生需要知道相關的理論知識，例如，稀鹽酸呈酸性，氫氧化鈉溶液呈堿性，氫氧化鈉溶液與無色酚酞溶液接觸會變紅等。了解相關知識后，學生在開展實驗進程中，不斷重復運用，反復思考，理清緣由，使其更加深層次的掌握理論內容。只有了解相關原理后，再將實際實驗現象與之相對應，方可驗證實驗是否產生，即溶液的實際變色情況。經過實驗顯示的實際現象，學生可以更加真切的看到實驗現象，并與理論結果相比較，找出異同，提出問題，從而進一步探討緣由，進一步深化對該實驗的學習。與此同時，學生對相關知識的印象也會加深，記憶也會更長久。

可以通過實驗結果分析拓寬學生的知識范圍。在實驗結束后，可以向學生提出一些思考題，例如，所有的鹽溶液都不能使無色酚酞溶液變色嗎？促使其進一步思考。通過對此類問題的回答，一方面，學生可以拓寬知識面，另一方面，學生可以提高動腦能力，從而提高學生的學習質量。

2.2 有趣的“醋泡雞蛋”

化學實驗對理論知識的影響是有目共睹的。當然，在進行驗證性實驗的同時，探究性實驗也是必要的。以課外化學實驗為例，在學習了酸可以與碳酸鈣反應的知識后，教師可以讓學生用帶殼的雞蛋和食醋進行課外趣味性實驗，隨著實驗的進行，同學們可以觀察到有泡沫產生，并且用手觸摸時可以感覺到浸泡在食醋中的部分蛋殼變軟了，而未被浸泡在食醋中的部分蛋殼未發生變化，還是跟原來的一樣硬。在觀察到這樣不可思議的現象后，同學們一定會主動問“為什么會有這樣奇怪有趣的現象？”那么此時教師就可以進一步引導學生去探討更深層次的問題，從而拓寬學生的知識層面。同時也不必擔心同學們會不感興趣，因為此時他們正有一大堆疑問需要教師去解答呢！通過這樣一個小小的探究性實驗，調動了學生學習化學的熱情，又拓寬了他們的視野[12]；幫助學生明白化學圍繞我們的生活，并不像他們想象的那么抽象枯燥；同時鼓勵學生在生活遇到問題，可以運用課堂上學習的知識處理；還可以加強鞏固學生已經學了的內容，還可以提高學生的自主學習能力和知識探索能力[13]。

2.3 奇幻的“噴泉實驗”

中學時期，通過化學實驗，可以在一定程度上精進學生課堂上學到的理論知識，使其認識到理論與實際的差異性，提高其認知水平，從而提高學生自主學習能力[14]，最終使學生掌握的知識能夠更加科學化。

學習氨的性質時，曾做過一個實驗，就是氨氣的噴泉實驗。由于氨在水中的溶解度很為1:700，且溶液呈堿性，遇到無色酚酞溶液會變為紅色。因此當較大量的氨氣溶于較少的水中時，圓底燒瓶內的氣壓明顯小于外界氣壓，在大氣壓的作用下，水迅速進入圓底燒瓶內，形成紅色噴泉。這個實驗別致奇幻，每次出現漂亮的噴泉時，學生總是詫異。實驗激發了學生的好奇心，喚起學生對新知識的渴望。

但是根據實際操作觀察，這個實驗的操作并不簡單、需要事先收集好氨氣、噴泉持續的時間以及狀態并不好控制，且實驗現象并沒有理論那么明顯。為了使實驗現象愈加清楚，實驗操作愈加方便，就可以依據實際來改進實驗。由于氫氧化鈉固體溶于濃氨水放出熱量，可加速濃氨水的揮發，因此可以利用這一特性來改進實驗。此部分改進后的實驗則無需事先收集氨氣，同時可節約藥品和時間，且實驗步驟簡單，從而提高實驗的成功率。待集滿氨氣后，便可直接進行實驗，還可以控制噴泉的大小，延續噴泉的時間，使實驗現象更加突出。

這一實驗的改進則充分說明中學化學實驗可以使中學生所學化學理論知識不再是看不見、摸不著的抽象內容，而是可以與實際生活聯系起來、更具實踐性的內容。化學實驗使學生不再單靠憑空想象，而是自己動手操作。經過學生自己動手操作驗證過的知識，學生會理解的程度更深，記憶的時間也會更長久。

3 結 語

化學實驗是提高學生科學素質、創新思維以及動手能力，掌握基本實驗方法和實驗技能的有效手段。通過化學實驗，更加靈活地運用課堂所學理論知識；實驗與理論二者緊密聯系，使化學知識愈加融會貫通，有效提高學生對理論知識的理解水平，并且使學生記憶時間愈加長久。因此，中學化學實驗對學生理解理論知識起著不可替代的重要作用。