在实验教学中培养学生的综合能力

来源:用户上传      作者: 吴华荣

　　化学实验是化学教学的基础，在初中阶段加强实验教学，不仅可以让学生知道知识的产生、发展过程，而且还可以培养学生的实验能力和创新精神。在教学实践中，笔者做了如下尝试：
　　
　　 一、理论分析与实验有机结合，培养学生严谨的科学态度
　　
　　化学是以实验为基础的科学，理论是建立在实践的基础上，在化学实验教学中必须做到理论与实践的统一，做到理论联系实际。 例如：在讲氢气性质时，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，而实验时发出的是黄色火焰，为什么会出现这样的情况呢?这是由于玻璃中钠元素在高温下发出火焰的颜色干扰了氢焰的颜色。又比如：用氢气还原氧化铜，要制取一定量铜需要多少克氢气，理论值与实际取用的量一样吗?让学生思考讨论，通过讨论了解到实际操作中通入氢气的量将大于理论值。又比如：讲完CO性质后对学生提出了这样一个问题：如何除去CO2中少量的CO？不少的学生回答：用点燃的方法。教师要及时指出：这种方法是不科学的。虽然理论上是行得通，但是实际上能做到吗? 引导学生充分理解燃烧需要的条件去分析大量CO2中少量的CO能否点燃？通过这样探讨学生对这个问题有了一个比较深刻的认识。 因此，化学实验教学中要考虑到实际情况，引导学生从原料来源、价格、反应条件、实际操作、仪器、环保等方面进行分析思考，培养学生严谨的科学态度。
　　
　　二、探讨实验装置和原理，培养学生实验的研究能力
　　
　　在化学实验教学中，同一实验装置有时可有多种用途，不同的教学内容的多个实验可用同一装置。例如洗气瓶装置，若在此瓶中加入水或其他液体则可用来测量被收集气体的体积；还可以用来收集、储存气体；用来进行气体验证；气体除杂等。在初中化学中讲到CO2制取时，通过复习H2、O2实验室制法，让学生从反应物的状态、反应条件、收集气体的方法等多方面去探讨。从而得出：固体与固体反应需要加热，用制氧气的装置。固体与液体、液体与液体反应不需要加热，用制氢气的装置。在此基础上对学生又提出一个问题：如果固体与液体、液体与液体需要加热怎么办?如果加热温度需要控制怎么办?通过这样比较和分析，逐步培养学生对实验的研究能力。
　　
　　三、从失败的实验中培养学生的心理抗挫能力
　　
　　我们做任何事情不可能一帆风顺，可能会遇到这样那样的挫折，化学实验也是如此。关键是如何总结教训，从失败的实验中分析、总结失败的原因。对学生出现的实验失败，教师不必求全责备，应鼓励学生认真分析、思考。例如：在做CO2制取和性质实验时，CO2通入澄清石灰水没有浑浊。引导学生分析这个实验，首先对这组学生提出问题，产生CO2气体量如何?学生回答：大量。你在实验时看到什么现象?学生回答：CO2气体形成大量泡沫进入石灰水中。教师及时表扬这组学生观察很仔细。这时教师指出泡沫中除了CO2气体外还有没有其他物质?学生回答：还可能有HCL气体。这时教师及时向学生指出稀盐酸与石灰水反应，C02再也不能与石灰水发生反应了。经验证后，我又提出： HCL气体溶于水形成盐酸，盐酸的酸性强于碳酸，HCL与石灰水发生中和反应，CO2也就没有机会与石灰水发生反应了。经验证后，教师及时抛出如下问题： （1）实验室制CO2能否用浓盐酸?（2）制CO2能否用碳酸钙粉末? 从失败实验中激发学生兴趣，正确对待失败，善于从失败中吸取教训，从成功中总结经验，培养学生在实验中心理抗挫能力。
　　
　　四、改进、设计实验方案和方法，培养学生实验的设计能力
　　
　　在化学实验教学时，不仅要求学会正确使用基本仪器，掌握一定的操作技能，而且还应培养学生根据一定教学目的、任务独立地设计实验方案的本领，即培养学生实验设计的能力。
　　例如：在讲完CO这一节教材后，要求学生完成这样一套题：要得到高纯度的铜，是用H2还是用C，还是用CO来还原氧化铜，哪种方法最好?这道实验习题比较综合，引导学生从实验装置、控制反应的条件、反应物和生成物的状态等方面进行考虑，鼓励有不同的看法，鼓励学生提出问题，对于学生中的各种方案，要认真评价，对实验设计新颖、合理、效果好、操作规范，尤其对实验方案有独创性的给予表扬和奖励。
　　在给定的条件下让学生设计实验方案，完成实验设计作业，这不仅有利于培养学生的创造性思维能力，而且有利于培养学生运用所学知识分析、解决问题的能力。
　　
　　五、变教师演示实验为学生随堂实验，培养学生的实验动手能力
　　
　　学生亲自做实验比由教师演示学生观察留下的印象更深刻，这时学生由观看者变成操作者、实验者，其心情之激动、态度之积极、思考问题之主动都是显而易见的。可见学生做随堂实验既可以达到演示实验的目的，又可以弥补演示实验的不足，即让学生亲自动手操作。因此，在条件许可的前提下，应当多采用这种形式。一般来说，对操作简单、费时不长、安全可靠、不污染环境的演示实验都可以改成随堂实验。例如，“空气中氧气含量的测定”、“酒精和水的混合”、“碘的受热和冷却”、“浓硫酸的稀释”等。在课堂上教师要提出要求，及时给学生以帮助，让学生通过做实验，逐渐掌握实验操作的要领及原理。在这样的随堂实验中，学生逐渐学会了观察、分析、归纳、总结及反思，同时实验的技巧和技能也得到提高。
　　
　　六、改验证性实验为探究性实验，培养学生的实验探究能力
　　
　　在实验教学中，从以教师为中心、以教材为中心的验证性演示实验中走出来，提倡以学生为中心、以问题为中心进行探究性实验。在做探究性实验时可以借鉴教材中的探究性实验，先不让学生知道实验的结果，而是在已有知识的基础上，首先制定出学习目标，其次提出新的问题，然后让学生根据教师的要求，通过猜想和假设，制订出实验方案，根据方案进行实验，观察出现的现象，对产生的结果记录。实验结束后，学生之间进行分析交流，弄明白问题的实质，得出结论，使学生完成学习目标。例如，在学习CO的性质时，先给学生提出两个问题一是CO和CO2的性质是相似还是截然不同?二是CO和CO2谁稳定?学生在老师的启发下，经过分析和讨论形成两种意见：性质相似，依据是组成两种物质的元素相同，均有碳元素和氧元素；截然不同，依据是组成两种分子的原子多少不同，碳元素的化合价不同。这时教师引导学生设计了一组实验，学生通过实验、观察、填表等，对上述问题一的答案自然清楚。同时他们又做了CO燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊的实验。具体做法是把一个内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在CO燃烧的火焰上，可以观察到燃烧所生成的气体能使小烧杯内壁上的澄清石灰水变浑浊。由此证明了CO燃烧的产物是CO2，故得出CO2比CO碳更稳定的结论，上述问题的答案也清楚了。最后引导学生归纳并比较出两种物质在性质上的差异和转化关系。在这样的探究性实验中，学生动手做，用脑思，做得积极，学得主动，能力得以提升，思维得以激活，智慧得以彰显。使学生学到了像科学家一样研究问题、解决问题的程序和方法。
　　
　　七、安排适当的实验习题，培养学生的发散思维能力
　　
　　实验习题既是化学教学上的一种特殊习题，又是要求较高的特殊形式的学生实验。实验的原理、使用的仪器和药品、操作的步骤和注意事项等都由学生自己设计，自己完成，这对于学生综合运用基础知识、提高实验技能、培养创新能力都具有极其重要的意义。例如，在学习了H+、OH-、SO42-、C1-、CO32-鉴定方法后，可给学生布置这样一道实验习题：现有盐酸、硫酸、氢氧化钙、氧化钠、碳酸钠5种溶液，请你从中任选两种溶液，用5种方案进行鉴别。要求所依据的化学性质不能雷同，所用试剂在上述5种溶液之外。

　　本题的特点是选择的自由空间大，如果学生任选5种溶液中的两种，这样的组合方式有10种，每一种组合按5个方案来计算，最少也有50种方案。下面是一个学生鉴别两种溶液的多种方案：以盐酸和氢氧化钙溶液为例。
　　第一种：用指示剂(石蕊、酚酞均可)，根据指示剂颜色的变化，可以鉴别出盐酸或氢氧化钙溶液。
　　第二种：在两种溶液中分别通入CO2气体，产生白色沉淀的为氢氧化钙溶液，另一个则为盐酸。
　　第三种：分别加入碳酸钙粉末，鉴别出盐酸，剩下的就是氢氧化钙溶液。
　　第四种：分别加入氧化铜粉末微热，鉴别出盐酸，剩下的就是氢氧化钙溶液。
　　第五种：根据盐酸的易挥发性，鉴别出盐酸，剩下的就是氢氧化钙溶液。
　　第六种：分别加入锌片，鉴别出盐酸，剩下的就是氢氧化钙溶液。
　　第七种：分别加入碳酸钠溶液，鉴别出盐酸和氢氧化钙溶液。
　　像这样的实验习题，学生自由选择的余地越大，自由发挥的空间也就越大，学生学习的激情高、兴趣浓、劲头足，学生的发散思维能力自然得以锻炼。
　　八、鼓励学生积极开展家庭小实验，培养学生的创新能力
　　开展家庭化学小实验，是课堂教学的继续、扩展和深化。例如，让学生收集日常生活中废弃的饮料瓶、一次性注射器、输液管、吸管等，制作反应仪器；用各类蛋壳、小石子代替碳酸盐，用食醋代替酸等，均可设计出一系列的家庭化学小实验。例如，讲过第一章第一节“空气中氧气含量的测定”后，给学生布置这样一个家庭小实验：利用身边的材料，验证空气中氧气含量为2l％(体积含量)，并对实验结果进行分析和总结。回家后，大部分学生会用茶杯代替钟罩，用小盆代替水槽，用小蜡烛头代替红磷，反复进行实验。再比如，学完氢气的实验室制法后，向学生提供一只破底试管及烧杯和带导管的橡皮塞等，药品有从废旧电池上剥下的锌皮和稀硫酸，启发学生想一想，用以上药品和仪器如何制得了氢气？画出的实验装置图，并加以说明等。实验成功了，总结出操作的要领；实验不成功，分析出是什么原因引起的。即使是同一个实验，学生根据选用器材的不同，设计出的方案也不尽相同，通过实验，比较出不同方案的优点和缺点。在这样的家庭化学实验中，学生可以从不同的角度、不同的层面，选择不同的器材，采用不同的方法进行设计，其中必然蕴含着对学生创新意识、创新精神和创新能力的培养。长此以往，必然能达到培养学生创新能力之目的。
　　总之，在化学实验教学中，无论是增补实验，还是改进实验，所有的出发点应是围绕学生的发展而设计，让学生在做中学、学中做，以此达到提高学生的实验能力和创新能力之目的。
　　（作者单位：双城市周家第2中学）

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