学生能力培养与实验教学

唐仁才

（遵义县团溪镇中学 贵州 遵义563100）

化学是一门以实验为基础，研究物质结构、组成，性质与变化，制取和用途的自然科学。实验是培养学生的动手能力、观察能力、思考能力、表达能力、认知能力、合作能力、探究能力等多种能力的重要途径。

实验是科学探究的重要手段，学生的探究活动过程当中是否充分发挥了教师的指导作用，这将直接影响到探究活动的效果。在实验教学中，教师指导学生观察实验应是适时的、必要的、谨慎的、有效的指导，使学生集中注意、深入思考、发展思维能力、迅速掌握实验操作要领，在探究中获得新知，并进而逐渐养成进行化学实验研究所必需的科学态度和方法。

科学探究主要指学生从问题或任务出发，积极主动的通过形式多样的活动获取知识、发展技能、培养情感体验为目的的学习方式。让学生在学习中自然而然地去发现问题、分析问题、解决问题，从而形成探究能力。那么怎样在实验中培养学生的综合能力呢？在教学中和教研活动中得出以下几个观点：

一、设计趣味实验，培养求知欲望

学源于思，思源于疑，伟大的物理学家爱因斯坦说：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”著名主持人王志也曾说过：“质疑是到达真相的捷径。”化学课堂中想方设法创设问题情境，促使学生共入质疑、解疑境界，是培养学生科学探究真理的有效途径之一，也是新形势下促进学生学习方式转变的有效方法之一，同时也是兴趣教学的重要途径之一。

例如，在学习物质燃烧的时候，我补充了一个生动有趣的实验，即“水能生火”的实验。向包有过氧化钠粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉立即燃烧起来，大家顿生疑惑和好奇，纷纷猜测和疑问，于是同学的探究欲望油然而生。

同学们就大胆提出问题：过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？

同时也提出了如下猜想：1、可能有什么气体产生?2、该反应是( )反应，反应后达到了脱脂棉的( )。然后根据右图进行实验，如图：实验探究：1、打开分液漏斗活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近A处，木条复燃，说明有( )生成。2、实验中，还可以观察到伸入到烧杯中的导管口有气泡冒出，说明( )

通过上生动有趣的探究实验，大家理解并深刻认识了物质燃烧的条件。再如在大家理解并深刻认识了物质燃烧的条件后让他们思考：为什么向燃着的木炭吹气木炭会燃烧更旺，而向燃着的蜡烛吹气反而蜡烛会熄灭呢？

俗话说“水火不相容”，这是大家都知道的科学常识。那么，“水”中怎么会闪火花呢？你想知道其中的奥秘吗？让我们一起做个实验吧！

在一支干净的试管里，注入7~8毫升纯酒精，然后再慢慢地注入5毫开左右的浓硫酸，因为浓硫酸的比重大，因此浓硫酸在试管中处在下层，酒精浮在上层。然后取5~6粒小颗粒状的高猛酸钾晶体放进试管里，颗粒状高锰酸钾会慢慢下沉，过一会儿你就会看到“水”中的一番奇景：试管里两层液体的中间出现一闪一亮的火花，还会听到轻微的响声哩。这个实验如在暗处或夜晚来做，那火花更好看。

“水”中闪火花的奥秘在于高锰酸钾是一种强的氧化剂，它能与浓硫酸起化学反应，生成氧气，同时放出大量的热。酒精是易燃物质，遇到氧气又达到了一定的温度就会燃烧，于是在液体中出现了一闪一亮的奇特火花。

学生的好奇心是形成探究欲望的一个重要元素。而探究欲望的不断强化又为学生产生好奇心打下了良好的心理基础。化学是一门以实验为基础的学科，神奇的实验变化和鲜活的实验现象能有效地激起思维的新刺激，引发学生注意力地迁移，从而产生探究的愿望和动机。因此，在教学过程中，教师可利用丰富多彩的化学实验，为学生创设一个引人人胜的情境，引发学生的学习兴趣，激发学生的探索欲望。

二、培养人格，激励立志

品质和志向的养成不是一朝一夕之功，需要在实践中通过多层面、多维度、多棱角对学生开展和实施品质和志向的养成教育。在教学中可依托课本为平台，根据教材中相关内容讲述一些科学家发明创造的故事，介绍当今世界化学科学研究前沿和面临的主要困难，以及化学在工业、农业、国防、医疗、环保、日常生活等方面的应用，使学生领悟到科学家研究自然科学而进行的多次实验探究，从而激励学生养成勇于创新、敢于探索的志向和顽强的学习毅力。

例如：初三教材中介绍英国学家雷利和著名物理学家卢瑟福的著名科学探究事迹。1892年，英国学家雷利在实验中通过发现一个微小的差异，契而不舍，与英国科学家拉姆赛合作，通过多次实验，终于发现空气中还存在着稀有气体中的一种一氩气。1911年，著名科学家卢瑟福，通过a粒子轰击金箔实验得出原子是由原子核和核外电子构成的，原子核外是一个很大空间等原子有关内容。初三化学教材介绍了著名化学家侯德榜为了发展我国的民族工业，打破当时西方国家对制碱技术的垄断，于1921年毅然回国开发和研制制碱工艺。他全身心地扑在制碱工艺和设备的改进上，最后终于探索出具有一套自主研发的成熟的候氏制碱法技术，这在当时轰动海内外。同时，1926年，生产的红三角牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。结合教材的图文并茂加以介绍，将极大的增强学生为人类的进步勇于献身的科学精神和探究的顽强意志。从而培养学生实事求是、勤奋严谨的科学品格，为培养学生探究品质夯实基础。

三、营造和谐气氛，培养自主意识

教师为辅，学生为主的教学方式打破了传统封闭式以讲授、灌输为主的教学模式，学生变成了课堂的主人，积极地参与到课堂中的合作、探究等活动，课堂中呈现的是一个师生、生生、生师互动的多元教学方式，改变了传统课堂中教师的中心地位，教师不再是一个纯粹的传道、授业、解惑的教书匠，打破了传统的一言堂的教学方式。探究式教学，努力倡树和引导学生自主研讨，鼓励他们求异创新，主动构建自己的知识体系，倡导并鼓励学生对老师的观点提出异议，允许学生与教师相互讨论及学生之间的多向信息交流，营造一个宽松的教学氛围，为学生养成探究意识奠定基础。例如：在讲“空气中氧气含量的测定”实验中。

我们又补充了一个实验（如图所示）教师先是把广口瓶的容积分成五等份，然后再做实验。最后得出空气中氧气的含量约占空气体积的1/5的结论。为此有的同学提出异议：“既然我们要测空气中氧气的含量，但我们并不知道空气中氧气约占空气体积的1/5，而为什么做实验时我们一定要先把广口瓶的容积分成五等份呢？分成八等份、十等份不行吗？”这个问题的提出，让我非常吃惊，我高度的赞扬了这个学生敢于怀疑，敢于探究的精神，同时我也号召同学先做实验，然后再测量进入广口瓶中水的体积占整个广口瓶的几分之几。结果取得了很好的效果，学生的探究意识得到了很好的培养。

在上述讨论的基础上，我又适时的对学生加以点拔，设置了如下问题：

1、红磷为什么要过量？

2、为什么进入集气瓶中的体积大约是1/57剩余的气体有哪些性质？

3、请同学们相互讨论，进入集气瓶中水的体积不同，同学之间产生差异的原因可能有哪些？

在这种宽松民主的教学气氛和问题层层环生的设置下，学生大脑得以放松，思维得以激活，个性得以张扬，探究力得以培养。

为了继续引发同学的探究兴致，我又深一层地设置了探究内容，做到了层层深入，环环相扣。

根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，有些同学认为可用木条燃烧产生的木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按图装置进行实验。

某同学检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。经过认真分析，发现实验失败的原因是( )。

1、某同学将集气瓶中的细沙改为一种溶液，重复上述实验，有倒吸现象，写出能体现该溶液作用的化学方程式( )，个别同学还发现倒吸的水量未达到集气瓶内原剩余容积的1/5。原因可能是( )

2、经过上述探究过程后同学认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是( )。

宽松民主的教学氛围是课堂中问题情境设置得以顺利实施的润滑剂。给学生宽松的学习氛围，尊重学生的主体地位，可以有效地唤醒学生的主体意识，是培养学生探究意识的关键所在。《学会生存》一书中说：“现在，教师的职责是越来越少地传递知识，而越来越多地激励学生探究与思考；除了他正式职能以外，他越来越成为一位顾问，一位交换意见的参加者，一位帮助发现矛盾观点而不是拿出现成真理的人。”把更多课堂时间还给学生，激励学生对教材，对老师发出挑战，也允许学生出错，并让他们知道错误的来源和预防，老师不仅要宽容还要想方设法让错误变得”美丽”。鼓励学生独树一帜，标新立异，从而激发学生内在的快感和动机，这样由思到疑，再由疑到辩，掌握科学的学习方法，变原来的被动学为主动学，逐步形成自我探究、合作学习的良好学习习惯。

四、灵活结合教材，培养拓展能力

教材是学生获取知识的基础载体。因此如何灵活运用教材对知识拓展能力的培养也就起到了关键的作用。

（一）、培养想像能力

爱因斯坦说：“想像力比知识更重要”。可见，想像力对于学生形成拓展能力具有积极的作用。

1、有意识让学生联想。讲到硬水的软化时，联想到水壶为什么易起水垢？烧水的锅炉为什么要经常清洗？如不及时清洗会有哪些后果？为什么不能用过量的酸去清洗？联想让学生学会了知识的运用和迁移。

2、鼓励学生猜想、幻想。如讲到用a粒子轰击金箔时这样的实验时，鼓励学生猜想为什么a粒子会出现三种运动现象？讲到原子的结构时，为什么电子受到核的吸引，不掉进原子核内而在核周围不停地高速运动。原子内部有带电的微粒而为什么整个原子却不显电性？在教学过程中，对于学生的猜想和质疑，老师要加以肯定、称赞和鼓励。”提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。

3、在将二氧化碳气体通入滴有紫色石蕊试液中，溶液为什么会变红，再给溶液加热时，溶液为何又变成紫色？让学生想象现象和本质的区别。

因此，在教学中要进行一题多解的训练，学会从不同方向不同角度去思考，冲破“思维定势”的束缚。例如，将一个铝制的盛饮料的易拉罐内充满氯化氢气体，然后向罐内注入水，立即用胶布将罐口密封，反应一段时间后可能出现的现象是什么？一般学生只分析到氯化氢溶于水后罐内压强减小，最后得出一个易拉罐内凹变瘪的现象。而忽视了容器本身”铝”与氯化氢水溶液盐酸会发生反应最后会生成氢气，因此漏了“瘪了的罐重新又鼓起来的现象”。

（二）、培养观察能力、实践能力

观察能力、实践能力是形成学习能力的重要部分。精确系统的观察是一切科学实验、科学新发现的基础。实践能力是实现探究的桥梁。培养这两方面能力，要加强和补充课堂演示实验，要让学生有体验的过程。例如：初三教材中在讲到物质燃烧的条件时，没有明确的实验进行验证和说明，教师可补充三个对照实验，通过三个对比实验得出物质燃烧的结论。如图：

由于在学生的头脑中有一思维定势：水能灭火，因此水火不相容。所以学生便会产生一种错误的认识“白磷在水中不会燃烧”。所以等铜片上的白磷燃烧后，教师适时设疑：如果我用一导气管将氧气通人沸水中与白磷接触，白磷是否会燃烧起来呢？（学生都会认为不会）。这时用一导气管将氧气通入沸水中与白磷接触，同学们就能看到白磷在水中燃烧起来。这样不仅使学生能够正确地理解知识，而且延伸了探索过程。你能不用火柴，而是用一根玻璃棒将酒精灯点燃么？实验方法：取少量高锰酸钾晶体放在表面皿（或玻璃片）上，在高锰酸钾上滴2、3滴浓硫酸，用玻璃棒蘸取后，去接触酒精灯的灯芯，酒精灯立刻就被点着了。

学校研究性学习小组，以一工厂生产过程中产生的废弃物“红色铁泥”为研究对象，探究红色物质的成分，请你参与他们的活动。

[小组讨论]

甲观点：红色物质是铜；乙观点：红色物质是氧化铁；丙观点：红色物质是氢氧化铁；丁观点：红色物质是氧化铁和氢氧化铁的混合物。

[查阅资料]

该厂“红色铁泥”主要是生产过程中使用铁触媒（一种催化剂）后的废弃物，除红色物质外，还含有通常不与酸、碱和氧气反应的物质。氢氧化铁受热易分解

[提出假设]

乙、丙、丁三种观点存在合理性

[实验验证]

I取适量“红色铁泥”晒干，称量其质量为1mg

Ⅱ将”红色铁泥”置于坩埚中充分加热并在干燥器中冷却后，称量其质量为2mg

请回答下列问题：

(1)当m1= m2时，则红色物质为( )。

(2)当m1>m2>160m1/214时，则“红色铁泥”中一定含有氧化铁吗？（填写“一定”或“不一定”），理由是( )。

(3)假定“红色铁泥”中”红色物质是氢氧化铁”，请写出回收“红色铁泥”中的铁元素制得“铁红”（化学式为Fe203，是红色油漆的重要原料）过程中的化学方程式：

①( )；②( )；③( )。

因此，在教学实践中要不断地进行探究实验地强化和训练，引领学生学会从不同方向不同角度去思考、去探究，冲破“思维定势”的束缚，在课堂实验中，要给学生留有“空白”和“开发区”，要让学生沿着知识的原点摸索知识的生长点，要让学生去探究、去创新，锤炼他们的探究力、创造力、实践力。

探究能力是学生终身发展的基础，是培养探究型人才的前提，著名学者陶行知曾经说过：“解放孩子的头脑，使之能想；解放孩子的双手，使之能干；解放孩子的眼睛，使之能看；解放孩子的嘴巴，使之能讲。”美国也有这样一句谚语：“告诉我，我会忘记，做给我看，我会记得，让我亲做，我才懂得。”我想“解放孩子们的学习，就应该使之会动脑、会思考、会说话、会学习、会探究”，就要让他们的双手在课堂上动起来，让他们的眼睛在课堂上能够亮起来，让他们的嘴巴在课堂上能够响起来！只要教师在课堂上采取有效的方式方法，开放自已的教学理念，有意识的培养学生的探究意识和探究能力，在不久的将来就会涌现出许许多多的探究型人才来。