在化学实验教学中着力培养学生综合能力

在化学实验教学中着力培养学生综合能力摘要：如何在化学实验教学中培养学生的综合能力？文章总结分析了在化学实验教学中培养综合能力要抓住捕捉、对比、串联、改进、发散五个环节，并给出了每个环节的具体做法。关键词：实验教学；综合能力；捕捉；对比；串联；改进；发散文章编号：1008-0546（2015）03-0083-03中图分类号：G632.41文献标识码：B化学实验不仅是培养化学实验技能和化学实验能力的必要手段，也是培养学生综合能力的重要途径。科学探究是化学学习的主要方式，同时也是化学学习的重要内容。如何在化学实验教学中培养学生的综合能力的培养？笔者通过多年的实践，总结出在化学实验教学中培养综合能力要抓住捕捉、对比、串联、改进、发散五个环节。一、捕捉捕捉就是通过细心和敏锐的观察，收集到有价值的现象。但学生往往会因为不知道捕捉什么、不会捕捉或者不善于捕捉，而错失重要的观察对象，特别是重要的细节。因此，教师在平时化学实验教学活动中，要注意指导学生学会捕捉。捕捉就是要求做有心人，由于在平时的教学过程中，我们对实验操作的重要细节关注不够，导致某些能力的缺失。善于捕捉实验中的重要细节，会让实验中的某些不为人所关注的细节放大、深入，学生学习知识会更扎实有效。1. 引导学生学会捕捉重要的实验现象，实现实验的教学目标有些实验现象对于实现实验的教学目标十分重要，然而这些现象却不太明显，容易被别的更强烈的现象掩盖或干扰，严重地影响教学效果。一个熟知的例子就是镁条在空气中燃烧实验，学生往往被强烈的光焰吸引，错失对反应产物的观察。此时教师的提醒、引导是十分重要的。如果教师在引导时再多说两句：空气中不止有氧气呢，在高温下其他成分能不能跟镁反应？反应产物有没有值得关注的现象？会导致意想不到的教学效果，使教学过程更加生动、有效。2. 引导学生学会捕捉实验操作的关键点，学习实验操作指导学生关注典型操作的关键点很重要，一般讲，气体的实验室制法是学生研究物质的一个重要内容。学习气体的实验室制法，必然要学习实验的步骤，每个步骤中都存在着一些操作的关键点。例如，在实验室制取氧气时，可涉及的操作的关键点有：检查装置的气密性（关键是操作顺序）、组装装置（关键是组装的顺序）、加热（关键是利用外焰及试管口向下倾斜）、收集氧气的操作（关键是何时将导气管插入到集气瓶中）等等。再如，在做铁丝在氧气中燃烧实验时，要把握好关键性的操作：待系着的火柴将要燃尽时插入铁丝。在平时教学中，引导学生在实验中注意捕捉实验操作的关键点，组织学生讨论，逐步理解这样做的必要性及重要性，增强学生学习时思维的稳定性。有些关键性的操作一旦错了或漏了，会造成一些安全问题及不必要的麻烦，会使整个实验满盘皆输。在进行制取气体操作时，要注意一个易漏的重要操作：在装入药品后，虽然之前已证实了装置气密性的良好，务必要将橡皮塞塞紧；在做空气中氧气含量测定实验时，一定要关注操作关键点：燃烧着的燃烧匙插入集气瓶中一定要快；利用高锰酸钾制取氧气结束后，一定要先将导管移离水槽，再熄灭酒精灯；另在制取氧气时，还不能在导管口漏加棉花；做氢气燃烧的实验时，一定要验纯后再点燃，否则就会有爆炸的危险；所有这些例子都启示着我们在平时教学中要指导学生捕捉操作的关键点，学习与领会相关的操作。3. 引导学生学会做捕捉的有心人，学会有目的、有计划地观察观察是有目的、有计划的感知。只有带着适当的目的、计划进行观察，才能使捕捉富有成效。为此，教师应该重视引导学生根据已有知识经验进行预测，指导学生形成观察的程序和计划，进行必要的提醒和示范等等。在观察实验现象过程中，学生往往会出现不知如何观察，捕捉了主要现象，却又忽略了“次要”的现象，观察的随意性较大，观察过程中不善于反思，不能提出有价值的问题，对所观察的现象不能准确的描述等等。因此，教师在实验过程中应指导学生学会有目的、有计划地观察，养成良好的观察的习惯。例如，课堂演示实验或学生分组实验涉及的观察的内容较多，可指导学生从以下几个方面观察：反应中涉及的实验仪器有哪些？如何组装？实验药品有哪些？颜色和状态如何？有哪些实验步骤，如何操作？有哪些主要现象？又有哪些“次要”现象？实验后产物的状态和颜色？与预测的现象比较，有哪些异同？为什么会由现此现象？带着这些观察，学习有针对性和计划性，大大提高了学习的效率。二、对比对比是一种重要的认识方法，要做好化学实验、搞好化学实验教学，都离不开对比方法的运用。在平时的实验教学中，教师应注意指导学生学会对比，善于采用对比的方法凸显物质及其变化的异同以及实验操作的异同，指导学生从不同角度进行比较，以便于立体式、多角度地学习相关知识。1.引导学生学会进行实验的对比实验的对比包括实验物质的对比、实验装置的对比、实验条件的对比、实验现象的对比、实验操作的对比以及实验结果的对比等。通过对比，可以强化学生的有关认识，增强教学效果。例如，在学习二氧化碳与水反应生成碳酸这一化学性质时，设计三个实验：在蒸馏水滴加紫色石蕊试液；在二氧化碳气体中加入干燥的石蕊试纸；在石蕊试液中通入二氧化碳气体，通过这三个实验的对比，学生很容易得出二氧化碳与水反应生成碳酸的正确结论。通过实验的正误对比还能暴露出思维的不足与缺陷，促进学生正确地思维。例如，在氢氧化钠溶液中滴加无色的酚酞试液，再滴加盐酸溶液，溶液呈无色，要求通过设计实验证明反应后溶液中溶质的成分（是否含有盐酸），同学们设计三个实验：取反应后溶液少许，滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀，则含有盐酸；取反应后溶液少许，滴加碳酸钠溶液，若有气泡，则含有盐酸；取反应后溶液少许，滴加紫色石蕊试液，若变红色，则含有盐酸。利用这三组实验进行对比讨论，分析出盐酸检验的有效方法是检验其中的氢离子，而不能检验氯离子，因为反应生成的氯化钠中含有氯离子，从而得出正确与错误的方案。通过正误实验的分析与讨论，学生思维得以训练与锻炼。2.引导学生学会选择对比的角度学生通常会选择差别最大的现象来进行对比，这样做容易被表面现象迷惑而忽视本质性的差别。恰当的对比注重揭露本质的差别，能够做到同中求异、异中求同。例如，在学习氧气的化学性质时，会选择对比实验，通过设计硫在氧气中与硫在空气中燃烧的对比实验，引导学生不仅从现象上进行对比，更要引导学生深入问题的本质，探求造成此现象的根本原因：氧气的浓度是造成燃烧现象不同的关键性因素，通过引导选择对比的角度，让学生学会从实验中探求问题的本质。3. 引导学生从多角度进行对比有些对象之间的差别士多方面的，不仅仅在于某一个方面。这时，引导学生从多面进行对比是必要的，有利于全面地认识对象以及它们之间的差别。例如，实验室制取氧气通采用电解水、过氧化氢溶液与二氧化锰反应、加热氧化汞等方法，若要实验探究最佳方案，可以从操作的简便性对比，也可以从安全性、经济性等角度对比，最后综合决定最佳方案。4. 引导学生学会做对比实验所谓对比实验是指由两个或两个以上实验组成实验组，通过对结果的比较分析来探究各种因素与实验对象关系的实验。对比实验是科学探究中的有力手段和一种重要实验类型，教师应该重视引导学生逐步学会做对比实验。通过对比实验，可找到实验方案的合理性。例如，在实验室制取二氧化碳时，首先确定实验室制取二氧化碳的药品，可指导学生设计四个对比实验：石灰石与稀盐酸的反应，石灰石与稀硫酸的反应，碳酸钠与稀盐酸的反应，石灰石与浓盐酸的反应，通过实验现象的观察与分析，找出合理的实验方案。三、串联串联就是加强化学实验内容的整合，挖掘出知识之间的内在联系，形成有一定逻辑结构的新知识，加强有关技能、科学方法与能力的整合。为此，在平时的实验教学中应加强逻辑思维的培养与训练，丰富学生的想像力、推理能力。1. 注意知识的串联整合很多的化学实验操作会涉及很多学科间的知识，这有必要在平时教学中渗透学科间相关知识的串联，形成综合能力。例如，在课本中铁生锈时现象为：红墨水沿导管上升，可串联物理中的压强知识；制取气体的装置气密性检查也要串联物理中压强知识，分析全国范围内铁的生锈的难易问题，要串联有关地理的知识等等。2. 注意技能、方法的串联整合在化学实验教与学的过程中，常涉及的技能有：操作技能、语言表达技能、书面表达技能、肢体动作技能等；学习方法有：观察法、归纳法、对比实验法、控制变量法、推理演绎法等，有时在进行某一具体的化学实验探究时，需要多种技能、方法的串联整合。例如，指导实验时，可采用边操作边介绍实验的要点及注意点，实验过程中还运用肢体动作帮助理解操作的难点等，这样可使学习者多角度、多层次地从实验中获得有价值的知识；又如，学习实验时，观察法是基础，归纳法往往是在观察的基础上对所学的知识加以整合，有时为获得正确的结论，还应设计对比实验，通过控制相关变量，有效推理，与所观察到的现象进行对比，综合判断得出有关结论。实验学习的过程，不应是单一的某技能、方法的渗透过程，而应是多种技能、方法的有机结合，这样，学习会达到一举几得的效果。3. 注意能力的串联整合在实验教学中常培养的能力有：观察能力、分析能力、归纳能力、概括能力、分类能力、迁移能力、对比能力、操作能力、语言表达能力等，注重各种能力的串联整合，培养学生综合能力，提高学生的综合素养。例如，常见的一类问题：设计实验鉴别几种典型物质，在指导设计实验方案时，首先，应指导学生分析这几种物质典型的性质，比较它们性质的异同，有时鉴别时需要进行物质的分类，然后根据性质选择鉴别的化学试剂。其次，在进行操作时，应指导学生通过有效观察、迁移知识、对比分析，找出待鉴别的物质。实验教学中，注重能力的串联整合是符合能力教学要求的。四、改进改进是指在化学实验教学中，对实验的要素进行再思考，使之更完善。在实验教与学的过程中，往往涉及实验原理的改进、实验装置的改进、实验操作的改进等等。1. 改进实验原理实验原理是实验的依据与根本，它体现了实验的科学性，教材中常涉及实验室制取气体的原理，沪教版的教材内容经过多次修订，其中就涉及实验室制取气体原理的改进。例如，氧气的实验室制取方法由传统的加热氯酸钾改为现行的加热高锰酸钾，就因为氯酸钾在制取氧气的过程中存在诸多不利因素（反应物安全性差、副反应多、有污染性气体产生等），改进之后，使得实验原理更准确。在实验教学中，指导学生对实验原理质疑，提出更合理的实验原理。2. 改进实验装置实验装置的改进必须遵循实验的现象更加明显、实验步骤更简洁、对环境的影响更小、实验结果误差更小等等。在平时的教学中指导学生围绕以上方面展开讨论，就原有的实验装置思考如何改进更合理。诸例如，在设计空气中氧气中含量测量的实验时，要考虑到实验一些因素（插入过慢，气体逸出）造成实验误差及磷污染等实际情况，思考改进实验装置；同样磷燃烧验证燃烧条件实验中，也会存实验误差与污染问题，也要改进实验装置，使之更合理。3. 改进实验操作在化学实验中，改进实验操作主要目的是使之更简洁、有效，主要表现为：将多步操作并为一步操作；将操作的要点进行变更；将操作的顺序进行调整。例如，在设计实验验证铁、铜、银的金属活动性顺序时，同学常进行三组实验：（1）铁、铜、银分别与稀盐酸反应；（2）铁与硫酸铜溶液的反应；（3）铜与硝酸银溶液的反应，此时可引导学生改进实验操作，使之更有效，可选择铁、银和硫酸铜溶液或硫酸亚铁溶液、硝酸银溶液和铜，这样只要进行两个对比实验，这样的操作更有简洁了，也更实效了。五、发散发散是一种创新型能力，它在实际学习中表现为无一定方向与范围，不墨守成规，主动积极地由已知探求未知的能力，具有很大的主动性和创造性，这种能力的培养能极大地激发学生求知的热情。在实验教学中，特别是在科学探究部分更能培养与锻炼学生的发散能力。1. 指导发散，提出更有价值的问题伟大的发明在于提出有价值的问题。在平时的化学教与学过程中，可指导学生从已有的认知水平出发，合理迁移所学知识，大胆提出有价值问题。例如，在做微粒之间存在间隙实验时，若先注入一半体积的酒精，再注入一半体积的水，充分混合后现象不明显，此时教师可通过启发、引导学生思考，提出一些有价值的问题：现象不明显与什么因素有关？如何理解？做此实验时还应注意哪些问题？2. 指导发散，作出多种假设与猜想在实验过程中，对某一问题作出各种假设是得出正确结论的重要一环，当然，教者应合理指导学生发散，作出有意义的假设。例如，在验证微粒运动实验教学时，氨水与酚酞并没有接触，用一个大烧杯罩在一起时，发现酚酞试液也变红了，这时可引导作出假设，是哪些因素导致酚酞试液变红呢？指导学生从酚酞所处的环境（空气中氧气）、它接触的物质（大烧杯、水）、物质的特性（浓氨水的挥发性）等因素展开思考，学生们就会作出一系列假设，再引导学生分析、实验验证解决问题。3. 指导发散，设计切实可行的实验方案实验方案的设计是科学探究的核心与灵魂，实验方案的合理性往往涉及实验原理是否正确、实验操作是否简便、实验方案是否安全、实验原料是否价廉、对环境是否造成污染等等，教者可指导学生从中优化组合，选出切实可行的实验方案。4. 指导发散，得出新的实验结论实验结论的得出，是一个综合能力的体现，结论的得出往往经过多个不同阶段或不同角度的实验结论的讨论与整合，结论的正确与否关键是结论是否有价值、有意义、有针对性，教者可组织学生进行讨论、找出共性的内容，整合得出实验的结论。在化学实验教学中培养学生综合能力是一个复杂而集智慧的过程，只要我们广大的化学教学工作者善于思考，不断反思、总结，想点子、找方法，形成思路，寻找有效策略，那我们的教学才更有意义与价值。参考文献1 中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准（2011年版）S.北京：北京师范大学出版社，20122 鲁向阳.上教版九年级化学教材修订解读J.化学教学，2013，（1）：11-13