中学化学实验的初探

有教育家说：“化学实验是化学科学理论建立和发展的基础，化学学科得以迅速发展也是与使用化学实验这种研究方法直接相关的，如果学生不了解知识是怎样获得的，不能够以某种方式亲自参加科学发现的过程，就绝对无法使他充分了解现有面貌。现在的学科教学正是在这一方面失败得最为明显。”
　　
　　当前中学教学中确实存在重理论轻实验的现象。一些教师和学生认为实验不过是学习化学的辅助手段，在教学中少做或不按要求做实验，学生背实验的情况并不少见。教师和学生中流传着这样一句话：“做实验不如讲实验，看实验不如背实验。”而化学实验的真正内涵——动手，动脑，探索等却被弃之一边。在国际交流中也暴露出我国学生的突出问题就是实验动手能力差。世界范围内的教育改革都十分重视学生实验能力的培养，面对挑战，中国教育重视培养实验能力，全面提高学生素质就成为当务之急。化学实验乃是化学学科实施素质教育的最佳途径。1998年新疆化学教育学术年会的主题就是化学实验教学与素质教育，全国各地对于化学实验教学的研究和探索不断深入。下面就化学实验教学在素质教育中的作用进行论述。
　　
　　一、开发化学实验的智能价值
　　
　　化学实验现象有声，有色，有形，有味，有热，有光，丰富多变，可以全方位地刺激大脑，这是化学学科特有的，独特的刺激方式，必有其特有的智能开发价值。化学实验仪器造型独特，精致美观，符合科学原理的设计还可以感染学生，从而使学生产生对化学实验浓厚的兴趣和好奇心。只要运用得当，每个化学实验都有其智能价值。在实验中，学生观察细致，思维活跃，这种全身心投入的学习情景是在其它教学活动中少见的，还可以激发学生的求知欲。这就告诉我们，教学中对许多问题教师虽然可以用详细的叙述向学生讲得一清二楚，但这种方式常常只能用于静态的被动学习。教师应该最大限度地发挥学生的主体作用，创造条件让学生边实验，边观察，边分析，最后自己得出结论。在培养学生的创造性和探索精神中起着重要的作用。在教学中的演示实验也可以让学生来做。虽然刚开始的时候会出现一些不好的地方，但是当你跟学生纠正过后学生会记得很牢，并且会收到很好的教学效果，例如在做金属钠的实验中让学生来做，学生就会发现金属钠很软，可以用小刀来切。在整个过程中会对观察到的现象进行思考。分析原因，从而在大脑里形成复杂的思维过程。这样一来对知识的掌握就比较牢固。
　　
　　例如钠的物理性质教学：钠到底有多软，不亲自用小刀切割是无法体会的；钠的金属光泽和表面在空气中的变化因演示时距离太远也不易看清；钠与水的反应即使使用投影也没有自己动手做实验来得真切，细致，激动人心。
　　
　　二、通过化学实验开拓学生的智力思维
　　
　　如果在做实验之前，先提示学生注意现象，后让学生做，这样有利于对该实验的全面观察，但并不一定有利于培养学生全面观察的能力。正确的方法是先让学生调动所有的感官认真观察，然后相互讨论，补充，尽可能地让学生通过实验和观察自己得出结论。这样有利于培养学生分析问题的能力训练其科学的方法。
　　
　　例如钠与水反应，教师可以让学生先观察实验现象，然后启发学生根据所学过的知识来解释所观察到的实验:现象为什么钠浮在水面上？为什么钠熔成光亮的小球，并四处游动？为什么会发出“嘶嘶”的声音？为什么溶液会变红？并由此来推断反应的产物，进一步写出该反应的化学方程式。
　　
　　经验告诉我们，学生通过自己的努力和智慧，在充分尝试，历经磨难之后获得的知识比起教师的详细讲解所获得的知识留下的印象要深刻地多，运用起来也更得心应手。因为他们后期的理解经历了一个合情合理的推导过程，经历了感性，理解的交替运作，极大地增加了对大脑的刺激量，实验过程中，学生的智力活动方式也有质的变化。从机械记忆转变为理解记忆，不随意注意转变为随意注意，简单的感知转变为复杂的思维等等，促进了学生的智力活动新品质的形成，如感知的完整性和敏捷性，思维的深刻性，目的性和创造性等等。例如钠与水的反应，若不通过实验，学生只会记住钠的密度比水小、与水反应放出氢气。但具体的情况他并不知道。若通过实验则会看到钠浮在水面上、会熔成光亮的小球、在水面不停的游动并发出声音。从而从理解的角度去记忆。让学生自己做实验，他会随时注意和思考实验的原理、以及注意的事项。会注意实验过程中的各种现象，久而久之就形成习惯性的思维，每遇到一个实验都会去思考，这样一来效果就比较好。
　　
　　三、训练实验能力，培养学生实事求是的科学态度
　　
　　实验能力的发展对培养学生独立思考能力，自学能力和创造能力都有重要作用。培养实验能力还要与培养学生实事求是，尊重实验的科学态度，训练学生严格操作，细心观察的科学方法紧密结合起来。学生只有严肃认真，一丝不苟地对待每一个化学实验，才能养成良好的实验习惯，掌握正确的实验方法，形成实验能力。
　　
　　例如：关于溴与乙烯加成的演示实验，把溴水的褪色完全归因于溴与乙烯发生加成反应生成1，2—二溴乙烷，其科学性也不够严谨。事实上，即使不存在生成1，2—二溴乙烷的反应，溴水也会褪色，因为乙烯与溴水可以发生下面的反应：
　　
　　ch2=ch2 + br2 + h2o → ch2—ch2 + hbr
　　
　　 ∣ ∣
　　
　　Br OH
　　
　　这是一个可用于制备邻溴乙醇的反应，不能认为是一个可忽略的副反应。若将实验中的试剂改为溴的四氯化碳溶液，其科学性就严谨得多。
　　
　　四、化学实验作为研究性学习途径的教学策略
　　
　　在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行研究性学习，要充分挖掘化学实验在研究性学习中的功能，发挥化学实验在研究性学习中创设问题情景、验证假设或猜想等环节中的作用，研究开发探究性实验，引导学生通过实验去发现和研究解决问题的方法，在化学实验中培养学生的科学素质，实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动探究性学习的根本转变。
　　
　　1. 以化学实验创设问题情景
　　
　　探究性学习是学生在发现“问题”的情景下产生的一系列学习活动。问题激发起学生探究的欲望，问题引发了学生的探究活动。在化学学习中，除学生自主地发现问题外，教师更要通过各种途径创设问题情景，引导学生发现和提出问题。而化学实验是最形象、最生动、最直观的创设问题情景的方法之一。
　　
　　以化学实验创设问题的情景，要特别注重化学实验中学生观察和思维能力的培养。化学实验现象纷繁复杂，有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考，才能从复杂的化学实验现象中发现问题。如在进行高中化学有关“原电池”的学习时，组织学生完成“将一根铁丝和一根铜丝放入稀硫酸中，观察实验现象并与同学交流”的实验，由于铁丝和铜丝放置的位置问题，可能有些同学观察到铁丝上产生气泡，铜丝上没有气泡产生；有些同学观察铁丝和铜丝上都有气泡产生。而从观察到铁丝和铜丝上都有气泡产生，到产生“为什么铜丝上也有气泡产生”的问题，就需要敏锐的观察和深刻的思维能力。
　　
　　以化学实验创设问题情景，要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在其感到熟悉和认为有用的情景中特别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。例如在进行初中化学的关于“燃烧条件”的学习时，从实验室酒精灯的熄灭、燃烧木柴要把木柴架空、液化气灶及煤炉都留有通风口等学生非常熟悉的实验情景出发，引导学生思考，发现问题。
　　
　　以化学实验创设问题情景，要使化学实验呈现的问题处于学生的最近发展区。影响化学实验现象的因素很多，产生的化学实验现象也错综复杂。教学中要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现化学问题，使学生通过努力能够顺利地解决化学实验呈现的问题。如可用浓盐酸、浓氨水、酒精等的挥发实验来呈现构成物质的微粒是不停地运动的问题；用氯气使潮湿的有色布条褪色的实验呈现次氯酸的漂白作用的问题等，都能使学生顺利地发现和解决问题。
　　
　　充分发挥化学实验的探究功能，要不断研究开发适合于探究性学习的化学实验，要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案，因为来源于生产生活实际的实验探究性强，能极大程度的调动学生探究的主动性，使学生产强烈的探究欲望。如钢铁的锈蚀和防护、燃烧和灭火、金属的活动顺序、气体和固体物质在水中的溶解等都可以设计成很好的探究性实验。
　　
　　中学化学许多实验中都隐含着实验方法教育因素，尽可能为学生提供一种研究探索的情景，引导学生从中领悟实验的设计思想，去思考和体验科学的实验方法。化学实验与观察，测量，条件控制，数据分析，结果处理等密切地联系着，只有通过化学实验，学生才能直接地受到科学实验方法的熏陶和训练，这对学生的科学素质的提高十分有利。当学生能从科学方法角度去体会某些化学实验的设计思想时，对相关的化学知识的理解水平就可能达到更深的层次，就为培养学生的多种能力打开通道。