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中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練
中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練
廣東省順德市第一中學(xué)特級教師 李開祥
中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱強(qiáng)調(diào)指出：“化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。實驗教學(xué)可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，理解和鞏固化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生能觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題，初步掌握一些常用的化學(xué)實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。因此，加強(qiáng)實驗教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)，也是評價教學(xué)質(zhì)量的一個重要方面�！� 近幾年來，提高化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量越來越受到人們的重視，但實驗教學(xué)仍然是化學(xué)教育中薄弱的一環(huán)。究其原因，除了部分學(xué)校和教師對實驗教學(xué)不夠重視和實驗條件缺乏之外，實驗教學(xué)過程中忽視必要的嚴(yán)格的思維訓(xùn)練，也是重要的因素。筆者認(rèn)為：在具備必需的實驗設(shè)備和條件之后，提高化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵在于—— 必須強(qiáng)化實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練 為什么應(yīng)當(dāng)在化學(xué)實驗教學(xué)中強(qiáng)化思維訓(xùn)練呢？ 第一，這是掌握化學(xué)科學(xué)知識的需要。 化學(xué)實驗既是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，又是掌握化學(xué)知識規(guī)律的入門的向?qū)Ш褪侄巍W(xué)生從實驗事實出發(fā)，形成化學(xué)概念，上升為化學(xué)規(guī)律，進(jìn)而編織知識網(wǎng)絡(luò)，建筑知識架構(gòu)，非經(jīng)過由表及里、由此及彼、去粗取精、去偽存真的思維過程，由感性上升至理性不可。因此，教師在化學(xué)實驗教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)適時引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實驗觀察過程，激發(fā)思維活動，實現(xiàn)感性階段向理性階段的飛躍。 第二，這是學(xué)習(xí)活動的需要。 化學(xué)實驗活動是學(xué)生學(xué)習(xí)活動的重要組成部分。學(xué)習(xí)活動的核心成分是思維。中學(xué)基礎(chǔ)教育階段思維訓(xùn)練的重點應(yīng)放在思維品質(zhì)──獨立性、整體性、邏輯性、精密性、發(fā)散性和敏捷性等的形成與鍛煉上。而化學(xué)實驗活動的過程，自始至終都充滿著培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生上述多種思維品質(zhì)的契機(jī)�；瘜W(xué)教師如果沒有引導(dǎo)學(xué)生在實驗教學(xué)中有效地把握這些契機(jī)，是教學(xué)的嚴(yán)重失職。 第三，這是素質(zhì)教育的需要。 化學(xué)實驗教學(xué)是化學(xué)科學(xué)素質(zhì)教育的有機(jī)組成部分，正如著名化學(xué)家戴安邦先生指出的：“化學(xué)實驗教學(xué)是實施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式”。培養(yǎng)化學(xué)科學(xué)素質(zhì)應(yīng)把著力點放在實驗功能的開發(fā)上。筆者十分贊賞重慶市知名化學(xué)特級教師王作民先生把化學(xué)實驗功能凝煉成“獲知、激趣、求真、循理、育德”的十字概括，因為通過化學(xué)實驗教學(xué)，應(yīng)當(dāng)也可能使學(xué)生在知識、能力、品格各方面得到綜合提高，而它們的獲取與提高，離不開思維的訓(xùn)練。 事實是，由于“應(yīng)試教育”颶風(fēng)的吹襲，也由于不少師生對實驗活動里思維訓(xùn)練的忽視，國內(nèi)不少中學(xué)的化學(xué)實驗教學(xué)出現(xiàn)許多大家司空見慣卻又不能容忍的現(xiàn)象：有的教師指導(dǎo)學(xué)生觀察或動手實驗，只求機(jī)械記憶儀器名稱、實驗步驟、現(xiàn)象要點之１、２、３、４……，把生動活潑的實驗活動，變成僵死呆板的條條，而忽略了誘導(dǎo)學(xué)生把在實驗觀察時激發(fā)起來的興奮中心，及時轉(zhuǎn)移到透過現(xiàn)象認(rèn)識變化的原理和實質(zhì)上來；有的學(xué)生對于課堂曾觀察過乃至自己動手做過的化學(xué)實驗，在腦海里留下的僅是一片空白，毫無印象；有的學(xué)生靠死記硬背對付實驗問題，往往“張冠李戴”；有的學(xué)生做實驗時求應(yīng)付，走過場，未曾動手，就已經(jīng)按課本所述，先填好實驗報告的“正確結(jié)論”……。凡此種種，不正說明了實驗教學(xué)欠缺思維訓(xùn)練的嚴(yán)重性么！ 應(yīng)當(dāng)怎樣克服上述不良現(xiàn)象，切實加強(qiáng)實驗教學(xué)的思維訓(xùn)練呢? 這先得全面了解一下化學(xué)實驗思維訓(xùn)練的基本內(nèi)容。筆者認(rèn)為，重點是—— 圍繞實驗的“三大原理”引導(dǎo)學(xué)生展開思維活動 化學(xué)實驗理論的主體內(nèi)容，可概括為⑴實驗原理；⑵裝置原理；⑶操作原理。教師應(yīng)當(dāng)在具體的化學(xué)實驗教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生圍繞對上述“三大原理”的探索、理解和辨析，自始至終滲透著思維訓(xùn)練活動。 首先，是實驗原理的思維訓(xùn)練。 “實驗原理”即反應(yīng)原理，指的是每個具體的化學(xué)實驗，反映了或說明了或推斷了什么樣的物質(zhì)發(fā)生何種變化的理論。可以圍繞如下的角度引發(fā)學(xué)生思考： �。保兓瘜嵸|(zhì)──什么化學(xué)物質(zhì)（有時還應(yīng)進(jìn)一步分析為什么要選用這些物質(zhì)）？ 發(fā)生什么特征、屬何類型的變化？得到什么結(jié)果？為何會得到此結(jié)果？ ２．定量關(guān)系──反應(yīng)物之間采用怎樣的物質(zhì)的量（或質(zhì)量、或體積、或微粒數(shù)目）的關(guān)系？為什么要采取此種定量或過量關(guān)系？ ３．反應(yīng)條件──實驗時應(yīng)選擇怎樣的物質(zhì)狀態(tài)、變化溫度、壓強(qiáng)或催化劑條件？ 為何要選擇這樣的條件？ 其次，是裝置原理的思維訓(xùn)練。 “裝置原理”指的是為了達(dá)到某個具體實驗的目的，應(yīng)當(dāng)選用何種儀器、設(shè)備，采用何種組合、聯(lián)接方式的道理。可以圍繞如下角度引發(fā)學(xué)生思考: �。保畠x器選用──根據(jù)實驗原理，對特定的反應(yīng)物或生成物，應(yīng)選用哪種量取、混合、反應(yīng)、加熱、除雜、干燥、檢驗、收集、吸收、分離、緩沖（安全）的儀器？為何選用這些儀器更適宜？ �。玻涮捉M合──根據(jù)實驗需要，選用的儀器之間，大小、規(guī)格應(yīng)怎樣協(xié)調(diào)、搭配？如若不這樣組合會出現(xiàn)什么弊端？能否作某種調(diào)換或代用？ �。常B接順序──為達(dá)到良好效果，選用的儀器應(yīng)采取怎樣連接的位置順序和安裝與拆除的先后順序？為什么要安排這種順序？不遵循此順序會帶來什么不良后果？ 再次，是操作原理的思維訓(xùn)練。 “操作原理”指的是根據(jù)具體的實驗?zāi)康暮蛢x器，進(jìn)行實驗操作活動的理由�？梢試@如下角度引發(fā)學(xué)生思考: �。保僮鞑襟E──為達(dá)某一實驗?zāi)康模瑧?yīng)當(dāng)經(jīng)過哪些操作步驟？這些步驟先后順序如何確定？為什么要經(jīng)過這些步驟？為什么要安排這種順序？省略或調(diào)動某些步驟會有什么影響？ ２．注意事項──實施某個實驗步驟時應(yīng)注意做什么或不能做什么？原因何在？ ３．安全措施──實驗過程可能會出現(xiàn)什么不安全的事故？如何防范？萬一出現(xiàn)事故應(yīng)如何處置？依據(jù)何在？ 應(yīng)當(dāng)說明的是：上列種種圍繞“三大原理”引發(fā)學(xué)生展開思維活動的角度，是從化學(xué)實驗教學(xué)的整體來闡述的，實際上，對于某一具體的化學(xué)實驗活動，既沒有必要也不可能面面俱到，而只需從教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生水準(zhǔn)的實際出發(fā)，抓住某些側(cè)重點展開思維訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生從某些典型的實驗探索入手，上升到一般性、規(guī)律性的認(rèn)識，逐步提高學(xué)生思維品質(zhì)的層次。 那么，怎樣圍繞上述“三大原理”的教與學(xué)，來強(qiáng)化學(xué)生的思維品質(zhì)呢？筆者提出如下思維訓(xùn)練引導(dǎo)過程—— 值得注意的問題
其一，挖掘啟發(fā)思維的因素。 現(xiàn)行化學(xué)教材對每個具體的化學(xué)實驗，一般都是采用操作步驟介紹性的敘述，缺乏對學(xué)生思考的激發(fā)和引導(dǎo)。因此，教師備課時要善于透過課本里敘述性的文字，將隱含在其中的“三大原理”的因素挖掘出來，設(shè)計層層激發(fā)學(xué)生思考的問題，誘導(dǎo)他們研討探究。例如，即使象初中化學(xué)“用簡易裝置制氫氣”這樣的簡單實驗，也可以設(shè)計出系列啟發(fā)學(xué)生分析原理的思考題，請看下表： 其二，養(yǎng)成細(xì)心觀察的習(xí)慣。 一般說來，學(xué)生對化學(xué)實驗都頗有興趣，但往往只是好奇心驅(qū)使所致，由于觀察實驗時目的性不明確，不善于集中注意力于那些關(guān)鍵設(shè)備的主要現(xiàn)象，加之演示實驗時儀器小而教室范圍寬、學(xué)生多，所以他們觀察實驗并不準(zhǔn)確。為此，在可能條件下，教師宜改演示實驗成并進(jìn)實驗，或借助ＣＡＩ軟件或ＶＣＤ光盤、錄相帶等播放實驗錄像，盡可能結(jié)合并進(jìn)實驗或錄像播放，穿插圍繞“三大原理”的系列思考題，引導(dǎo)學(xué)生有針對性地思考，展開思維訓(xùn)練活動。 其三，堅持實事求是的態(tài)度。 教師在組織學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗活動中，為了避免學(xué)生先入為主，想當(dāng)然，走過場，要提倡學(xué)生養(yǎng)成據(jù)實完成實驗報告的良好習(xí)慣，即使實驗失敗或出現(xiàn)異常，也要按的觀察的實情填報實驗現(xiàn)象和結(jié)果，然后及時分析失敗或異常的原因，從分析原因的過程中鍛煉思維。例如，學(xué)生做“乙醛滴進(jìn)新制氫氧化銅懸濁液加熱”的實驗，按理應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)美麗的桔黃色最后呈磚紅色沉淀，但有的學(xué)生卻得到深棕色乃至黑色的沉淀。在這種情況下，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生據(jù)實填答沉淀顏色，并通過討論分析原因：有的是滴加乙醛用量不足，有的是加乙醛沒有搖勻，加熱過猛造成乙醛揮發(fā)，結(jié)果氫氧化銅過量，稍高溫度時便分解成黑色氧化銅，混雜在其中，掩蓋了氧化亞銅的磚紅色。于是學(xué)生從分析原因中得到了思維訓(xùn)練，也提高了對反應(yīng)物適當(dāng)用量和控制條件對實驗成敗影響的認(rèn)識。 其四，運用典型實驗導(dǎo)思。 為了提高化學(xué)實驗教學(xué)中思維訓(xùn)練的效能，教師應(yīng)當(dāng)借助典型的化學(xué)實驗來誘導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的思維活動，這主要從三個方面著手：一是教師宏觀地把握大綱、教材的整體，作出不同年級將通過哪些典型實驗對學(xué)生進(jìn)行哪些方面思維訓(xùn)練的規(guī)劃，分階段、分層次實施；二是激發(fā)學(xué)習(xí)者的主觀能動作用，將教材規(guī)定的某些演示實驗或?qū)W生實驗，改為實驗設(shè)計或?qū)嶒灹?xí)題，讓學(xué)生根據(jù)實驗要求自己提出實施方案，以提高其創(chuàng)造性思維的能力；三是選用一些“高考”或“中考”試卷的典型綜合實驗題，指導(dǎo)學(xué)生解題，乃至跟動手實驗結(jié)合起來訓(xùn)練，中學(xué)教材和歷屆高、中考試題，不乏優(yōu)秀的典型化學(xué)實驗題型，如氫氣、氯氣、硫化氫、二氧化硫、氨氣、乙烯等的制取與系列性質(zhì)實驗，對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力頗有作用。就以１９９７年全國高考化學(xué)試卷里制取二溴乙烷的２８題來說，其實驗、裝置、操作原理，早在高二《化學(xué)（必修本）》第四章“乙烯”一節(jié)中就應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞值膶W(xué)習(xí)和訓(xùn)練，通過制取乙烯及其性質(zhì)檢驗，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考討論如下問題： �、艑嶒炇抑埔蚁┯檬裁丛噭�？通過什么類型的反應(yīng)制得乙烯？ �、茖嶒炇矣弥坡葰獾难b置改為制乙烯氣，有什么變動？為什么制乙烯氣不需用分液漏斗而改用溫度計？為什么反應(yīng)器內(nèi)要放一些碎瓷片或玻片？ �、菫槭裁捶磻�(yīng)要迅速升至１７０℃左右？加熱一定時間后，反應(yīng)液為何會變黑？ �、葘a(chǎn)生的氣體經(jīng)過裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶洗滌，除去什么雜質(zhì)氣？這些雜質(zhì)氣是如何產(chǎn)生的？ ⑸將乙烯分別通過高錳酸鉀溶液和溴水都會褪色，兩者原理有何不同? �、嗜绻蠚猱a(chǎn)生乙烯通入溴水是為了制得二溴乙烷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所消耗原料試劑的用量大大超過所得產(chǎn)物，可能是哪些原因造成的? ⑺空氣里點燃產(chǎn)生的乙烯氣體與點燃甲烷氣體，它們火焰的現(xiàn)象不同，原因何在? 如果上述問題早在進(jìn)行乙烯的實驗教學(xué)過程中就已通過思維訓(xùn)練逐步解決，那么，解答１９９７年 中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練高考化學(xué)試卷２８題，應(yīng)當(dāng)是水到渠成的事情。 其五，聯(lián)系社會生活的實際。 中學(xué)生學(xué)習(xí)各門學(xué)科的根本目的，是提高素質(zhì)、改造自然、服務(wù)社會，作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)和重要組成部分的實驗活動也不例外。因此，除了課堂實驗教學(xué)要重視學(xué)生的思維訓(xùn)練，以提高實驗教學(xué)質(zhì)量外，還要倡導(dǎo)學(xué)生配合課內(nèi)學(xué)習(xí)，在課外日常生活中，開展力所能及的化學(xué)小實驗和解釋社會生產(chǎn)、生活中的某些化學(xué)現(xiàn)象，例如對土壤成分的檢測，對大氣、水質(zhì)成分的分析及污染、防治的調(diào)查，對鋼鐵銹蝕及保護(hù)的認(rèn)識；對建筑、合成材料的性能和應(yīng)用的了解……。通過這些實驗和調(diào)查活動，運用化學(xué)原理積極展開思維，逐步提高分析問題和解決問題的能力。 綜上所述，結(jié)論十分明顯：化學(xué)實驗教學(xué)中的思維訓(xùn)練不容忽視，化學(xué)實驗活動中的思維訓(xùn)練前景廣闊，大有可為。
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