如何通过化学实验培养学生的能力

秦永福

中图分类号：G658.3文献标识码：A文章编号：0257-2826（2018）04-0177-01

一、培养学生的能力是素质教育的要求。

如何通过化学实验培养学生的能力，有两个方面的含义：一是使学生学习科学知识所必需具备的能力得到提高；一是使学生在日常生活中能够自觉地利用有关化学知识来解决实际问题的能力。

中学化学实验可以从多个角度来分类。从操作对象看主要分为教师实验和学生实验；从功能上分为概念形成实验、验证理论实验、激疑实验、引入实验、探索实验等；从形式上分为个体实验和小组实验；从时间上分为课堂实验、课外实验。各种不同形式的实验对发展学生的能力各有侧重，但都是本文“化学实验”所指的范畴。如课堂实验能够高密度地围绕化学知识点展开，信息载有量大，效率高。缺点是不充分，不能够使每一个教育主体的化学素质都得到充分发展；课外实验的优点是时间充裕，能够充分发挥每一个教育主体的自主性，做出较高质量的实验，缺点是缺乏指导时会半途而废。例如，浓硫酸与铜的反应，除了生成刺激性气味的气体外，通常还得到黑色固体物质。通过实验讨论黑色物质的成分显然是课堂实验无法完成的，采用课外实验的方式则会讨论得很深入。个人实验能够培养独创精神；小组实验则有利于协作精神的发展。应针对不同的能力发展目标和实验内容采取不同的实验形式。

二、如何通过实验培养学生能力，关键在教师。

教师在教育观念上重视学生能力的培养是解决该问题的首要条件，其次才是教育经验、教育技术、教育方法的问题。

（一）教师应尊重学生，把学生当做教育的主体，而不仅仅是知识的接受体

教师的作用是如何帮助、引导每一位学生发展，与学生一起学习，而不是以榜样自居，更不是学生的救世主。只有教师在思想上把自己与学生放在平等的位置上，教师才能够具体了解学生的实际情况，体谅他们的难处，而不是规范、限制他们的发展，甚至一味地批评埋怨学生能力低。近几年来，我发现越来越多的高中学生不会划火柴。起初我以为是独生子女问题的表现。后来经过走访才知道，学生划火柴的机会实在太少。大部分学生家里根本没有火柴，可以说不少学生只有在化学实验课上才有使用火柴的亲身体验。于是我设计了一个实验，课题就是如何保证每一次都能将火柴划着。学生结合物理的杠杆原理等知识，通过讨论、实验，迅速掌握要领。教学生划火柴事情虽小，但是我认为值得。因为通过这个实验，不但使学生的动手能力有了提高，而且让学生明白了理论联系实际，不只是联系工农业生产，其实对学生而言更应注意联系自己身边的具体事例。这样学以致用才能落到实处。

（二）教师应重视学生能力的培养，而不仅仅是重视知识的传授

知识是人类认识自然过程中一定阶段上经验的总结，因此知识在不断地发展变化。随着时间的推移，知识会蒙上时间的灰尘，原来认为是正确的知识就不那么正确了。因此，在传授知识的同时，更应该传授探求知识、认识真理的能力。例如，能够复述氢气燃烧火焰的颜色是淡蓝色有多大意义？但是如果能仔细分析中学化学课本在介绍不少种气体、液体燃烧火焰的颜色时，如氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔、酒精、汽油、苯等，就会发现一个有意思的问题：在所有有关燃烧火焰的颜色叙述时，只强调玻璃中的钠离子能够干扰氢气燃烧火焰的颜色，而不强调钠离子对其他燃烧火焰颜色的干扰。钠离子有如此好的选择性和专一性？只要凭着对这一实验的不同看法，就会引起对此问题的更深一步的思考。氢气、一氧化碳、甲烷等气体燃烧的颜色都接近蓝色，为什么只干扰氢气燃烧火焰的颜色而不干扰其他气体燃烧火焰的颜色？如果说氢气燃烧火焰的颜色较浅，钠离子燃烧火焰的颜色较深，因而掩盖了氢气燃烧火焰的淡蓝色，那么氢气在氯气中燃烧火焰的颜色也较浅，为什么钠离子燃烧火焰的颜色能够盖住氢气燃烧火焰的颜色而不能够盖住氢气在氯气中燃烧火焰的颜色呢？不难想像上述解释有一定的片面性。影响氢气燃烧火焰颜色的原因到底是什么？通过设计实验，用不锈钢、镍管等代替玻璃做氢气燃烧实验，同样得不到蓝色火焰。也许学生会明白，除了玻璃中钠离子的干扰外还有其他因素影响氢气燃烧火焰的颜色（不难发现至少燃烧火焰的温度是一个重要因素）。这样不断地从已有知识出发，发现问题、提出问题、猜想设计解决问题的思路、解决问题、实验证明解决方案正确性的能力远比记住知识本身重要得多。

（三）改验证性实验为探索性实验

采用教师讲授化学知识，然后通过实验验证其正确性，这种做法在学生的认识过程中有一定的局限性。如当教师先讲二氧化碳比空气重这个知识时，学生心里必然会怀疑这是否正确，于是教师需要一些事例来证明这一观点的正确性，这就是典型的验证性实验。如果教师先演示二氧化碳比空气重的实验，让学生观察，然后提问学生，通过实验可以得出二氧化碳的什么性质。这样，二氧化碳比空气重的性质是学生自己得出的，因此学生不会怀疑结论的正确性。尽管这只是顺序的颠倒，但对学生发展能力的效果是截然不同的，从学生的角度看，学生参与知识的形成过程，其心理体验是前者无法相比的。

（四）引入开放性实验

必须正视人类认识的阶段性、局限性和发展性。引入开放性实验就是要明确目前的认识水平，这样更有利于学生的发展。观察磷在氯气中燃烧的实验让学生得出生成物是烟还是雾的结论是极其困难的，教师硬塞，说这是白色的烟雾，学生难于接受。不如因势利导调动学生的积极性，请学生设计实验来证明到底是烟还是雾。

如同其他事物一样，化学的发展是无止境的，而人类对化学问题的认识是有一定的阶段性的，对某些问题不可能有完美的答案。例如，如何降低煤燃烧产生的二氧化硫污染的实验。有人主张往煤里添加碳酸钙，有人主张往煤里添加氧化钙，你如何看待这一问题。引入开放性实验其意义不在于立即得到一个明确的结论，而在激发学生不断地探索、追求的精神，在一定的条件下得到相对满意的结论。这才是科学发展的规律。

三、通过化学实验培养学生的能力，应该注意如下几个问题。

（一）以中学化学教材为主

发展学生的能力，应不断挖掘中学化学教材内容，而不要一味拔高，将大学化学的内容、实验下放到中学来。如甲基橙的变色范围教科书上并没有配实验，如果让学生自己设计一个实验来确定甲基橙变色的pH范围，然后实施自己的设计方案，得出结论，这样对学生能力的发展是大有好处的。

（二）注意培养能力的层次性和深度的问题

培养能力一定要结合学生的基础。通过实验培养学生的能力，目的不在于仅仅学会某些化学仪器的使用、化学操作等较低层次的动手能力（尽管这些能力同样十分重要），而在于通过实验这个能力的载体，发展学生分析问题、解决问题、探求真理的科学素质，并能够运用到今后其他学科的学习和实际生活、工作中。例如，稀释浓硫酸的实验。每个学生都不止做过一次，但是有几个学生将来会与浓硫酸打交道。如果教师只教给学生稀释浓硫酸的方法，其意义到底有多大。生活中时常发生的浓硫酸毁容事件，不少是因为处理不当（用大量的水洗）而造成严重烧伤，做硫酸的稀释实验脱水性实验，而不知道如何处理这样的事故，实验教学的意义何在？我想通过这个实验教给学生的还是解决问题的能力，稀释浓硫酸只是一个载体。只有能够将实验知识、技能转化为自身处理问题的方法，才能谈到素质的形成。

（三）注意结合教育环境，充分利用当地的教育资源

学生将来是要回到社会中去的，早一点接触社会中的、实际中的化学问题，有利于学生能力的发展。同时借助科研院所的力量，让学生接触最前沿的学科发展动向是激发学生学习动机、开阔思路的一种好形式。