通過(guò)化學(xué)實(shí)驗培養學(xué)生的思維能力教育論文
摘要：在化學(xué)教學(xué)中，如何利用化學(xué)實(shí)驗激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲望，培養學(xué)生的思維能力？本文結合具體的教學(xué)案例進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；化學(xué)實(shí)驗；思維能力；學(xué)生
心理學(xué)研究成果表明：思維發(fā)生和發(fā)展中所表現出來(lái)的個(gè)性差異就是思維品質(zhì)(思維的深刻性、廣闊性、敏捷性、靈活性和創(chuàng )造性等)，發(fā)展和培養學(xué)生的思維品質(zhì)是發(fā)展思維能力的關(guān)鍵�；瘜W(xué)課是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的學(xué)科，化學(xué)教師引導學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗事實(shí)、現象進(jìn)行分析、綜合、抽象、概括，逐步發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng )新意識，提高他們的思維品質(zhì)，從而開(kāi)拓學(xué)生的思路。在化學(xué)課中，如何利用化學(xué)實(shí)驗激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲望，培養學(xué)生的思維品質(zhì)，首要任務(wù)是如何根據相關(guān)的實(shí)驗提出高質(zhì)量的問(wèn)題，創(chuàng )設解決問(wèn)題的情境。
一、由實(shí)驗推測反應物，培養思維的敏捷性和創(chuàng )造性
研究表明：學(xué)生獲取的信息中有70%來(lái)自視覺(jué)，只有20%和10%來(lái)自聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)。通過(guò)實(shí)驗推測反應產(chǎn)物，也最能引起學(xué)生的興趣。如高一化學(xué)習題中，鈉和水反應，可采用下述方法來(lái)推測反應產(chǎn)物：
首先，引導學(xué)生閱讀教材中鈉的物理性質(zhì)，在介紹鈉和水反應時(shí)，讓他們動(dòng)手做如下實(shí)驗：用鑷子從盛有煤油的廣口瓶中取出一塊鈉，用刀片切下黃豆大小的一小塊，用濾紙吸干煤油，投入滴有酚酞的水溶液的燒杯中。完成實(shí)驗以后，回答以下問(wèn)題：
(1)為什么要把鈉保存在煤油中？
(2)鈉為什么會(huì )浮在水面上？
(3)鈉投入水中，其狀態(tài)有什么變化？為什么？
(4)燒杯中酚酞水溶液的顏色如何變化？由此證明生成了什么物質(zhì)？
(5)反應過(guò)程中，發(fā)生了什么聲音？它使如何產(chǎn)生的？
(6)用什么方法可以證明反應過(guò)程中有氣體生成？生成的是什么氣體？
(7)小球為什么會(huì )這樣運動(dòng)？
同學(xué)們通過(guò)認真觀(guān)察，詳細記錄發(fā)生的現象。在教師的啟發(fā)指導下，學(xué)生經(jīng)過(guò)熱烈的討論后，很快解決了上述問(wèn)題。對問(wèn)題(6)中所產(chǎn)生的氣體驗證，同學(xué)們還舉出了很多精彩的方法：有同學(xué)提出在集氣瓶中塞入一個(gè)帶尖嘴的木塞，并點(diǎn)燃，在火焰上方罩一個(gè)干冷的小燒杯，通過(guò)有無(wú)水珠生成，判斷是否使氫氣。
通過(guò)問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生積極地思維，以問(wèn)題為主線(xiàn)，通過(guò)實(shí)驗來(lái)組織調控課堂教學(xué)，充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習能力的形成和發(fā)展。
當學(xué)生在學(xué)習高二化學(xué)選修《有機化學(xué)基礎》，涉及到乙醇與鈉反應時(shí)，讓學(xué)生將鈉與水反應的知識遷移過(guò)來(lái)設計問(wèn)題，通過(guò)對比掌握乙醇的性質(zhì)。
二、由演示實(shí)驗發(fā)現問(wèn)題，培養思維的深刻性和思維的遷移能力
創(chuàng )設一種氣氛，讓學(xué)習者在學(xué)習過(guò)程中發(fā)現一些矛盾，經(jīng)受幾次挫折，在學(xué)習者不懈地探索中引導他們準確運用已有知識。這樣不僅能激發(fā)學(xué)習者思維，而且有助于調動(dòng)學(xué)習者強烈的發(fā)現欲望和自信成功的認知內驅力，為困難情境中學(xué)習的遷移做好積極的心理準備，從而把握遷移的方向。如學(xué)生在《有機化學(xué)基礎》乙酸的催化氧化實(shí)驗中，將銅絲置于酒精燈外焰上灼燒，銅絲表面出現黑色，再將銅絲向內移動(dòng)，觸及燈芯，銅絲表面的黑色轉變?yōu)榧t色。操作時(shí)微小的變化，導致兩種截然不同的現象，這是為什么？面對“懸”而一時(shí)難“決”的問(wèn)題，學(xué)習者迫切希望了解其中的原因，紛紛猜疑，從各種角度進(jìn)行思考：
第一種可能：在灼燒時(shí)生成的CuO呈黑色，又遇還原性氣體CO生成紅色的Cu，但CO從何而來(lái)，找不到合理的答案，故假設難以成立。
第二種可能：黑色CuO分解得到紅色的Cu2O，[]，但酒精燈溫度達不到反應要求，且與銅絲在較高溫度下(外焰)呈黑色而與較低溫度下(燈芯)又轉成紅色的事實(shí)相矛盾。
第三種可能：外焰處生成的CuO氧化燈芯處逸出來(lái)的乙醇蒸汽，并生成紅色的銅和乙醛[]。
至此，學(xué)生不難認定，已學(xué)的乙醇性質(zhì)之一——氧化反應(課本上用綜合式表示：)和乙醇的性質(zhì)實(shí)驗中曾見(jiàn)到的相似現象，則是支持第三種解釋的有力依據。
以上分析均說(shuō)明，從矛盾入手經(jīng)歷疑惑、猜測和思考，往往能提示遷移的實(shí)質(zhì)性?xún)热�，把握好遷移的方向，直至問(wèn)題的最終解決。
三、由設計實(shí)驗方案，培養思維的全面性和整體性
一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗，包含的成分和技能要素更為復雜。在動(dòng)手操作之前，至少應該先做三件事：一是理解實(shí)驗原理，二是設計(或認同)實(shí)驗方案，三是選擇實(shí)驗裝置，這些活動(dòng)并非是簡(jiǎn)單的操作技能所能包含的�？梢�(jiàn)，化學(xué)知識、操作技能和思維發(fā)展在實(shí)驗過(guò)程中是密切聯(lián)系在一起的。在特定的實(shí)驗場(chǎng)合，只是表現的形式和內容不同而已。認清上述關(guān)系，不僅為知識技能和思維的協(xié)同遷移找到了理論依據，同時(shí)有助于我們重新審視化學(xué)實(shí)驗的教學(xué)功能。
創(chuàng )設知識與技能協(xié)同遷移的實(shí)驗情境，必須以理解有關(guān)的知識、掌握實(shí)驗的操作要領(lǐng)為前提，理解越深刻，掌握越熟練，遷移效果就越好。
實(shí)例：已知HCl是氣體，極易溶于水(1：500)，其水溶液能使石蕊試液變紅，利用特定的裝置可將上述性質(zhì)設計成“噴泉”實(shí)驗，NH3在水中的溶解度更大(1：700)，其水溶液能使酚酞試液變紅。比較兩者的共性，不難將HCl氣體形成“噴泉”的有關(guān)原理，裝置和操作協(xié)同遷移研究NH3溶于水的實(shí)驗。但如果把氣體換成溶解度小一些的CO2、Cl2，又該怎么辦呢？對比性質(zhì)后，我們不難下出結論：只要把吸收液由水換成強堿溶液即可。那如果把引發(fā)“噴泉”實(shí)驗的操作再變化一下，又可以產(chǎn)生知識的遷移。
化學(xué)知識與技能的遷移既是協(xié)同的又是融合的。在實(shí)驗情境中，有的知識得到了深化或擴展，有的知識成為實(shí)驗設計的'一種程序，即智力技能，有的知識轉化為某種操作技能，而思維能力與基本操作技能的“加合”往往形成更復雜、更專(zhuān)門(mén)化的操作技能。
四、精心設計實(shí)驗是培養學(xué)生思維能力的關(guān)鍵
教師在教學(xué)活動(dòng)中處于主導地位，實(shí)驗課堂教學(xué)的效果主要取決于教師對實(shí)驗課的精心設計，表現在三個(gè)方面：
1.實(shí)驗設疑，引導思維
“思源于疑”，由一實(shí)驗現象產(chǎn)生了疑問(wèn)，處于好奇心與進(jìn)取心，就要對疑問(wèn)進(jìn)行解答，開(kāi)始了對疑問(wèn)的思考。在實(shí)驗教學(xué)中有意識地創(chuàng )設疑問(wèn)情境，更容易激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，引導思維的發(fā)展。實(shí)驗設疑就是在實(shí)驗內容與學(xué)生現有的實(shí)驗知識之間造成一種懸念，使學(xué)生急于對實(shí)驗內容做出解答，激發(fā)了強烈的學(xué)習動(dòng)機。這時(shí)，教師在實(shí)驗內容與學(xué)生現有的實(shí)驗知識之間搭一個(gè)“小橋”起到引導思維的作用，學(xué)生便會(huì )豁然開(kāi)朗，產(chǎn)生了滿(mǎn)足的愉悅感，對學(xué)習內容產(chǎn)生了濃厚的興趣和自信心。
2.實(shí)驗激趣，激發(fā)思維
實(shí)驗設疑需要造成一種“懸念”，在“懸念”之間搭“小橋”引導思維。而實(shí)驗激趣則是直接激發(fā)思維的積極性和強烈興趣。常用的激趣方式有：演示實(shí)驗、新奇的直觀(guān)教具、趣味小故事、科學(xué)家的創(chuàng )造發(fā)明史等。
3.留足時(shí)間，形成思維
每一個(gè)知識點(diǎn)都有其開(kāi)發(fā)價(jià)值，需要通過(guò)問(wèn)題的方式把它表現出來(lái)，可并非提出了問(wèn)題讓學(xué)生思考就是發(fā)展了學(xué)生的思維。一堂課教師喋喋不休講個(gè)不停，即便有實(shí)驗設疑，來(lái)不及等學(xué)生思考就直接告訴答案，接著(zhù)講述下面的內容，學(xué)生的思維無(wú)法得到發(fā)展。進(jìn)行實(shí)驗設疑需要給學(xué)生創(chuàng )設思維的情境，保留思考的時(shí)間，在這段時(shí)間內，學(xué)生才可以積極地探索思考，才能發(fā)展學(xué)生的思維。在停頓的時(shí)間內還蘊含著(zhù)教師與學(xué)生之間的無(wú)聲的情感交流，教師從彼此之間的情感交流中掌握著(zhù)停頓時(shí)間的長(cháng)短。
總之，在化學(xué)教學(xué)中，根據實(shí)驗創(chuàng )設問(wèn)題的情境，精心策劃課堂討論，是培養學(xué)生思維品質(zhì)的一項有效的教學(xué)策略。學(xué)生希望被認可的愿望非常強烈。因此，通過(guò)討論，可以激發(fā)學(xué)生的思維，培養學(xué)生的思維能力。討論過(guò)程中，教師在鼓勵他們充分發(fā)表意見(jiàn)的同時(shí)，引導他們冷靜地思考、分析，從不同的角度認識問(wèn)題和解決問(wèn)題，從而達到培養其思維品質(zhì)的目的。
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Abstract: In chemistry teaching, how to utilize chemistry experiment to motivate students’ strong carving for knowledge and cultivate students’ thinking ability? This paper throws some lights on it based on the specific teaching case.
Key words: chemistry teaching; chemistry experiment; thinking ability; students
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