透過化學實驗培養學生的思維能力教育論文
透過化學實驗培養學生的思維能力教育論文
摘要：在化學教學中，如何利用化學實驗激發學生強烈的求知慾望，培養學生的思維能力？本文結合具體的教學案例進行了闡述。
關鍵詞：化學教學；化學實驗；思維能力；學生
心理學研究成果表明：思維發生和發展中所表現出來的個性差異就是思維品質(思維的深刻性、廣闊性、敏捷性、靈活性和創造性等)，發展和培養學生的思維品質是發展思維能力的關鍵。化學課是一門以實驗為基礎的學科，化學教師引導學生對化學實驗事實、現象進行分析、綜合、抽象、概括，逐步發展學生的思維能力和創新意識，提高他們的思維品質，從而開拓學生的思路。在化學課中，如何利用化學實驗激發學生強烈的求知慾望，培養學生的思維品質，首要任務是如何根據相關的實驗提出高質量的問題，創設解決問題的情境。
一、由實驗推測反應物，培養思維的敏捷性和創造性
研究表明：學生獲取的資訊中有70%來自視覺，只有20%和10%來自聽覺和觸覺。透過實驗推測反應產物，也最能引起學生的興趣。如高一化學習題中，鈉和水反應，可採用下述方法來推測反應產物：
首先，引導學生閱讀教材中鈉的物理性質，在介紹鈉和水反應時，讓他們動手做如下實驗：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，用濾紙吸乾煤油，投入滴有酚酞的水溶液的燒杯中。完成實驗以後，回答以下問題：
(1)為什麼要把鈉儲存在煤油中？
(2)鈉為什麼會浮在水面上？
(3)鈉投入水中，其狀態有什麼變化？為什麼？
(4)燒杯中酚酞水溶液的顏色如何變化？由此證明生成了什麼物質？
(5)反應過程中，發生了什麼聲音？它使如何產生的？
(6)用什麼方法可以證明反應過程中有氣體生成？生成的是什麼氣體？
(7)小球為什麼會這樣運動？
同學們透過認真觀察，詳細記錄發生的現象。在教師的啟發指導下，學生經過熱烈的討論後，很快解決了上述問題。對問題(6)中所產生的氣體驗證，同學們還舉出了很多精彩的方法：有同學提出在集氣瓶中塞入一個帶尖嘴的木塞，並點燃，在火焰上方罩一個乾冷的小燒杯，透過有無水珠生成，判斷是否使氫氣。
透過問題，啟發學生積極地思維，以問題為主線，透過實驗來組織調控課堂教學，充分調動學生學習主動性，促進學生學習能力的形成和發展。
當學生在學習高二化學選修《有機化學基礎》，涉及到乙醇與鈉反應時，讓學生將鈉與水反應的知識遷移過來設計問題，透過對比掌握乙醇的性質。
二、由演示實驗發現問題，培養思維的深刻性和思維的遷移能力
創設一種氣氛，讓學習者在學習過程中發現一些矛盾，經受幾次挫折，在學習者不懈地探索中引導他們準確運用已有知識。這樣不僅能激發學習者思維，而且有助於調動學習者強烈的發現慾望和自信成功的認知內驅力，為困難情境中學習的遷移做好積極的心理準備，從而把握遷移的方向。如學生在《有機化學基礎》乙酸的催化氧化實驗中，將銅絲置於酒精燈外焰上灼燒，銅絲表面出現黑色，再將銅絲向內移動，觸及燈芯，銅絲表面的黑色轉變為紅色。操作時微小的變化，導致兩種截然不同的現象，這是為什麼？面對“懸”而一時難“決”的問題，學習者迫切希望瞭解其中的原因，紛紛猜疑，從各種角度進行思考：
第一種可能：在灼燒時生成的CuO呈黑色，又遇還原性氣體CO生成紅色的Cu，但CO從何而來，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)又轉成紅色的事實相矛盾。
第三種可能：外焰處生成的CuO氧化燈芯處逸出來的乙醇蒸汽，並生成紅色的銅和乙醛[]。
至此，學生不難認定，已學的乙醇性質之一——氧化反應(課本上用綜合式表示：)和乙醇的性質實驗中曾見到的相似現象，則是支援第三種解釋的有力依據。
以上分析均說明，從矛盾入手經歷疑惑、猜測和思考，往往能提示遷移的實質性內容，把握好遷移的方向，直至問題的最終解決。
三、由設計實驗方案，培養思維的全面性和整體性
一個完整的化學實驗，包含的成分和技能要素更為複雜。在動手操作之前，至少應該先做三件事：一是理解實驗原理，二是設計(或認同)實驗方案，三是選擇實驗裝置，這些活動並非是簡單的操作技能所能包含的。可見，化學知識、操作技能和思維發展在實驗過程中是密切聯絡在一起的。在特定的實驗場合，只是表現的形式和內容不同而已。認清上述關係，不僅為知識技能和思維的協同遷移找到了理論依據，同時有助於我們重新審視化學實驗的教學功能。
創設知識與技能協同遷移的實驗情境，必須以理解有關的知識、掌握實驗的操作要領為前提，理解越深刻，掌握越熟練，遷移效果就越好。
例項：已知HCl是氣體，極易溶於水(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設計成“噴泉”實驗，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”的有關原理，裝置和操作協同遷移研究NH3溶於水的實驗。但如果把氣體換成溶解度小一些的CO2、Cl2，又該怎麼辦呢？對比性質後，我們不難下出結論：只要把吸收液由水換成強鹼溶液即可。那如果把引發“噴泉”實驗的操作再變化一下，又可以產生知識的遷移。
化學知識與技能的遷移既是協同的又是融合的。在實驗情境中，有的知識得到了深化或擴充套件，有的知識成為實驗設計的'一種程式，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、更專門化的操作技能。
四、精心設計實驗是培養學生思維能力的關鍵
教師在教學活動中處於主導地位，實驗課堂教學的效果主要取決於教師對實驗課的精心設計，表現在三個方面：
1.實驗設疑，引導思維
“思源於疑”，由一實驗現象產生了疑問，處於好奇心與進取心，就要對疑問進行解答，開始了對疑問的思考。在實驗教學中有意識地創設疑問情境，更容易激發學生的好奇心與求知慾，引導思維的發展。實驗設疑就是在實驗內容與學生現有的實驗知識之間造成一種懸念，使學生急於對實驗內容做出解答，激發了強烈的學習動機。這時，教師在實驗內容與學生現有的實驗知識之間搭一個“小橋”起到引導思維的作用，學生便會豁然開朗，產生了滿足的愉悅感，對學習內容產生了濃厚的興趣和自信心。
2.實驗激趣，激發思維
實驗設疑需要造成一種“懸念”，在“懸念”之間搭“小橋”引導思維。而實驗激趣則是直接激發思維的積極性和強烈興趣。常用的激趣方式有：演示實驗、新奇的直觀教具、趣味小故事、科學家的創造發明史等。
3.留足時間，形成思維
每一個知識點都有其開發價值，需要透過問題的方式把它表現出來，可並非提出了問題讓學生思考就是發展了學生的思維。一堂課教師喋喋不休講個不停，即便有實驗設疑，來不及等學生思考就直接告訴答案，接著講述下面的內容，學生的思維無法得到發展。進行實驗設疑需要給學生創設思維的情境，保留思考的時間，在這段時間內，學生才可以積極地探索思考，才能發展學生的思維。在停頓的時間內還蘊含著教師與學生之間的無聲的情感交流，教師從彼此之間的情感交流中掌握著停頓時間的長短。
總之，在化學教學中，根據實驗創設問題的情境，精心策劃課堂討論，是培養學生思維品質的一項有效的教學策略。學生希望被認可的願望非常強烈。因此，透過討論，可以激發學生的思維，培養學生的思維能力。討論過程中，教師在鼓勵他們充分發表意見的同時，引導他們冷靜地思考、分析，從不同的角度認識問題和解決問題，從而達到培養其思維品質的目的。
參考文獻：
[1]許珊珊.運用化學實驗 培養學生思維能力[J].成功?教育，2008(9).
[2]杜梅林.在化學實驗中培養學生的思維能力[J].教育儀器裝置，2001(1).
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