通過化學(xué)實驗培養(yǎng)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)實驗激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力？本文結(jié)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(xiàn)出來的個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(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)是發(fā)展思維能力的關(guān)鍵。化學(xué)課是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)教師引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)實驗事實、現(xiàn)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)，從而開拓學(xué)生的思路。在化學(xué)課中，如何利用化學(xué)實驗激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，首要任務(wù)是如何根據(jù)相關(guān)的實驗提出高質(zhì)量的問題，創(chuàng)設(shè)解決問題的情境。
一、由實驗推測反應(yīng)物，培養(yǎng)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%來自視覺，只有20%和10%來自聽覺和觸覺。通過實驗推測反應(yīng)產(chǎn)物，也最能引起學(xué)生的興趣。如高一化學(xué)習(xí)題中，鈉和水反應(yīng)，可采用下述方法來推測反應(yīng)產(chǎn)物：
首先，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中鈉的物理性質(zhì)，在介紹鈉和水反應(yīng)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，用濾紙吸干煤油，投入滴有酚酞的水溶液的燒杯中。完成實驗以后，回答以下問題：
(1)為什么要把鈉保存在煤油中？
(2)鈉為什么會浮在水面上？
(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(yīng)過程中，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(yīng)過程中有氣體生成？生成的是什么氣體？
(7)小球為什么會這樣運動？
同學(xué)們通過認(rèn)真觀察，詳細(xì)記錄發(fā)生的現(xiàn)象。在教師的啟發(fā)指導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)過熱烈的討論后，很快解決了上述問題。對問題(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帶尖嘴的木塞，并點燃，在火焰上方罩一個干冷的小燒杯，通過有無水珠生成，判斷是否使氫氣。
通過問題，啟發(fā)學(xué)生積極地思維，以問題為主線，通過實驗來組織調(diào)控課堂教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的形成和發(fā)展。
當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)高二化學(xué)選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》，涉及到乙醇與鈉反應(yīng)時，讓學(xué)生將鈉與水反應(yīng)的知識遷移過來設(shè)計問題，通過對比掌握乙醇的性質(zhì)。
二、由演示實驗發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)思維的深刻性和思維的遷移能力
創(chuàng)設(shè)一種氣氛，讓學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)一些矛盾，經(jīng)受幾次挫折，在學(xué)習(xí)者不懈地探索中引導(dǎo)他們準(zhǔn)確運用已有知識。這樣不僅能激發(fā)學(xué)習(xí)者思維，而且有助于調(diào)動學(xué)習(xí)者強(qiáng)烈的發(fā)現(xiàn)欲望和自信成功的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力，為困難情境中學(xué)習(xí)的遷移做好積極的心理準(zhǔn)備，從而把握遷移的方向。如學(xué)生在《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》乙酸的催化氧化實驗中，將銅絲置于酒精燈外焰上灼燒，銅絲表面出現(xiàn)黑色，再將銅絲向內(nèi)移動，觸及燈芯，銅絲表面的黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色。操作時微小的變化，導(dǎo)致兩種截然不同的現(xiàn)象，這是為什么？面對“懸”而一時難“決”的問題，學(xué)習(xí)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(shè)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(dá)不到反應(yīng)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(zhuǎn)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，并生成紅色的銅和乙醛[]。
至此，學(xué)生不難認(rèn)定，已學(xué)的乙醇性質(zhì)之一——氧化反應(yīng)(課本上用綜合式表示：)和乙醇的性質(zhì)實驗中曾見到的相似現(xiàn)象，則是支持第三種解釋的有力依據(jù)。
以上分析均說明，從矛盾入手經(jīng)歷疑惑、猜測和思考，往往能提示遷移的實質(zhì)性內(nèi)容，把握好遷移的方向，直至問題的最終解決。
三、由設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)思維的全面性和整體性
一個完整的化學(xué)實驗，包含的成分和技能要素更為復(fù)雜。在動手操作之前，至少應(yīng)該先做三件事：一是理解實驗原理，二是設(shè)計(或認(rèn)同)實驗方案，三是選擇實驗裝置，這些活動并非是簡單的操作技能所能包含的。可見，化學(xué)知識、操作技能和思維發(fā)展在實驗過程中是密切聯(lián)系在一起的。在特定的實驗場合，只是表現(xiàn)的形式和內(nèi)容不同而已。認(rèn)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(jù)，同時有助于我們重新審視化學(xué)實驗的教學(xué)功能。
創(chuàng)設(shè)知識與技能協(xié)同遷移的實驗情境，必須以理解有關(guān)的知識、掌握實驗的操作要領(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(shè)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(guān)原理，裝置和操作協(xié)同遷移研究NH3溶于水的實驗。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(jié)論：只要把吸收液由水換成強(qiáng)堿溶液即可。那如果把引發(fā)“噴泉”實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。在實驗情境中，有的知識得到了深化或擴(kuò)展，有的知識成為實驗設(shè)計的'一種程序，即智力技能，有的知識轉(zhuǎn)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(fù)雜、更專門化的操作技能。
四、精心設(shè)計實驗是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的關(guān)鍵
教師在教學(xué)活動中處于主導(dǎo)地位，實驗課堂教學(xué)的效果主要取決于教師對實驗課的精心設(shè)計，表現(xiàn)在三個方面：
1.實驗設(shè)疑，引導(dǎo)思維
“思源于疑”，由一實驗現(xiàn)象產(chǎn)生了疑問，處于好奇心與進(jìn)取心，就要對疑問進(jìn)行解答，開始了對疑問的思考。在實驗教學(xué)中有意識地創(chuàng)設(shè)疑問情境，更容易激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，引導(dǎo)思維的發(fā)展。實驗設(shè)疑就是在實驗內(nèi)容與學(xué)生現(xiàn)有的實驗知識之間造成一種懸念，使學(xué)生急于對實驗內(nèi)容做出解答，激發(fā)了強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動機(jī)。這時，教師在實驗內(nèi)容與學(xué)生現(xiàn)有的實驗知識之間搭一個“小橋”起到引導(dǎo)思維的作用，學(xué)生便會豁然開朗，產(chǎn)生了滿足的愉悅感，對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚的興趣和自信心。
2.實驗激趣，激發(fā)思維
實驗設(shè)疑需要造成一種“懸念”，在“懸念”之間搭“小橋”引導(dǎo)思維。而實驗激趣則是直接激發(fā)思維的積極性和強(qiáng)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(xué)家的創(chuàng)造發(fā)明史等。
3.留足時間，形成思維
每一個知識點都有其開發(fā)價值，需要通過問題的方式把它表現(xiàn)出來，可并非提出了問題讓學(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不停，即便有實驗設(shè)疑，來不及等學(xué)生思考就直接告訴答案，接著講述下面的內(nèi)容，學(xué)生的思維無法得到發(fā)展。進(jìn)行實驗設(shè)疑需要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維的情境，保留思考的時間，在這段時間內(nèi)，學(xué)生才可以積極地探索思考，才能發(fā)展學(xué)生的思維。在停頓的時間內(nèi)還蘊含著教師與學(xué)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(xué)教學(xué)中，根據(jù)實驗創(chuàng)設(shè)問題的情境，精心策劃課堂討論，是培養(yǎng)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(rèn)可的愿望非常強(qiáng)烈。因此，通過討論，可以激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。討論過程中，教師在鼓勵他們充分發(fā)表意見的同時，引導(dǎo)他們冷靜地思考、分析，從不同的角度認(rèn)識問題和解決問題，從而達(dá)到培養(yǎng)其思維品質(zhì)的目的。
參考文獻(xiàn)：
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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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