创新化学实验教学过程  提高学生科学素养

武进区洛阳高级中学  顾涛

 【论文摘要】 实验教学是化学最主要的教学方式之一。新课程倡导培养学生积极主动的学习态度，使学生获得基础知识与基本技能的过程，同时，成为学会学习和形成正确价值观的过程。创新化学实验教学过程，正是实现这一目标的有效途径。

 【关键词】创新实验    探究能力   创新能力    科学思维   

化学是一门重要的自然学科，也是一门以实验为基础的学科，学习化学强调从实验入手。化学实验让学生手脑并用，观思结合，使学生从生动的感知形成抽象的思维，并从抽象的思维回到理性的实践。因此，创新化学实验教学过程，不仅使学生获得知识、培养能力、发展智力，还使学生形成辩证唯物主义的世界观、实事求是、严肃认真的科学态度以及不断创新与发展的科学方法；创新化学实验教学过程，也是培养学生的创新精神和实践能力、提高学生科学素养的基本途径，是新课程倡导下的新时代教学目标。

一、改演示实验为探究实验，培养学生求真务实的科学态度

演示实验是化学教学的基本形式之一。由于它配合了老师的讲解，所以能吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。但传统的演示实验多为验证性实验，学生的参与性不强，使得演示实验在化学教学中的作用未能得到充分发挥。由此，我在实验教学中一改往日的做法，将个别有利于学生参与的、有利于课堂教学发展的演示实验改为探究实验。如，实验室用澄清的石灰水检验二氧化碳，而不用氢氧化钠溶液，这又是能激起学生兴趣和思考的知识点。由于第一学期学生积累的化学知识有限，对物质间反应现象容易混淆，于是我将演示实验改成探究实验，让学生自己将二氧化碳气体分别通入到两种溶液中，观察溶液发生的变化。通过此探究实验，学生不但掌握了基础知识，而且通过实验过程，学生提高了比较、观察的学习方法，学生的兴趣和技能也得到了发展。学生也由以往的看热闹进而转换成唱主角，由知识的被动接受者转变成主动探索者。这样的做法，不仅满足学生的好奇心，而且真正使实验成为学生学习化学的动力，进而培养学生求真务实的科学态度。

二、补充对照实验，培养学生观察能力和科学探究能力

培养和发展学生的观察能力是化学教学中必需完成的重要任务之一。而根据物质及其变化的现象和事实进行分析、比较、综合、推理归纳等能力培养，都是提高和发展学生思维能力的关键。在化学实验教学中，为了使学生得到更好的观察效果，适当补充某些对照实验，不失为培养学生观察能力和思维能力的有效途径。如在探究实验室制取二氧化碳气体的原理时，课本只介绍用大理石和稀盐酸。当时就有学生提出为什么不用浓盐酸？在学到酸、碱、盐这部分知识时，产生二氧化碳的原理很多，又有学生提出疑问：实验室制取二氧化碳能否用稀硫酸代替稀盐酸？能否用碳酸钠等其他碳酸盐代替碳酸钙？一问激起千层浪，同样是碳酸盐、同样是酸，为什么常选用大理石和稀盐酸？设置对照实验是解决此问题的最好方法之一。为了使学生通过实验解开心中的疑团，我利用课余活动重新了进行了制取二氧化碳的探究实验。根据学生的疑问，引导学生将实验设置成四组对照：第一组，  大理石＋稀盐酸和大理石＋浓盐酸；第二组， 大理石＋稀盐酸和大理石＋稀硫酸；第三组，大理石＋稀盐酸和碳酸钠＋稀盐酸；第四组，大理石＋稀盐酸和碳酸钠＋稀硫酸。为了使探究过程中的对照组清晰有条理，我让学生自己选择两组对照实验来完成，然后小组间汇报交流实验结果。通过小组间汇报交流，然后分析、比较，学生得出实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳是最佳原理。这种方法不仅加深了学生对实验原理的理解，而且增加了学生的学习兴趣，提高了学生设计实验和探究实验的能力。

三、增做演示实验，培养学生科学认识能力

化学理论是建立在实验基础之上的。许多实验使学生对化学理论的理解停留在现象之上。如何使学生透过现象看本质、通过宏观看微观呢？在讲酸和碱发生的中和反应时，除了课本的演示实验外，我又增做了演示实验：向氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸溶液，观察溶液导电能力的变化。如图： 由于该实验现象明显，学生轻而易举而地从灯泡逐渐熄灭这一现象上进一步认识到溶液导电能力在逐渐减弱。经过分析与思考，学生认为导致这一现象是因为溶液中自由移动的离子逐渐减少造的；而溶液中自由移动的离子逐渐减少是因为Ba²⁺ 和 SO₄^2-不断结合生成BaSO₄沉淀的缘故。增做的这个实验，不仅使学生理解中和反应的概念，而且也使学生学会从微观角度正确理解宏观现象，尤其是提高了学生透过现象看本质的认识问题的能力。

四、利用实验中的“异常”现象，培养学生科学思维能力和解决问题的能力

众所周知，化学实验力求实验结果的准确性。但偶尔也会出现“异常”现象。作为教师首先要教育学生尊重实验事实，然后再设法让实验中的“异常”现象变成教学中的有效资源，或者巧妙地利用这种“异常”现象，促使学生产生多个兴奋点从而获得最完美的结果。我的实验教学过程中最常见的是以下两种“异常”现象。

⒈实验操作“异常”。例如：实验室用加热高锰酸钾或氯酸钾的方法制取氧气的实验操作中，集气完成后，很多学生先将酒精灯撤离，导致水被倒吸的现象十分明显。教师如果利用这一异常现象引问：水为什么会倒吸？水最终有可能流向哪里？会造成什么样的结果？学生经过思考，不仅知道问题的答案，而且使学生认识到化学实验操作规范的重要性，同时总结出了用排水法收集气体的注意事项，为学习积累了经验，也提高了解决问题的能力。

⒉实验结果“异常”。在实验教学过程中，有时有些实验结果出现异常现象，不必惊慌，可将“异常”结果视为培养学生科学思维的另一条途径。例如，在做探究空气成分的实验时，往往因为红磷的量少或广口瓶的橡胶塞因燃烧匙已点燃而塞得松一些，使实验结果与学生通过自学获得的结果不一致，这样就留给学生质疑并释疑的空间：① 进入广口瓶内的水为什么小于1/5? ② 进入广口瓶内的水有可能超过1/5吗？③你能解释其中的原因吗？通过学生的思考与回答来达到培养学生科学思维方法的目的。如此做法，不仅使学生学会从实验“异常”现象中总结经验、从失败中吸取教训，而且学会分析原因，找出解决问题的方法，进一步形成良好的科学分析问题和解决问题的能力，使学生的思维品质向着科学性的方向发展。

五、 寻找实验替代品，培养学生科学创新能力

现行教材中的仪器和药品有着一定的实用性和科学性。但随着科学技术的飞速发展，新技术在各个领域的应用突飞猛进，化学领域亦如次。然而，发明创造一种有价值的新用品决不是一朝一夕、轻而易举就能完成的事，它需要人们长时间的钻研和实验。在大力提倡素质教育的今天，我们不能给予学生创造新用品的结果，那么就给他们寻找实验替代品的过程。最容易做到的有以下几点：

⒈仪器替代品。例如：在做二氧化碳溶于水的实验中，我要求同学们将水倒入二氧化碳气体中，但不能使二氧化碳气体质量有损失，且不用化学仪器。学生的提议多种多样：有的提议先用塑料瓶装气体，再用注射器往往瓶子里注水；有的提议将瓶子倒置于水盆中，观察水面上升的高度；还有的提议先用注射器吸取气体，后再注入到另一瓶水中，直到不能继续注入为止，记录所注入气体的体积；也有的提议先吸取注射器一半体积的气体，后吸取水，然后用手堵住吸口，推注射器的活塞，使气体在注射器内溶于水；甚至有的提议用气球装气体，再将气球口与瓶口套紧……等等。凡是生活中其它领域有关联的用具，只要学生能想到的，都会拿来试试，充分展示了学生的创新思维，实现了学生的自我价值。

⒉药品替代品。例如，实验室制氧气的药品初中阶段的学生就能找出以下几种：通过学习科学家“拉瓦锡”的故事，学生知道实验室可用加热氧化汞来代替氯酸钾或高锰酸钾。通过池塘养鱼这一生活现象，学生知道用过氧化钙和水反应代替过氧化氢和二氧化锰。通过其他渠道学生还举出了用过氧化钠溶于水、用二氧化碳通过过氧化钠等。学过水的知识后学生知道水通电也可以制得氧气。化学药品琳琅满目，化学反应千变万化。用不同物质发生反应 让生成物相同，是体现学生创新能力的又一条途径。

⒊一器多用。本区教育部门编写的《学习之友》上有一道实验迁移题：“请同学们指出下面的仪器还有哪些用途？”（如图1：）我没做任何提示，任由学生们充分发挥自己的想象。除了常规的回答：⑴在瓶内装浓硫酸用来干燥气体；⑵装入浓烧碱溶液用来吸收混有二氧化碳的气体；（两种用途气体都是从b端进a端出，即气体都是“深入浅出”）外，还有以下回答：⑴排气法收集气体。密度比空气大的气体，从b端进，空气从a端出；密度比空气小的气体，从a端进，空气从b端出。

⑵排水法收集气体。难溶于水的气体，瓶中装满水； 可溶于水的气体，水面上加一层

油；气体均从a端进，水从b端出。

  ⑶瓶内装澄清石灰水，可用来检验二氧化碳，气体从b端进。（如图2）

⑷制取气体。条件是固体与液体反应不需加热。 瓶内先装固体，液体由b端压入，a端接收集装置

    ⑸量气体体积。瓶内盛满水（也可不盛满）：气体从a端进，水从b端出。用量筒测排出水的体积，则为该温度、压强下所产生的气体体积。若气体能溶于水，可在瓶内水面上加一层油（如图3）。

⑹医院里做湿化瓶。b端接氧气瓶，a端接呼吸道。

虽然有些提议不能实施，但却为学生实现自我价值提供了

时间和空间，为学生学习化学提供了绝佳的方法平台和展示个人魅力的新型舞台，充分发挥了学生的主体作用，给学生的创造性思维提供了条件和机会。

六、创新实验手段，培养学生科学想象力

实验手段直接影响实验效果。“21世纪的课堂将是多媒体的课堂。”为此，中学化学实验创新要充分体现实验手段的创新。虽然多媒体不能代替所有的实验，但是对反应复杂、现象不明显、时间过长的实验，可以用电脑模拟实验过程或用电脑制作动画，采取“放大”、“慢放”、“重放”、“定格”等方法，帮助学生观察与理解。利用多媒体课件还可以把微观的、看不到摸不着的、学生无法感觉到的知识清晰地展示在学生面前，弥补了常规教学方法不能变静为动的缺陷。例如，在讲化学变化中分子可分原子不可分时，我利用了多媒体课件的动画演示，效果很好。形象的图形，再配以生动的动态变化，使学生从抽象的思维直接回归到感觉思维，对这一抽象的化学原理有了形象的认识，并使学生对化学的微观想象能力有了很大提高。

创新实验是新世纪和新形势下对教师的新要求。如何把创新实验教学和课堂教学有机地融为一体为教育教学质量的提升服务，是摆在我们面前的重大课题，需要我们去努力思考、努力探索、努力实践。创新化学实验，任重而道远，只要有各级领导的大力提倡和支持，只要有全体化学教师的不懈努力和追求，化学实验创新和创新实验教学一定会迈上一个新台阶，一定会取得可喜的成绩。

 【参考文献】

⒈于浩：《中学化学创新教法》，学苑出版社。

⒉欧阳芬.黄小华:《新课程下课堂教学技能的创新与发展》，中国轻工业出版社。

⒊王允珉：《中学化学教学法》，华东师范大学出版社。

⒋朱幕菊主编：《走进新课程》，北京师范大学出版社。

⒌何克抗主编：《现代教育技术》，北京师范大学出版社。