化学实验教学中思维培养

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一、通过演示实验，培养学生的思维能力

演示实验为学生提供感性认识材料，并在此基础上引导学生探求新知，学生在观察的同时便会伴随积极的思考，它是训练学生创造思维的重要契机。所以教师应善于利用从演示实验的现象中所获得的感性材料，引导学生进行"去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里"的思维加工，经过科学的抽象，形成概念，进一步作出判断，进行推理，从而实现由感性认识到理性认识的飞跃。

起初在做演示实验时，应注意把每个演示操作交代清楚，同时要说明道理，即为什么要这样做。比如在演示氯气的实验室制取时，若教师只告诉学生怎样做，这是不够的，因为学生不明白为什么要这样做，因而只能硬记。如果教师先根据实验室制取Cl2气体的原理，说明为什么要采用课本中的气体发生装置--固液反应需要加热的气体发生装置；第二根据初中教材中已把"气体的净化"列入知识内容，学生对气体的净化基本原理及其分析方法已有了初步的了解，引导学生分析从发生装置产生的氯气可能含有什么样的杂质，再根据氯气和杂质的性质，提出应该如何除去这些杂质（即用什么试剂和什么样的装置）；第三根据氯气的物理和化学性质来说明为什么要用排饱和食盐水或用向上排空气法收集氯气；最后根据氯气的性质--有毒气体，为防止污染环境，提出解决剩余氯气处理的方法（即用什么试剂和什么样的装置）。这样一来，学生容易记住实验的现象和内容，以后在遇到类似的气体制取实验时，就懂得应根据下列几个方面熟练地运用到化学实验中去：（1）先根据实验原理选择气体发生装置；（2）根据所含的杂质选择除杂试剂和除杂装置；（3）根据气体的性质选择收集装置和尾气处理装置。从中培养了学生围绕着具体的实验内容有针对性地进行思考，展开思维训练活动，培养学生的逻辑性思维能力。

学生的思维活动是在他们感到迫切需要解决新问题时开始，因此在教学中还应充分发挥实验设疑作用，使实验内容和所学知识具体化、条理化、问题化，启发学生强烈求知欲望，使学生始终处于有效的积极思维状态。例如，在学习了HCl气体的实验室制取的方法和氧化还原反应之后，可以对氯气的实验室制取实验进行如下的设问：（1）如果实验室没有浓盐酸，可以用什么药品代替？（2）若没有二氧化锰该用什么药品代替？（3）在药品中准备了二氧化锰、浓盐酸、硝酸、硝酸钾等，那么制取氯气用什么药品好呢?以上几种药品两两组合有几种制氯气的反应呢?学生带着这些问题，经过动手、动脑，不仅提高了学习兴趣，巩固了所学知识，同时培养了独立思维能力。

二、通过设计实验，培养学生的思维能力

在学生具备了一定的化学基础知识、掌握了一定的化学实验操作技能的基础上，教师应有目的地设计一些实验习题（也可用课后的实验习题），要求学生按照实验目的要求，根据已学过的实验原理和方法，设计出实验方案，同时对学生的实验操作提出具体要求。这是对学生进行科学训练，培养实事求是、独立思考、开拓创新的一种途径。例如：在《卤素》一章中，可以给学生一个探索性的题目："用实验证明氯水的主要成分"。在确定此项实验设计的过程中，可以给学生这样的探索模式：首先，应考虑物质与水发生的是"溶解"还是"反应"，或是二者兼有，从而鉴定反应后的体系中是否还有反应物的微粒以及存在着什么生成物的微粒；其次，再判断物质与水反应后可能得到的产物，如根据氯气的化学性质"C12→C1－"，可能存在C1－；第三，一般应检查物质与水混合后所得溶液的酸碱性。在检查氯水酸碱性时，学生会发现指示剂变为红色又褪色，这说明溶液中含有大量氢离子，并且一定存在着有漂白性或强氧化性的物质，从而就可确定HCl0的存在。学生在思考了上面的问题之后就很容易设计出鉴定的实验方案来。

再比如：在学习到氮的氧化物--二氧化氮的性质和制取时，要求学生设计有关二氧化氮的制取和性质的实验方案。这时可引导学生思考下列问题后再进行设计：

（1）实验室用什么试剂制取NO2气体，反应的条件是什么？（即实验原理是什么？）

（2）根据实验原理应该采用什么样的气体发生装置、收集装置、性质实验装置和尾气处理装置？（即为了达到具体实验的目的，应当选用何种仪器、设备。）

（3）到这一实验目的，应当经过哪些操作步骤？这些步骤先后顺序如何确定？为什么要经过这些步骤？为什么要安排这种顺序？省略或调动某些步骤会有什么影响？（即实验操作中应采用何种组合、联接方式。）

应该注意哪些注意事项？实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么？原因何在？实验过程可能会出现什么不安全的事故？应该如何防范？万一出现事故应如何处置？依据何在？

学生根据这些问题设计出具体的实验方案，经过教师审查，然后让学生独立进行实验。同一实验习题可能会有不同的实验设计方案，都可以让学生去实践，并相互交流，比较各自方案的优缺点，以开阔学生的眼界。上面所提出的问题是从化学实验的整体来阐述的，从而引发学生展开思维活动。在实际实验中应抓住某些侧重点展开思维训练，引导学生从某些典型的实验探索入手，上升到一般性、规律性的认识，逐步提高学生思维品质的层次。

另外，教师要多鼓励学生设计实验，可通过课本上的实验习题、历年高考和竞赛中的实验题以及学生根据自己的意愿设计出的实验习题的练习。对学生提出的设计方案，只要有新的实验改进和设想，甚至还不够完美，都要让他们去试一试。最后，教师还要做好实验后的总结，指出学生实验方案的优劣，使学生的理论知识得到巩固，逐步使学生掌握设计实验的要领和规律，指高设计实验的能力，从中培养了学生逻辑思维能力、抽象思维的能力和创造性思维的能力。

三、通过课外小实验培养学生的思维能力

除了课堂实验教学要重视学生的思维训练，以提高实验教学质量外，还要倡导学生配合课内学习，在课外日常生活中，联系实际开展力所能及的化学小实验和解释社会生产、生活中的某些化学现象，例如摄影冲卷、化学小制作；对土壤成分的检测；对一些工厂排放出来的废气、废水成分的分析及它们对自然界污染情况、如何进行防治的调查；对钢铁锈蚀的现象如何解释及该怎样进行防护；建筑、合成材料的性能和应用的了解；对市场上所卖的冰冻海产品是否含有福尔马林的检测。通过这些实验和调查活动，运用化学原理积极展开思维，逐步提高分析问题和解决问题的能力。

总之，化学实验教学中，要尽量给学生动脑、动手的机会，培养他们独立思考的习惯，发展他们的创造能力，充分发挥化学实验的教育功能，是全面提高学生素质的重要途径。