在教学活动中教师如何培养学生的实验能力

陈文坚

摘 要： 在教学改革进一步发展和深化的今天，作为组成中学学科教育的重要部分中学化学实验教学，也一直提倡“以学生发展为本”的教学观，因此许多一线教师都把培养学生的实验能力作为一项重要的教育目标。作者选取了初中化学实验教学为突破口，以此为平台对学生实验能力的培养进行论述。

关键词： 初中化学实验教学 实验能力 培养方法

化学是一门建立在实验基础上的学科，化学实验直观具体、形象生动，与生活实际密切相关。奇妙的化学现象会使学生产生丰富的联想和疑问，成为他们构建新知识的感性材料。学生通过观察实验现象产生疑问并进行思考，继而产生学习欲望，因此化学教学离不开化学实验，这是广大化学教师的共识。初中化学实验是以学生实验为主，教材中安排了很多学生的探究实验和家庭小实验，但在现实中初三的学生面临升中的压力，很多学校不得不压缩实验课时，将大部分的实验转为演示实验和并进实验。如此一来，学生的参与度、投入度都大大降低，学生实验能力的培养更是纸上谈兵。而学生的实验能力是在长期的学习实践中逐渐形成和发展起来的，为此必须进行大胆的尝试和探索。因此在这里笔者结合自己的教学经验，主要针对如何培养学生的实验能力展开论述。

1.注重目标、学法指导——培养学生实验能力的基础

学生的学习过程就是一种运用学习方法达到一定学习目标的活动过程，学生实验能力、水平较低，实际上是学习目标、方法缺失的一种表现。同时，许多学生虽拥有必要的实验知识，却因缺乏明确的学习目标和有效的学习方法，使得知识的应用和问题的解决常常受阻。学习目标、方法是影响学生实验能力和水平的一个重要因素，因此，在化学实验教学中注重对学生学习目标、方法的指导，是培养学生实验能力的基础。

1.1引导学生明确学习目标，学会制定适宜的学习目标。

传统的课程观只重视知识经验的教学，教学大纲只规定了化学知识的教学目标，对于化学实验教学的目标往往比较简单或含糊，表述不严格，而且常与化学知识教学目标交织在一起。这使得很多地区和学校的化学实验教学名存实亡，化学实验只停留在创设教学情境、突破教学难点等浅层次，难以全面认识和充分发挥化学实验的教学功能。因此，在实验教学过程中，我们可以设置具体的学习目标或标准，然后让学生参照这些目标或标准检查、批判自己的学习情况和学习表现。这种目标导学的目的就是借助于目标强化的办法引导学生在明确某一阶段学习目标的前提下，积极而主动地学习。学生在明确实验学习目标后，思考实验问题，掌握实验方法，拓展实验思路，交流实验内容，总结实验结果，不断提高自身实验能力。

除了引导学生明确实验学习目标以外，教师也可结合具体的实验教学内容和学生的学习实际，引导学生自己学会针对所学的实验内容制定相应的学习目标，并通过强化学生的学习目标意识引导学生学习。刚开始，我们先利用教材中一些简单、基本的实验的学习目标作为引导学生学会设置实验学习目标的范例（详见表1）。当学生逐渐掌握了自我设置学习目标的技巧时，教师就可以慢慢放手让学生自行尝试确立切实可行的实验学习目标。在此过程中，学生还学会了主动向教师、同学寻求学习帮助，掌握选择图书资料、学习用具、互联网等方法，利用合作小组、讨论交流等形式，以优化学习效果。

表1 设置实验学习目标的范例

1.2引导学生掌握学习方法，学会运用不同的学习方法。

在教学中，有很多教师发现当学生动手做实验时，常常都是生硬地操作，遇到实验出现问题很少能主动找出原因所在，甚至有学生只知道“要这样做”但对于“为什么这样做的原因”所知甚少。为了提高学生学习化学实验技能的效率，我们可以尝试多重联系的方法，引导学生把实验操作和实验原理、实验装置有机地结合起来，做到“知其然，又知其所以然”。例如，实验室用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应制取二氧化碳的实验，结合实验原理和实验装置向学生提出问题引导他们思考：为什么不用浓盐酸进行反应？为什么不用碳酸钠进行反应？为什么不用稀硫酸进行反应？如何给装置检验气密性？为什么长颈漏斗要液封？为什么锥形瓶中的导气管应刚露出胶塞为宜？为什么用向上排空气法收集二氧化碳时伸入集气瓶中的导管应接近集气瓶底部？

除了多重联系策略外，还可以运用图示法帮助学生掌握化学实验技能。例如，在学习浓硫酸的稀释方法后，要求学生对错误稀释的现象及后果作出解释，当时我发现好些学生即使动手做完了实验，仍然对实验的本质难以掌握，知道现象但却难以分析。这时老师可引导学生动手画图分析实验过程，经过再思考、再理解的过程，用视觉代替记忆帮助思考，能有效地提高学生解决实验问题的能力。这样，即使是再复杂一些的物质鉴别、提纯分离的实验学生也能自如地画出流程图来解决，便于教师对学生实验设计中普遍存在的共性问题作出具体指导之余，还可以大大提高实验的成功率。

2.注重实验品质——培养学生实验能力的保证

在实验教学中，学生实验品质的培养是重要内容之一，灵活敏锐的观察力、高度集中的注意力、坚强的意志力不仅是决定实验成功的关键因素，而且是培养学生实验能力的强有力保证。

2.1重视观察力、注意力的强化。

观察是实验研究的第一步，观察能力是学生实验能力的重要组成部分。在实验教学时，教师要结合具体的教学内容帮助学生掌握一定的学科方法，引导学生迅速地对物质及其变化、仪器装置等进行全面观察，并使学生养成良好的观察品质、注意品质。笔者对教材中一些能较好地培养学生观察力、注意力的实验进行了举例，详见表2。

表2 培养学生的实验举例

教材中很多化学实验都需要学生进行仔细观察、思考提炼，但作为教师，我们必须清楚地意识到只有当教学题材加以善用才能使其发挥出最大功效。同样的，对学生观察力、注意力的培养并不是信手拈来，而是需要精心设计，逐步实现的。

2.2重视意志力的强化。

意志控制是使学习得以进行下去的力量，对学习有很强的维持作用，是促使学生顽强地克服学习过程中的困难、排除各种干扰，使学习目标得以实现的保障。事实证明，很多学生虽然在学习之初有一定的学习动机，但随着学习的进行、学习困难的增加，学习动机的推动作用会逐渐减弱，这就需要较强的意志控制坚持进行学习。在实验教学中，教师要对学生积极鼓励，不断强化学生的意志与决心，不但使学生对自己不正确的外部言行进行改善调整，更要正确处理那些妨碍学习活动的情感和行为，形成不畏困难、持之以恒的重要品质。

很多心理实验都发现，在智力水平相当的情况下，促使个体取得成功的关键在于意志力的差别。学生意志控制能力直接决定学习结果，我们应时刻关注学生对学习动机、学习行为的调节，除了要帮助学生解决一些外在的困难，更要帮助学生做好内在强化。在实验学习过程中，学生难免会因为现实困难、学习干扰等产生厌学甚至放弃的情绪，这时我们要多进行行为激励或者提醒学生运用意志力克制消极情绪。在化学实验教学中，结合一定的教学环节对学生意志力进行培养是很必要的，笔者对教材中的一些能较好地培养学生该方面能力的实验进行了举例，详见表3。

表3 培养学生意志力的实验举例

在实验教学时结合具体的教学经历，帮助学生要了解自己的情感倾向，用理智支配情感，克服消极负面的畏难情绪；逐渐养成严谨踏实、乐于并善于合作的科学态度；逐步树立起科学的物质观、世界观、资源观、可持续发展观等价值观；并养成对学习过程、质量与效果都产生积极影响的良好学习习惯。

3.注重教学环节——培养学生实验能力的途径

在日常的实验教学中，教师要注重教学环节的发掘，积极使其成为培养学生实验能力的有效途径。利用不同的教学环节对学生进行适当的“培养训练”，小至实验中的原理、现象、操作等，大到整个实验内容的选题、方案设计等，善于找出培养学生实验能力的生长点。

3.1利用实验教学中的“异常”进行培养。

面对实验中的不同现象，要学生透过事物表面的现象，找出反应的本质，教师以此为训练学生的良机，引导学生将现象与结论的相悖处作为培养实验能力的生长点。例如，往石灰水中通适量的二氧化碳，石灰水会变浑浊，但为什么通入过量的二氧化碳后，浑浊的石灰水会重新变澄清？用盐酸与石灰石反应制取二氧化碳时，将生成的气体通入澄清石灰水中，为什么却没有出现浑浊？在检验质量守恒定律时，用碳酸钠粉末与盐酸在敞口容器中反应的实验来验证，发现反应前后质量不相等，为什么？用空气燃烧镁条的实验来验证，却发现镁条燃烧前后的质量不相等，为什么？这些出现在实验教学中的“异常”就是教学的良好切入点，教师在此时就要鼓励学生善于捕捉疑点，并大胆论证。

3.2利用常规实验教学内容进行培养。

教师可以因地制宜地利用教材中的常规实验教学内容作为培养学生实验能力的素材。例如，在学习第二单元制取氧气的课题时，学生了解到过氧化氢溶液常温下缓慢分解放出氧气，但不能使带火星的木条复燃；加入一定量的催化剂能使过氧化氢溶液加速分解。学生亲自动手做了这个实验，在实验过程中，有些学生发现即使按照实验步骤往过氧化氢中加入少量的二氧化锰，把带火星的木条伸进试管后，有时会看到带火星木条复燃，有时却只看到木条变得更亮，即没有复燃。面对这种时而成功、时而失败的情况，学生并没有止步于此，为了得到较好的实验效果，成立了研究小组对过氧化氢制氧气的实验进行探究。后来经过一系列的实验探究，学生从催化剂的使用、过氧化氢溶液常温下分解放出混合气体（氧气和水蒸气的混合气体）、过氧化氢溶液的浓度几个方面进行分析和思考，最终就该实验提出了较好的实验方案。

3.3利用家庭小实验进行培养。

除了上述做法外，还可以把课外的主题实验设计成探究实验，让学生自行设计实验方案并动手实施。学生学会根据实验任务的不同，选择合适的方法完成实验，学生的实验能力也会在实施计划过程中不断得到锻炼和提高。例如，教材第六单元有个关于鸡蛋壳成分探究的家庭小实验，教材中的实验比较简单：用碎鸡蛋壳加醋反应，再用澄清石灰水检验生成的气体是不是二氧化碳，从而初步得出鸡蛋壳里含有碳酸根离子（或是碳酸盐）。我布置学生作为课外实验自主完成，有学生不但对鸡蛋壳的成分进行了探究，还在此基础上对鸡蛋壳中所含有的金属元素进行了更深入的研究，并提交了《鸡蛋壳中金属的鉴别》的实验研究报告。在实验研究报告中，学生谈到了选题的初衷，就是因为老师布置的这个家庭小实验让他们有了探究物质成分的勇气和灵感，除了完成简单的验证实验外，还产生了想进一步鉴别鸡蛋壳中还含哪些金属元素的想法。虽然，在实验过程中因为钙、镁离子的互相干扰作出了多次的检验探究，就在经历了多次失败与尝试后，最后在老师的鼓励和指导下，利用实验室提供的仪器、药品，牺牲了午休时间、课余时间圆满地完成了探究之旅。

4.注重反思与评价——培养学生实验能力的依托

评价是学习过程不可缺少的一部分，《化学课程标准》指出：“评价的主要目的是为了全面了解学生的化学学习历程，激励学生的学习和改进教师的教学。”评价不仅是对学习的总结，而且是对学习过程的反思。学生不断地体验成长过程中的点点滴滴，通过评价、总结从中发现学习的收获和不足，也使学生的反思能力得到了提高。在实验教学过程中，运用反思策略可以提高学生的实验意识，使学生明白到自己在做什么，做得怎么样；又可以增强学习的调控性，反思的结果也能够为后继学习提供有价值的经验和直接的指导。

为此，在日常的实验教学过程中，我会让学生在每次实验后都简单地记录、总结自己在每个实验过程中的学习态度、表现、思维及感想等，帮助学生对自己的实验学习活动进行反思。除此之外，我还设计出符合学生学情的实验评价表（见表4），让学生通过填写实验评价表对自己或者他人的学习活动进行较全面的总结和评价。

表4 学生实验评价表

姓名：？摇？摇？摇？摇？摇实验内容：？摇？摇？摇？摇？摇日期：

综上所述，以目标、学法指导为基础，以实验品质培养为保证，以不同教学环节为有效途径，以反思和评价为依托，学生有序而学，只要能加以善用，必定能提高学生的实验能力。

参考文献：

[1]刘知新.化学教学论[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准（实验稿）[M].北京：北京师范大学出版社，2001.

[3]王磊.中学化学实验及教学研究[M].北京：北京师范大学出版社，2009.