中学生化学实验能力的培养策略与途径

吴良根

【摘 要】化学实验能力是学生运用化学实验手段来解决问题、获得有关知识、经验的能力。中学生化学实验能力主要包括敏锐的实验观察能力、熟练的实验操作能力和创新的实验思维能力。本文探索了在化学课堂教学和日常生活中培养学生化学实验能力的策略与途径。

【关键词】中学化学实验能力观察能力操作能力思维能力

一、化学实验能力简述

实验是化学赖以形成和发展的基础，又是学习化学的媒介。直观、鲜明和生动的化学实验现象，不但能为学生的化学学习提供直接的感性认识，帮助学生接受和理解化学知识，还能促进他们获取并灵活应用化学知识。化学实验能力是运用化学实验手段来解决问题、获得有关知识、经验的能力。其培养目标包括：

（１）拥有较强的“实验意识”。善于通过实验来解决化学问题,并能通过对问题的思考与分析，从中提炼出适宜的化学实验课题。

（２）能灵活地运用化学知识和技能设计科学和可行的化学实验方案。一个完整的科学探究过程包括发现问题、提出假说、设计实验并实施、分析现象和数据并得出结论、运用结论解释问题、交流表达等环节。化学实验设计方案可以包含上述探究过程中的一个或几个片段，也可以是探究活动的全过程。

（３）能根据实验方案恰当地选择、装配、使用化学实验仪器和化学试剂；合理地选择、组织并有效地完成全部实验过程的各种操作，有效地控制实验条件；妥当地处理实验中出现的问题；能独立、系统、有条不紊地进行化学实验观察，客观、完整地记录实验的过程、条件和现象。

（４）能对获取的化学实验现象、数据等进行一定的思维加工，具有较强的实验思维能力；形成科学的化学概念、判断和推理，发现规律、解决问题，并且将其概括成化学知识的能力。

二、中学生化学实验能力的培养策略与途径

化学实验能力的培养贯穿在化学教学的全过程，化学知识教学和实验教学相互促进、相互渗透、相互统一。化学实验能力是由多种成分组成的一种综合性能力，培养中学生化学实验能力主要在培养学生的实验观察能力、实验操作能力和实验思维能力上下功夫。

（一）化学实验观察能力的培养

观察能力是指学生通过观察实验过程及现象获得生动的感性材料，然后进行分析、综合、概括、归纳后上升为理性认识，形成正确概念。用于训练学生观察能力的内容有很多，如化学变化过程中物质的能量、质量、颜色变化、沉淀和气体的生成等。培养学生敏锐的观察能力应做好以下几点。

1.明确目的要求。化学反应的现象纷繁复杂，观察时如果没有明确的观察目的，容易舍本求末、漫无目标。因此在实验前要提醒观察的要点，要求学生带着问题去观察。如在观察物质的物理性质时，应该注意的是物质的颜色、状态、气味、硬度、密度等；在观察实验现象时，要注意观察物质状态的变化、颜色的变化、发光、放热、发出的声音等现象；观察装置时，要注意仪器的规格、仪器的空间位置、连接顺序等。有些实验是在瞬间完成的，则要求学生集中注意力。

2.力求完整全面。要引导学生调动多种感觉器官，多方面对化学现象进行全面、深入的观察，即透过现象看本质。在观察铜与浓硝酸的反应现象时，有的学生观察到产生了红棕色气体，至于铜片溶解、最终消失，反应放热、溶液变色等现象容易被忽略；观察甲烷和氯气在光照的条件下发生取代反应时，有的学生注意到氯气的颜色退去，却忽略了在集气瓶的内壁上有无色油状液滴生成，这些都是观察不完整的表现。因此要引导学生敏捷地捕捉稍纵即逝或不易发现的反应现象，不忽视细枝末节的变化。对复杂的变化，可多人同时进行观察，做好分工协作。

3.掌握方法技巧。掌握良好、科学、辩证的观察方法与技巧，就可以对观察的对象进行全方位、多层次、多结构的观察，并能在“同”中察“异”，“异”中见“同”。因此，观察时应坚持：①充分调动各种感觉器官同时参与观察活动；②多角度对事物进行观察；③从整体到部分，或从部分到整体，分阶段分层次进行观察；④科学地利用前人观察的结果等。此外，作详尽的观察记录，写出心得，以巩固观察结果，这些都是良好观察方法的基本要求。

4.养成观察习惯。化学是与生活实际紧密相关的学科，因此，在生活中就要养成良好的观察习惯。教师在学生学习化学之初就要对学生提出建议和要求，如每人准备一个观察记录本，每天为自己设计一个观察点，将自己观察的主题、现象及由现象得出的结论记录下来，例如：

观察日期：______年____月____日

观察主题：味精、食盐、碱面、蔗糖的不同性质

观察记录：

（二）化学实验操作能力的培养

实验操作能力在化学实验能力的诸要素中占有重要的地位，包括选择、装配、使用化学实验仪器和化学试剂的能力；选择、组织和完成实验操作，控制实验条件，实现化学过程以及各种预处理、后处理过程的能力等。这关系到实验方法和实验方案的顺利实现。学生化学实验操作能力的培养，重在熟练，贵在规范。教师要充分发挥示范指导作用，同时尽可能创造机会让学生实际操练。

1.选择组装仪器。要了解常用仪器的名称、原理、构造、性能、特点及注意事项。在实验中，往往需要将多个仪器或器材进行连接与组装，配合使用。无论是一台仪器各个部位的装配，还是多个仪器和器材的组合，都必须做到正确、合理和美观。有的教师在准备学生实验时，常常代替学生把仪器和药品都事先装配好，以为既方便又节省时间，但这种做法，削减了学生练习和操作的机会，不利于全面培养学生通过实验独立解决问题的能力。对于一些难度不大、比较安全的实验要尽量让学生体验，以提高他们的操作能力。不能把“做”实验变成教师“讲”实验、学生“听”实验和“背”实验的过程。

2.熟练基本操作。严格且规范的基本操作，是得到鲜明的实验现象和准确的实验结果的前提，是避免意外事故的保证。对于各种基本操作，教师均要做示范。学生通过老师规范的操作与讲解，掌握要领。除此之外，还可通过教材插图和实验室的挂图等帮助辨析操作的正误。有的学生有畏难情绪或胆小不敢动手，也有的学生满不在乎或大大咧咧，这些都不利于实验技能的培养。只有在实验室和平常生活中多细心体会，勤学苦练，才能熟练掌握正确的实验基本操作。

4.安全故障处理。由于条件限制或操作失误，实验时有可能会带来一些安全问题。为了做到防患于未然，把危害降低到最低程度，每个学生都有必要了解化学实验中的安全知识，提高安全意识，严格按照实验操作规程进行化学实验。在实验中，免不了还会出现一些实验故障，一般情况下由教师帮助排除，但在教学中也应有意识地培养学生排除一些简单故障的能力。

实验操作能力的培养，并非只有在实验室中才能进行，日常生活中也能训练学生的实验操作技能。如洗衣服时洗涤剂如何使用比较科学？衣服如何漂洗会更干净？炒菜时何时放菜，何时放调味品？这其中都包含一定的操作程序。一个在生活中善于观察、勤于动手的学生，一定能成为化学实验操作的小能手。

（三）化学实验思维能力的培养

思维是人脑对客观现象概括的、间接的反映，是一种高级的认识活动。化学实验思维则是以化学实验及相关知识为基础，体现在获得化学概念、认识物质性质、形成实验方案、揭示化学规律等方面的思考与认识上，涉及对实验现象的认知、判断、处理，对实验活动和行为的设计、决策、评价和概括。它包括化学抽象（逻辑）思维、形象（直感）思维和化学灵感（顿悟）思维等。各种思维形式既有共性，又有差异，它们相互区别、相互联系、相互制约。

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1.结合实验观察。化学观察不是一种纯粹的感性活动，它还包含着理性思维的因素，是“思维着的化学知觉”。学生掌握知识必须通过自己的思维活动，而观察能为思维提供必要的素材。有些学生把观察简单地理解为“看看”，缺乏对本质的思考。其实，观察不仅仅是为了获取和积累一些直觉表象，更重要的是对所获取的大量感性材料进行分析、比较、综合、抽象、概括等思维活动，这样才能真正通过这些表面现象，认识事物的本质属性及其内在联系，使感性认识上升到理性认识。

例如，学习催化剂和催化作用的概念时，教师可演示实验：将三支分别盛有氯酸钾、二氧化锰、氯酸钾和二氧化锰的混合物的试管加热。在加热过程中，利用带火星的木条进行检查，观察各试管中有无氧气放出(放出的速度)。实验结束后，通过分析、归纳得出氯酸钾、二氧化锰的性质。这样，就为进一步抽象、概括形成催化剂和催化作用的概念，提供了全面、正确的感性材料。以上的判别、比较、分析、综合、抽象、概括等，都是不同形式的思维活动。观察中进行这一系列方式方法的思维活动，不仅能提高学生观察的积极性，做到全面、精细、正确的观察，而且有利于发展学生的思维能力。所以，教师在教学中要经常引导和训练学生运用已有的知识，运用分析、比较、综合、抽象、概括以及归纳、演绎等思维方法，善于把观察和思维结合起来。

2.依托问题解决。化学实验问题指在问题的条件、目标等因素中的一个或全部内容与实验有关，而且解决问题的途径主要是通过实验手段。化学实验问题所涉素材一般要超越教材和学生已有的知识水平。实验有一定难度，需要一定的思维程序和方法，经过反复思考才能完成。例：如何用乙醇制备乙二酸乙二酯？在这个问题中，条件(乙醇)与目标(乙二酸乙二酯)没有任何直接的联系。分析时可引导学生采用逆推法，即沿着题中给出的条件，搭建起它们之间的“桥梁”，按先后顺序一步步逼近结果。

“由因求果”的思维活动，通常称“正向求解”。如果试着从终点入手，步步回推，这就是逆向思维。本题的解决过程就能较好地训练学生的逆向思维能力。在问题解决过程中，要有意识地培养学生举一反三、触类旁通的学习能力。不能单纯追求问题的结果，要通过练习归纳总结一类问题的解决策略；要有意识地引导学生敢于向传统理论提出挑战，对同一问题提出多种不同的理解或解决方法，尤其要重视和保护学生新颖、独特甚至是奇怪的想法，以培养学生思维的发散性。

3.重视实验设计。实验设计能力从本质上讲是一种思维技能，是指学生根据问题的需要确立研究目标，应用所学原理，选择适当的仪器、药品和材料，设计各种实验去验证或探索某一原理或改进原有实验路线以达到更好的实验目标。实验设计训练让学生直接接触科学研究的方法，使学生对预感、推测、试验以及独立解决问题的可能性有正确的认识。同样一个化学实验问题，可以设计出多种解决方案，能较好地培养学生的发散性思维能力。并且通过设计实验，学生能学会如何控制或改变实验条件，选择什么样的仪器来实施实验，如何运用规律来解释自然现象，如何由诸多的现象归纳出本质的结论，如何探索科学规律，等等。实验设计过程中综合运用各种科学知识，能较好地培养学生思维的流畅性、变通性、独创性，是培养学生创造性思维能力的良好载体。

三、结语

要培养学生的化学实验能力，除了要培养通过实验来探索解决问题的“实验意识”外，还要注意进行科学精神和科学态度的教育，结合学生的具体情况，进行学习目的教育、理论联系实际及实事求是的科学态度教育，努力培养学生积极的学习情感。■

【参考文献】

［1］邓永财.试论中学化学实验思维能力的结构与构建［J］.课程·教材·教法，2004（１０）.

［2］杨玉琴，王祖浩.对化学“实验能力”内涵的重新认识［J］.化学教育，2012（１１）.

［3］姚秋平.帮助学生形成化学实验能力的思考［J］.化学教学，2006（４）.

（作者单位：江苏省苏州市吴江区八坼中学）

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1.结合实验观察。化学观察不是一种纯粹的感性活动，它还包含着理性思维的因素，是“思维着的化学知觉”。学生掌握知识必须通过自己的思维活动，而观察能为思维提供必要的素材。有些学生把观察简单地理解为“看看”，缺乏对本质的思考。其实，观察不仅仅是为了获取和积累一些直觉表象，更重要的是对所获取的大量感性材料进行分析、比较、综合、抽象、概括等思维活动，这样才能真正通过这些表面现象，认识事物的本质属性及其内在联系，使感性认识上升到理性认识。

例如，学习催化剂和催化作用的概念时，教师可演示实验：将三支分别盛有氯酸钾、二氧化锰、氯酸钾和二氧化锰的混合物的试管加热。在加热过程中，利用带火星的木条进行检查，观察各试管中有无氧气放出(放出的速度)。实验结束后，通过分析、归纳得出氯酸钾、二氧化锰的性质。这样，就为进一步抽象、概括形成催化剂和催化作用的概念，提供了全面、正确的感性材料。以上的判别、比较、分析、综合、抽象、概括等，都是不同形式的思维活动。观察中进行这一系列方式方法的思维活动，不仅能提高学生观察的积极性，做到全面、精细、正确的观察，而且有利于发展学生的思维能力。所以，教师在教学中要经常引导和训练学生运用已有的知识，运用分析、比较、综合、抽象、概括以及归纳、演绎等思维方法，善于把观察和思维结合起来。

2.依托问题解决。化学实验问题指在问题的条件、目标等因素中的一个或全部内容与实验有关，而且解决问题的途径主要是通过实验手段。化学实验问题所涉素材一般要超越教材和学生已有的知识水平。实验有一定难度，需要一定的思维程序和方法，经过反复思考才能完成。例：如何用乙醇制备乙二酸乙二酯？在这个问题中，条件(乙醇)与目标(乙二酸乙二酯)没有任何直接的联系。分析时可引导学生采用逆推法，即沿着题中给出的条件，搭建起它们之间的“桥梁”，按先后顺序一步步逼近结果。

“由因求果”的思维活动，通常称“正向求解”。如果试着从终点入手，步步回推，这就是逆向思维。本题的解决过程就能较好地训练学生的逆向思维能力。在问题解决过程中，要有意识地培养学生举一反三、触类旁通的学习能力。不能单纯追求问题的结果，要通过练习归纳总结一类问题的解决策略；要有意识地引导学生敢于向传统理论提出挑战，对同一问题提出多种不同的理解或解决方法，尤其要重视和保护学生新颖、独特甚至是奇怪的想法，以培养学生思维的发散性。

3.重视实验设计。实验设计能力从本质上讲是一种思维技能，是指学生根据问题的需要确立研究目标，应用所学原理，选择适当的仪器、药品和材料，设计各种实验去验证或探索某一原理或改进原有实验路线以达到更好的实验目标。实验设计训练让学生直接接触科学研究的方法，使学生对预感、推测、试验以及独立解决问题的可能性有正确的认识。同样一个化学实验问题，可以设计出多种解决方案，能较好地培养学生的发散性思维能力。并且通过设计实验，学生能学会如何控制或改变实验条件，选择什么样的仪器来实施实验，如何运用规律来解释自然现象，如何由诸多的现象归纳出本质的结论，如何探索科学规律，等等。实验设计过程中综合运用各种科学知识，能较好地培养学生思维的流畅性、变通性、独创性，是培养学生创造性思维能力的良好载体。

三、结语

要培养学生的化学实验能力，除了要培养通过实验来探索解决问题的“实验意识”外，还要注意进行科学精神和科学态度的教育，结合学生的具体情况，进行学习目的教育、理论联系实际及实事求是的科学态度教育，努力培养学生积极的学习情感。■

【参考文献】

［1］邓永财.试论中学化学实验思维能力的结构与构建［J］.课程·教材·教法，2004（１０）.

［2］杨玉琴，王祖浩.对化学“实验能力”内涵的重新认识［J］.化学教育，2012（１１）.

［3］姚秋平.帮助学生形成化学实验能力的思考［J］.化学教学，2006（４）.

（作者单位：江苏省苏州市吴江区八坼中学）

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1.结合实验观察。化学观察不是一种纯粹的感性活动，它还包含着理性思维的因素，是“思维着的化学知觉”。学生掌握知识必须通过自己的思维活动，而观察能为思维提供必要的素材。有些学生把观察简单地理解为“看看”，缺乏对本质的思考。其实，观察不仅仅是为了获取和积累一些直觉表象，更重要的是对所获取的大量感性材料进行分析、比较、综合、抽象、概括等思维活动，这样才能真正通过这些表面现象，认识事物的本质属性及其内在联系，使感性认识上升到理性认识。

例如，学习催化剂和催化作用的概念时，教师可演示实验：将三支分别盛有氯酸钾、二氧化锰、氯酸钾和二氧化锰的混合物的试管加热。在加热过程中，利用带火星的木条进行检查，观察各试管中有无氧气放出(放出的速度)。实验结束后，通过分析、归纳得出氯酸钾、二氧化锰的性质。这样，就为进一步抽象、概括形成催化剂和催化作用的概念，提供了全面、正确的感性材料。以上的判别、比较、分析、综合、抽象、概括等，都是不同形式的思维活动。观察中进行这一系列方式方法的思维活动，不仅能提高学生观察的积极性，做到全面、精细、正确的观察，而且有利于发展学生的思维能力。所以，教师在教学中要经常引导和训练学生运用已有的知识，运用分析、比较、综合、抽象、概括以及归纳、演绎等思维方法，善于把观察和思维结合起来。

2.依托问题解决。化学实验问题指在问题的条件、目标等因素中的一个或全部内容与实验有关，而且解决问题的途径主要是通过实验手段。化学实验问题所涉素材一般要超越教材和学生已有的知识水平。实验有一定难度，需要一定的思维程序和方法，经过反复思考才能完成。例：如何用乙醇制备乙二酸乙二酯？在这个问题中，条件(乙醇)与目标(乙二酸乙二酯)没有任何直接的联系。分析时可引导学生采用逆推法，即沿着题中给出的条件，搭建起它们之间的“桥梁”，按先后顺序一步步逼近结果。

“由因求果”的思维活动，通常称“正向求解”。如果试着从终点入手，步步回推，这就是逆向思维。本题的解决过程就能较好地训练学生的逆向思维能力。在问题解决过程中，要有意识地培养学生举一反三、触类旁通的学习能力。不能单纯追求问题的结果，要通过练习归纳总结一类问题的解决策略；要有意识地引导学生敢于向传统理论提出挑战，对同一问题提出多种不同的理解或解决方法，尤其要重视和保护学生新颖、独特甚至是奇怪的想法，以培养学生思维的发散性。

3.重视实验设计。实验设计能力从本质上讲是一种思维技能，是指学生根据问题的需要确立研究目标，应用所学原理，选择适当的仪器、药品和材料，设计各种实验去验证或探索某一原理或改进原有实验路线以达到更好的实验目标。实验设计训练让学生直接接触科学研究的方法，使学生对预感、推测、试验以及独立解决问题的可能性有正确的认识。同样一个化学实验问题，可以设计出多种解决方案，能较好地培养学生的发散性思维能力。并且通过设计实验，学生能学会如何控制或改变实验条件，选择什么样的仪器来实施实验，如何运用规律来解释自然现象，如何由诸多的现象归纳出本质的结论，如何探索科学规律，等等。实验设计过程中综合运用各种科学知识，能较好地培养学生思维的流畅性、变通性、独创性，是培养学生创造性思维能力的良好载体。

三、结语

要培养学生的化学实验能力，除了要培养通过实验来探索解决问题的“实验意识”外，还要注意进行科学精神和科学态度的教育，结合学生的具体情况，进行学习目的教育、理论联系实际及实事求是的科学态度教育，努力培养学生积极的学习情感。■

【参考文献】

［1］邓永财.试论中学化学实验思维能力的结构与构建［J］.课程·教材·教法，2004（１０）.

［2］杨玉琴，王祖浩.对化学“实验能力”内涵的重新认识［J］.化学教育，2012（１１）.

［3］姚秋平.帮助学生形成化学实验能力的思考［J］.化学教学，2006（４）.

（作者单位：江苏省苏州市吴江区八坼中学）

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