化学实验教学中培养学生思维能力的实践与研究_思维品质论文

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      思维能力是化学新课程要培养的能力之一，化学教学有效培养学生的思维能力是当前课改深化与转型阶段，提高课程执行力的价值性标志。我们在强调培养学生的思维能力时，应注重优化学生的思维品质，促进其思维能力发展。

      一、创新实验设计，挖掘实验内涵，引趣激疑，培养学生思维的主动性

      实验引发的兴趣，可以转化为继续深入和持久探究的愿望和动力。经过思考，把动手和实验目的紧密结合，就能产生促进动脑思维的作用。因此，教师在课堂上要利用知识的趣味性、科学性和逻辑联系，精心设计一些适切的、新奇的实验，并及时设置递进的探究问题，产生认知冲突进而通过实验探索分析释疑，激发学生学习的兴趣和研究的动机，使学生积极主动地思考，从而培养思维的主动性。

      例如，对于“原电池”的教学，开始时不要急于求成，不直接给出原电池装置，也不直接告诉学生原电池是化学能转化为电能的装置，而先演示一组实验（投影到屏幕上，以下各例相同）：第一，将锌片、铜片和碳棒分别插入盛有稀硫酸的烧杯中；第二，将用导线分别相连接的锌片和铜片、铜片和碳棒、锌片和碳棒、锌片和锌片同时插入4个盛有稀硫酸的烧杯中；第三，在第二个实验的4个装置的导线中间各连接一个发光二极管或灵敏电流计或音乐集成块。学生通过观察、视听4个实验的不同现象，好奇心油然而生，会立刻对原电池原理的探究产生浓厚兴趣和需求，此时进行原电池概念与原理、化学能与电能的转化教学就水到渠成了。

      通过实验引趣激疑，将学生引入对新知识的学习探究中，既能调动学生自主动手、动脑、动口参与学习探究的全过程，改善了学法，又激发了学生思维的积极性和主动性。

      二、创新实验设计，挖掘实验内涵，生成探究问题，培养学生思维的深刻性

      思维的深刻性表现人们对事物或现象的洞察力，表现能透过现象去认识事物的本质，而不会被表面现象所迷惑，从而消除似是而非的认识。由于化学实验现象通常是许多因素共同作用的结果，而其中非本质现象往往会喧宾夺主，这势必干扰学生认识的正确性。基于这种情况，教师要适时通过实验引人矛盾，于无疑处生疑，通过挖掘实验内涵，通过优化的实验问题探究，增强认识的辨别能力，进而培养学生思维的深刻性。

      例如，对于“AgI胶体制备”的教学，教师先让学生写出KI与

两种溶液反应有黄色沉淀生成的方程式，然后提问：“是否在任何情况下，两种溶液反应都有黄色沉淀产生？”这种有悖认知惯性的提问，标新立异，通常会引起学生的争议与反驳，激起思维涟漪，产生一探究竟的欲望。然后演示AgI胶体形成实验：取一大试管，注入0.01mol/L的KI溶液8～10mL，用胶头滴管滴入8～10滴相同浓度的

溶液，边滴边振荡。在实验过程中，教师指导学生观察形成的分散系是否有沉淀产生。

      学生观察到的不是沉淀而是浅黄色均匀的分散系，出乎意料的“实验事实”，打破了思维定势，感到新奇，思维的深刻性悄然得到训练。矛盾是激活学生思维的最有效因素，创设矛盾并使矛盾转化，就是设计新的方法、新的条件，从而通过新情境下的实验探究分析进而释疑。教师在课堂中制造一些相互矛盾的表面实验现象，能在探寻矛盾的本质、解决矛盾的过程中培养学生思维的深刻性。化学知识丰富多彩，化学现象千变万化，许多知识和实验现象学生不熟悉，不易接受，需要教师通过创设的问题产生矛盾，产生认知需求，然后通过实验和相悖的现象感知、分析诠释矛盾，认识事物的本质和核心，促进对化学新知识的理解。

      三、创新实验设计，挖掘实验内涵，通过验证，培养学生思维的广阔性

      思维的广阔性是指考虑问题不仅会考虑整体，而且要考虑问题的细节；不仅考虑问题的本质，而且考虑和问题有关的所有可能因素。一些学生常感到化学是一听就懂，一做就错的学科，究其根本原因，是学生知识面较窄，考虑问题具有片面性和狭隘性。在教学中可通过精心创设的验证实验，引导学生在探究中拓展视角，丰富知识面，从事物的不同方面和不同联系上去考虑问题，培养思维的广阔性。

      

      

      在化学课堂教学中，教师运用实验验证方法可以发展学生思维的广阔性和深刻性，促使学生全面地看待化学问题、认清问题本质、理解化学概念和基本理论的内涵与外延。

      四、创新实验设计，挖掘实验内涵，释疑异常，培养学生思维的批判性

      思维的批判性是以广阔性为基础的，只有思维广阔的人，在处理问题时才能客观地考虑正反两方面的意见，坚持正确的观点，放弃错误的想法。化学知识有其整体性，如果只是孤立地、割裂地来学习，就无法深刻理解化学知识，更谈不上灵活运用。在教学中当学生遇到疑难或思维处于进退维谷时，教师可通过优化设计的实验开展讨论，促进学生积极思考作出判断，从错误中通过自我批判获得正确认识，从而培养学生思维的批判性。

      例如，“苯酚的化学性质”教学，教师可让学生根据苯酚的结构，对比已学苯和醇的结构与性质，思考苯酚有哪些化学性质？通过回顾比较交流，学生可能达成共识：发生卤代、磺化、硝化、氧化等反应。出现争论的是苯酚为什么显酸性以及与活泼金属（如Na、K等）发生置换反应。对此存在两种认识：因为苯酚有羟基，可发生类似于醇与钠的置换反应；因为苯酚是固体，跟“Cu难与AgCl发生置换反应”相似。此时，教师不宜直接评判，而应引导设计实验，让学生进行如表1所示的实验（所用苯酚、苯均为AR）探索，从原有认知与真实实验现象的交锋中自我释疑，从而获得对反应本质——苯环对羟基的影响使羟基氢氧键（-O-H）极性增强的共识。

      

      思维缺乏批判性的人易受暗示，不善于独立思考，不善于辨别正误，区别真伪，遇到问题时常常难置可否，自我评价能力差。在教学中教师可精心创设一些实验问题，让学生通过实验，展开师生间、生生间的讨论，交流看法，发表见解，使他们在实验探究和倾听不同意见中集思广益，在透析不同的思维方法中相互启发，从而促进他们个性思维、批判性思维和创造性思维的发展，提高他们全面思考问题的能力，合理建构认知结构。

      五、创新实验设计，挖掘实验内涵，生成开放性问题，培养学生思维的敏捷性

      思维的敏捷性是指在很快的时间内提出解决问题的正确方案。在化学实验教学中，一些学生的思维缺乏灵活性，不能随机应变，安于现状或依赖课本，囿于与事实不符的假设，不能准确抓住事物的本质，这就要求教师在教学中适时提出一些与常规看法相异的问题，从而形成质疑循因的兴奋，诱导学生分析，探索其中的奥秘。

      在高三元素化合物总复习教学中，可采用“头脑风暴法”创设问题。例如，在溴单质化学性质的复习中可提问：“尽可能多地列举哪些物质能使溴水褪色？并设计实验方案予以证明，写出有关反应方程式或者离子方程式。”笔者认为，教学活动要遵守以下原则：一是暂缓评价，禁止提出批评意见，以便自主积极思考，踊跃发言，提出多种多样的解决方案。二是鼓励广泛联想思考，方案越多越好。三是追求与众不同的、关系不密切的，甚至离题的想法。教师还可将富有启发性或创造性的问题、值得商榷的问题排列成表，在讨论评价中使用。这些问题虽然覆盖面广，上手容易，但深入探究较难，学生也会觉得问题很简单，可是在思考中，他们往往把握不住“尽可能多”，不能区分相同类型，对出现重复的内容不能剔除；不是实验方案太繁，就是方案欠科学、不合理，或缺乏实验验证的可操作性。在活动中也会出现一些创新的方案，并可获得实验的验证，如

溶液、Mg粉、含醛基（-CHO）的物质等都可使溴水褪色。在上述问题的解决中不仅能使学生所学知识得到巩固应用，而且发散性思维、收敛思维和创新想象力也得到了有效的训练。

      六、创新实验设计，挖掘实验内涵，引导质疑探究，培养学生的创造性思维

      创造性思维是指思维方法的多样性和思维成果的新颖性。它是通过探索、尝试去发现新规律得出新结论的一种认识活动。严格地说，中学生在教师引导下的创造属于类创造，即思维成品对个人来说是新的，而对人类来说是已知的。这里所说的成品是指以某种形式存在的思维成果。创造性思维是与创造活动紧密相连的，独特性、发散性和新颖性是思维创造性的3个特征。创造性思维的过程一般要经历准备期、酝酿期、豁朗期、验证期4个阶段。在教学中可在一定的教学阶段，根据化学问题的内在联系设计实验问题，通过多样性思考活动充分调动学生利用所学知识，自主进行问题解决，以培养学生思维的创造性。

      例如，对于金属的吸氧腐蚀教学，按教科书上的方法，学生分组实验后，再演示课件Flash模拟电子转移、铁的氧化（生成

）、吸氧还原（生成

），然后写出金属的吸氧腐蚀的反应原理——正极发生还原反应：2

+

+4

=4

；负极发生氧化反应：Fe-2

=

。在学生明确反应原理写出反应式时，教师启发诱导：你在实验过程中看到了哪些现象？产生了什么疑问没有？学生发现问题的意识立刻激活：“没有看到氧气被吸入”，“也没有看到亚铁离子的生成或溶液有明显颜色变化”，“这个反应的电子转移缺乏真实感”等等，并提出：“能否用现象明显的实验来证明呢？”结合学生的思考，教师展示并分析背景知识和实验材料，启发学生根据原电池原理，提出如何设计实验装置才能产生鲜明现象的问题思考。经过师生酝酿、讨论和协商后，学生展开充分的想象，设计出如图2所示的实验装置。实验时，将无锈铁钉、碳棒分别插入玻璃筒内。

      

      实验现象与结论：实验2 min后，向左边玻璃筒内滴入

溶液，可观察到铁钉附近出现少量蓝色混浊，证明铁钉被氧化，生成了

；右边筒内碳棒附近溶液变浅红色，表明溶液呈碱性，有氧气参与了还原反应。从电流计指针的微弱偏转，证明外电路有电子通过。

      在该教学案例中学生能够提出质疑实验问题并创造性地发现和解决问题，一方面是恰当地利用了实验教学情境，激励学生提问生成的结果；另一方面是学生强烈的求知欲形成创造性学习，通过认真观察、独立思考、主动质疑、积极探索解决问题的结果。新教学资源的生成引出了创新发现，丰富了教学内容，学生获得了铁的吸氧腐蚀实验现象和化学反应本质的真实体验，培养了学生思维的创造性。

      综上所述，笔者认为，在教学中，教师要与教材实验文本形成一种双向性理解关系。教师在实验教学优化设计之前要阅读教材和教学参考资料，厘清不同实验的特征以及在教材中的地位与作用，并与教材的编者、教材文本对话和交流。就教学设计而言，教师要能够读懂教材编者的原意，这对优化实验教学设计具有不可替代的指导意义，而教师对原意的创造性解读和应用是优化实验教学设计的灵魂。只有如此，才能真正实现新课程化学实验教学本意、主体的回归，达到培养学生的创新思维的目的。

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