化学实验中学生潜能的开发，本文主要内容关键词为：潜能论文,中学生论文,化学实验论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
所谓潜能，并非是人既有的或显然具有的能力、技能或已经具备的其他方面的特征，而是指未来这种特征的学习、发展、形成的可能性。一直以来，人们都把某些潜能归属于部分学生，并认为，不仅缺乏某种潜能的人根本谈不上去实现它，就是那些拥有某种潜能的人也未必能够确保它的实现，即潜能具有“稳定性”。美国著名哲学家、教育哲学家伊斯雷尔·谢弗勒所著的《人类的潜能——一项教育哲学的研究》一书打破了关于潜能“稳定性”的神话，明确指出：潜能是可以开发和培养的。加德纳的多元智能理论也认为：“每个孩子都是一个潜在的天才。”那么，什么样的课程和训练，什么样的实践形式或生活经验，能帮助学生去实现他们的潜能开发？
化学实验就是一种开发学生潜能的载体。脑科学研究表明，人脑左、右两半球具有不同的功能。左半球是处理言语、进行抽象逻辑思维、集中思维和分析思维的中枢，右半球是处理表象、进行具体形象思维、发散思维和直觉思维的中枢。丰富多彩、千变万化的化学实验现象，能激发学生认真操作、仔细观察实验现象，深入地分析和探索实验的本质。在这个过程中，大量的实验表象在学生的右脑里积累，可以促进学生形象思维能力的发展；而对化学实验现象本质的探索，又能促使学生左脑抽象思维能力的提高。这就是说，在化学实验中，学生左、右脑协调发展，各种能力既独立发挥作用，又相互影响、彼此促进，最终实现潜能的开发。
一、引发实验兴趣，唤醒潜能
实验能引起学生浓厚的认识兴趣——这是学习动机中最现实、最活跃的成分。实验兴趣作为其中最重要的一种认识兴趣，是学生发挥实验能动性的重要前提和动力。我国心理学家潘菽等人把化学教学中学生的认识兴趣分为四种类型：（1）直觉兴趣。即只要求自己观察教师演示所产生的化学变化，满足于感知化学事实、观察实验现象。（2）操作兴趣。即要求自己能进行操作，希望能提供化学试剂和仪器，自己重演所观察过的化学变化，或者试图通过自己的操作有新的发现。他们有了了解如何引起或改变实验现象的要求，以及进行实践操作活动的愿望。（3）探究兴趣。即在了解实验现象的基础上，倾向于认识化学事物之间的因果关系和本质联系，认识化学现象的内在规律。（4）创造兴趣。即倾向于通过观察化学变化，进一步了解一类化学变化的共同特点和一般规律。同时，不满足于了解个别的化学变化的因果联系，而且要试图进行抽象、概括、推广，甚至用创造性的实验设计来检验自己的设想。
这四种实验兴趣的水平是逐级升高的，其推动和促进潜能开发的作用的程度也是由低到高的。因此，在化学实验教学中，一方面要注意鼓励和保护学生的直觉兴趣和操作兴趣；另一方面，又不能停留于此，要积极培养和提高学生的探究兴趣和创造兴趣。
【案例1】
学习原电池知识，教师请学生先做水果电池实验：在番茄上平行地插入铜片和锌片，铜片和锌片上都用导线和音乐卡片连接。悦耳的音乐声响起，学生一阵惊奇和欢呼。电流是怎么产生的，还有哪些方法也能形成电流？这时候，大家跃跃欲试，用教师事先提供的金属片、各种溶液、导线、电流表、水果等，尝试做成一个个成功和不成功的电池，并自主探究电流的流向，归纳构成原电池的基本条件。在学习掌握了原电池的基本原理之后，学生仍不满足，积极主动地去探求各种实用电池的构造及原理。
二、倡导实验改进，挖掘潜能
潜能若得不到正确的挖掘、训练，会慢慢退化或消失。化学教材中的实验由于要兼顾到各地不同的学情，实验装置或实验操作往往都很简单，其中也存在不少现象不明显、污染物不易处理的实验。实验教学中，需要教师根据自身的实验条件和学生的知识基础，灵活处理，通过改进实验方案，充分挖掘学生的潜能。教师不妨先带领学生共同分析已有实验的原理、不足之处，然后鼓励学生有针对性地设计更加合理、完善的实验方案。
【案例2】
对于钠和水的反应，教材中呈现了三种方法，但这三种方法各有优缺点。其中，方法一如图1所示，优点是：易于观察反应现象；缺点是：无法收集和检验氢气。方法二如图2所示，优点是：能收集和检验氢气；缺点是：无法观察钠和水反应的现象。方法三如图3所示，优点是：能观察钠和水反应现象及检验氢气；缺点是：无法确定应挤压出水的体积，而且钠块与水接触的瞬间极易滑开，存在安全隐患。学生在教师的指导下，对实验方案进行了改进，方法如图4所示。改进后的实验既能清晰地观察到钠的四处游动，又能收集反应产生的气体并便于检验，而且实验操作简便、安全。
【案例3】
对于碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应剧烈程度的比较实验，教材也呈现了两种方案，也是各有优缺点。其中，方法一如图5所示，优点是操作简便，缺点是反应不同步、对比不明显。方法二如图6所示，优点是对比明显，缺点是干瘪的气球很难同时让固体粉末落下，而且气体少了气球变化不明显。改进方法如图7所示，将两只等径的玻璃管插入试剂瓶底部，此时玻璃管中进入等量的盐酸，用手指按住玻璃管顶端，移至盛有相同体积、相同浓度并事先滴有洗涤剂的
和
溶液上方，松开手指。如此改进后的实验操作简单、现象明显，能做到绝对等量、同步，通过观察反应产生泡沫的快慢和多少，实验结论一目了然。
奥地利经济学家J.A.熊彼德认为，“新的或重新组合的或再次发现的知识被引入经济系统的过程”称为“创新”。对“创新”的这种认识，要比“首创前所未有”的“创造”更宽泛，它包容了“创造”，也包容了对原有知识的“重新组合”和“再次发现”。在实验方案的改进过程中，学生充分调动自己的知识储备，开动脑筋积极思维，在“创新”中不断发挥自己的潜能。
三、注重自主探究，发展潜能
从实验操作、实验改进，到自主设计探究实验，越来越凸显出教师主导下的学生的主体地位。学生要完成实验设计，首先要了解实验的要求，学会如何控制条件、排除干扰；在实验过程中，要随时观察现象、记录数据，并能处置突发问题；实验结束后，能对采集的数据进行分析、处理并概括得出结论。这对学生潜能的发展大有裨益。
【案例4】
教师给学生布置实验课题“铜和稀硝酸反应”，要求：易于控制反应的发生和停止，能观察到气体颜色的变化。学生设计的实验步骤如下：（1）如图8（1），在装有稀硝酸的U形管两端分别插上橡皮塞，其中一端的橡皮塞上插有可拉动的铜丝。（2）如图8（2），U形管向插有铜丝的一侧倾斜，排除铜丝端的空气。（3）如图8（3），将玻璃管竖直，拔去右侧橡皮塞，反应开始。（4）如图8（4），生成无色NO气体的同时将硝酸压入右侧管中，拉动铜丝可控制气体生成的多少。当液面不再与铜丝接触时，反应停止。（5）如图8（5），试管右侧重新塞上橡皮塞。（6）如图8（6），U形管再次向插有铜丝的一侧倾斜，无色的NO气体被排入有空气的一侧，生成红棕色的NO2气体。（7）将U形管竖直，拔去铜丝，可重复实验。
让学生设计此实验，旨在让学生运用可以移动的铜丝控制反应，用少量石灰石和稀硝酸反应先除去装置中的空气。而学生创造性的方案更是出乎教师的意料：他们巧妙地使用U形管，通过U形管倾斜、竖直的变化，轻松地达成了排除空气、混合空气等要求，操作简便，现象明显，且能重复实验。学生这种不以概念、判断、推理为主要的思维形式，也没有遵守逻辑规则，而是以直觉、灵感、联想、想象等为主要手段，来触发新思想、新意象的产生的做法，充分体现出思维的独创性。这再次表明，学生的潜能是无限的。
【案例5】
学生自选课题：“热敷袋”中的物质成分及发热原理探究，目的是探究生活中的电化学知识。实验过程如下：
第一步：探究。（1）将“热敷袋”拆解，观察里面物质的颜色、状态，闻气味。（2）提出猜想：黑色物质可能是碳、铁粉、氧化铜、
；少量红棕色物质是
；还应有电解质。（3）实验探究：利用常见的物质分离及检验方法逐个验证，“热敷袋”中的物质是碳、铁粉、NaCl的混合物。（4）原理解释：碳、铁粉和NaCl构成了原电池，利用铁粉的吸氧腐蚀，将电能转化为热能，以达到发热的目的。
第二步：仿制。（1）称取活性炭、还原铁粉、细木屑于烧杯中，再加入食盐水，用玻璃棒搅拌均匀。（2）用大头针在小塑料袋上扎几十个针眼，把烧杯里的混合物全部加入小塑料袋中，封上袋口，再放入大塑料袋中，封上袋口。（3）使用时将大塑料袋袋口打开，反复搓揉塑料袋，能感觉温度明显上升。
第三步：创造。（1）使用由电池、电阻丝制成的“热敷袋”。（2）将铝粉代替铁粉制成“热敷袋”。（3）利用废旧锌锰电池中的锌粉、、淀粉糊（含
与
混合液）制成“热敷袋”。（4）用铁粉、氯化铁浓溶液、淀粉制成“热敷袋”。（5）用碳酸钠粉末、水制成“热敷袋”。
实验中，学生从自己感兴趣的事物入手，探究生活中的化学知识，不仅丰富了知识，开阔了视野，锻炼了能力，还由开始的拆解、探究逐步走向仿制，最后成功地制作出各种各样的“热敷袋”，这是一个完整的由学习到创新的过程。其间，学生潜能勃发，创造火花不断闪现。
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