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加强化学实验教学 培养学生科学素养
作者：冯洪明
[关键词]实验教学 科学素养 化学教学
实验是化学学科赖以产生和发展的基础，是化学教学中落实素质教育、培养学生化学科学素养的重要渠道和主阵地。当前有部分化学教师对化学实验教学可提高学生科学素养的教学功能缺乏足够的认识，存在重理论轻实验、重结论轻过程的现象，这不利于学生化学科学素养的提高。因此，在中学化学实验教学中应转变教学观念，发挥化学实验教学的优势，捕捉契机，这对于提高学生的化学科学素养十分必要。
一、转变实验教学观念，培养学生掌握科学的研究方法
传统的实验教学目的是“重结论”，而不是将实验作为“再发现”的过程。因此，学生只是机械地接受知识，这不利于学生掌握科学的研究方法。教师应转变观念，建立以实验教学为基础的化学教学观，充分挖掘化学实验的教学潜能，为落实新课程教学理念创造条件，营造—个良好的化学实验教学环境。
1.改革演示实验。目前，中学化学演示实验多为教师先演示，学生观察现象，然后归纳得出物质的性质、制法或定律，最后由学生通过实验验证。在实验中学生往往只是简单机械地重复，没有积极地思维和创新，也没有探索的目标和方向。这种实验模式缺乏对学生独立思考能力、丰富想象力、独立动手实践能力、创新意识及创造能力的培养，不利于学生科学素养的提高。因此，必须转变实验教学观念，改变传统实验教学模式，培养学生掌握科学的研究方法。例如，在金属钠与水反应的演示实验中，不但要教会学生对实验现象进行正确地观察和描述：钠浮在水面上，熔成小球，小球不停地在水面上转动，发出“嘶嘶”响声，有水雾及气体生成，反应后溶液能使酚酞试液变红等，而且要能得出结论：钠能与水反应产生气体，同时生成NaOH。更重要的是还要启发学生思考，因为实验中学生肯定已发现一些“特殊”现象：钠是金属，为什么不沉入水底？又为什么能熔成小球？学生对此疑惑不解，而且十分迫切想知道是什么气体。这时学生处于迫切需要知道“为什么”的心理状态，产生较强的情感震憾。学生的需要被唤起，动机被激发，产生了进一步学习的兴趣，自然有利于教学目标的顺利实现。
2.重视学生分组实验教学。对于高一年级，进一步熟练化学实验的基本操作仍然是学生分组实验的任务之一，但形成良好的观察品质、能够合理地解释实验并获得相应的实验结论就显得更为重要。为了培养学生严谨治学的科学态度，把一些验证性的学生分组实验改为实验测试或实验考查的形式，而且在考查的标准中制定一些鼓励性的条目，如“能够观察到实验的异常现象”、“能够解释实验的异常现象”、“能够发现实验成功的某些具体措施”、“能够提出完成实验的其他实验方案”，等等。通过这样的测试与考查，学生在巩固已有知识的基础上提高了观察兴趣，优化了观察品质。
在高二、高三年级，由于大部分学生分组实验已经以边讲边实验的方式完成，余下的要么是一些装置复杂、耗时较长的实验，要么便是实验习题。对于这些实验可以要求学生以研究实验的方式完成。所要研究的问题，如实验条件的确定及其原因、实验装置的选择及其依据、药品加入顺序和实验操作顺序对实验有无影响及其影响结果，以及对所验证的实验或所设计的实验方案进行诊断，分析是否存在有失严谨、可以改进的地方等等。学生形成了这种研究性的实验习惯后，就会在实验过程中自主地发现问题并最终解决问题，从而达到完善学科素质的教学目的。
二、改进实验装置，对实验进行拓展和延伸，培养学生的创造性思维
实验装置是化学实验的客观载体，也是学生科学素质培养的重要媒体。引导学生认识到实验装置改进的必要性并最终可以对实验装置提出自己的改进设想，对学生进行的思维训练将具有很大的力度。因此，在化学实验教学中应充分注意对实验装置的改进。改进实验装置的目的有以下几方面：
1.使现象更鲜明。化学实验只有具有鲜明的现象，才能起到其应有的作用。因此，进行化学实验特别是演示实验时，首先追求的一项指标就应是现象鲜明，除了选用大容积的仪器、实物投影或进行背景、空白对照等手段外，改进实验装置也是一种重要途径。
2.使实验更客观。实验的客观性是相对实验的理想化模式而言的。中学化学实验中的理想化处理大部分是合理的，是与教育对象心理特征相适应的。但是，随着学生年龄的增长，特别是进入高中后，如果完全忽略实验的客观性，一味地把实验内容的实际问题理想化，将对学生思维的细节刻划、充实校正等品质的形成产生负面影响，限制了他们创造思维品质的良性发展，在学生创造思维的细节性上留下缺憾。如在氯气的实验室制法实验中，当分析了制得的氯气中可能含有杂质气体水蒸气和氯化氢气体后，基于学生的接受能力和掌握知识的需要，特别是为了增强实验的客观性，可引导学生继续思考：怎样重新设计实验除去杂质气体制得干燥纯净的氯气？在此实验设计中，净化、干燥装置是学生在初中已经了解的，而有毒气体封闭式的收集和防止污染的吸收装置，则是学生在高中阶段必须掌握的。通过这种实验设计，学生不仅能动地掌握了氯气的实验室制法，而且可以有效地掌握新知识，找到新旧知识之间的区别与联系，更重要的是在实验的参与中训练了思维。接受了学科思想和环境意识的熏陶。
3.使结论更严谨。化学实验是化学重要理论、概念及元素化合物知识的感性认识基础，其所得出的结论是否严谨，不仅直接影响学生对这些重要理论、概念及知识的理解与掌握，而且还将对学生学科素质的完善产生重要的影响。因此，由化学实验所得出的结论更为严谨，这也是化学实验敦学的重要目的。改进实验装置可以在这方面起到积极的作用。
三、增大实验训练力度，在探索性实验中培养学生的创新能力
化学实验包括验证性实验和探索性实验两大类。目前教材中设计的学生实验大多属验证性实验。随着教学的深入，学生具有一定的化学知识和实验技能后，原来的照方抓药、按部就班式的验证性实验就显得过于机械呆板，这类实验虽能提高学生的实验操作熟练程度，但对培养学生的创造能力就显得后劲不足，具有很大的局限性。
与验证性实验相对的便是探索性实验。探索性实验是指探索研究对象的未知性质，了解它具有怎样的组成，有哪些属性和变化特征以及与其他对象和现象的联系等的实验。它是通过“问题→实验→科学抽象→结论→应用”这样一个过程来体现。教材中有不少富有探索性的实验，它们都是培养学生创造力的良好素材。只要教师把握好时机，教学时注意启发引导，发挥学生的主体性，对学生创造力培养非常有效。实验习题就是其中很好的探索性实验题材。
总之，在中学化学实验教学中，教师应转变教学观念，积极开发实验教学潜能。要让学生“动”起来：眼动、手动、脑动，强化学生的主体地位，真正让学生学得主动，不断提高学生的化学素质，更好地适应社会发展需要。
参考文献：
[1]杨先昌.化学教育学[M].南昌:江西教育出版社,1991.
[2]刘知新.化学学习论[M].南宁:广西教育出版社,1996.
[3]李世瑜.化学实验教学中探索完善学生素质的有效途径[J].中学化学教学参考,2001,(7).