浅谈学生化学实验设计能力的培养及教学模式的构建

◆侯秀英

(江西省上饶县中学)

众所周知，化学是一门以实验为基础的自然学科。以实验为基础，就是把实验作为提出问题、探索问题的重要途径和手段，这就要求化学课堂教学要尽可能用实验来展开，使学生能主动地参与实验，引导学生根据实验事实或实验史实，运用实验方法论，来探索物质的本质及其变化规律。如何利用有限的课堂教学时间来提高学生的实验设计能力，是每一位化学教师必须思考的重要课题。学生的实验设计能力的形成和提高，不可能一蹴而就，有一个发展过程，在这个过程中，老师的作用应是“导师”而不是“教师”，学生在教师所创设的教学情境和思维的导向中，通过自身主体的努力，促进能力上的提高。本文将从个人的经验阐述运用不同的教学模式来培养学生的实验设计能力。

中学化学实验教学的目的，是使学生掌握基本原理和操作，发展智力;培养分析问题、解决问题及创新能力。近年来，高考化学实验题目中，探究性试题，实验设计方案的试题较多，有实验操作顺序的设计，验证某一化学原理的设计，测定浓度的设计，分离提纯的设计，检验某成分的设计，定性实验的设计，定量实验的设计等。这些设计简单实验的试题，大多综合性，理论性强，有的还提供一些新的信息，要求学生必须冷静的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确作答。为此，我们要做好以下两点:

1.加强实验基本操作的示范与练习

掌握规范的实验基本操作技能是进行活动探究的前提，实验操作技能形成的过程，一般有三个阶段，即操作的定向、操作的模仿和操作的熟练。操作的定向，是指学生对操作方式的了解，从而在头脑中形成关于操作印象的过程。在化学实验操作技能中的定向，主要是指学生知道各项操作“怎样做”“为什么要这样做”，这是操作技能掌握的重要阶段。而操作的模仿，就是要求学生按照教师的示范进行模仿，然后再转变成规范的操作，这是操作技能掌握的开端。要实现操作的模仿，必须采用多种练习方式相结合的方法，而且操作动作要正确、规范，并应适时地反复强化和训练。至于操作的熟练，则是指形成起来的操作技能具有广泛的适应性和动作的完善性，即能规范操作，运用自如。

2.变验证性实验为探究性实验

案例:苯酚与乙醇都是由烃基和羟基直接相连的化合物，是否属于同一类有机物?化学性质是否相同?(学生静思)。

实验用品:试管、苯酚、乙醇、蒸馏水、NaOH稀溶液、酚酞试液、金属钠、镁条以及学生在设计实验中所需用到的物品。

实验过程与思考:

演示:两支试管各盛2mL NaOH稀溶液，并滴入一滴酚酞，其中一支试管中加入0.5g苯酚，另一支加入1mL乙醇，振荡(可看到加入苯酚的碱液的红色褪去，而加入乙醇者却不褪色)。

证明苯酚与乙醇在性质上有很大的区别:苯酚有酸性，乙醇无酸性，由此引出酚的概念。

思考:如何证明苯酚的酸性强弱(引导:从强酸制备弱酸的原理上思考)?

学生实验:在苯酚钠溶液中通入CO2(可看到有苯酚晶体析出)，证明苯酚酸性很弱。

激励创新:要求学生设计一个检验酚羟基的氢原子比醇羟基氢原子活泼的实验(引导:从羟基上的氢原子的置换反应上来考虑)。

分组讨论，设计方案，进行试验。

师生共同评议各种实验方案。

以下是学生提出的二个典型方案:

方案1:将苯酚溶于乙醇，加入一小粒金属钠(与乙醇比较)，发现反应较乙醇激烈。

方案2:在苯酚澄清水溶液中，加入一小段去掉氧化膜的镁条(与乙醇水溶液比较)，发现反应较乙醇激烈得多。

答案不是唯一的，方案1与方案2都是可行的，但方案2更佳，因为现象反差强烈。最后教师用“诱导效应”从理论上简要解释苯酚显酸性的原因，但不要求学生掌握，仅作开阔视野之用。

苯酚和乙醇都是重要的有机物，其分子结构与化学性质，既有相似之处，又有很大的不同。教师首先以苯酚和乙醇分别与氢氧化钠溶液作用的实验，创设教学情境，启迪学生思维，继而激励学生设计实验，使学生的主体作用和创造性潜能得以发挥。

以实验为基础是化学教学的基本特征，化学实验设计在提高学生素质上具有整体的、综合的、独创的功对激发学生学习兴趣、启迪学生思维、培养科学方法和创新精神均能产生积极有效的作用。课堂上，教师应千方百计地提供机会，让学生亲身体验化学实验设计、操作过程，使化学创新式的学习过程成为一种“活、乐、动”的过程，在化学实验设计、操作过程中去发现新问题、萌发新思想、形成新思路、寻找新方法、开拓新领域、获得新知识和技能。这种让他们亲自参与亲身体验的学习方法，能极大地调动学习积极性，在知识的探究过程中，始终处于一种兴奋的状态，有效地激发形象思维，提高学习效率;在这个过程中，学生是自主的学习者，是主动地进行知识的建构。通过建构一定的教学模式，学生的创造力、潜能、天赋得以发挥，个性得到发展，最后为国家培养出具有创新精神和实践能力的人才!