优化实验教学策略提升初中生发散思维能力

2022-08-13湖北省武汉市武昌首义中学430060徐明乔

中小学实验与装备 2022年2期

湖北省武汉市武昌首义中学(430060) 徐明乔

初中化学实验是学生主动探究知识最有效的途径，是教师引导学生利用情境解决现实问题的学习活动，也是通过科学方法培养学生思维能力的关键环节。目前初中学生在长期的应试教育下往往形成定式思维，缺乏解决情境中具体问题的能力。教师在实验教学中应遵循化学实验教学的一般原理，以实验为中心，通过激活活动、讨论与论证、系统整合、拓展应用等教学流程，提升学生发散思维能力，真正激发和调动学生学习积极性和主动性。

1 通过探究实验创设实验情境

初中化学教材编排了86个实验，8个实验活动。通过课堂实验的优化建立科学思维的过程，在培养学生动手能力的同时，提升学生的思维能力。在探究问题本质过程中，优化探究情境过程，多角度提高学生思维能力。针对科学探究的特点从课堂建构上制定优化的探究活动流程，从实践到认识到再实践的辩证思维角度，培养学生解决情境问题的能力。

在探究水的组成中，首先介绍普利斯特里和卡文迪许的实验：水通直流电电解，再通过实验探究检验生成的气体。正极产生的气体能使带火星的木条复燃，说明生成了氧气；负极产生的气体点燃发出淡蓝色火焰，说明生成了氢气，得出水通电生成氢气和氧气的结论。再引导学生讨论分析，即归因分析：从理论和微粒模型的变化入手，以任何化学反应前后元素的种类不变为依据，推出：水由氢元素和氧元素组成；每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。延伸与拓展：在此基础上提出除了利用电解水实验，还能设计哪些实验来探究水的组成？学生经过小组讨论得出：利用纯净氢气在盛有氧气的集气瓶中燃烧生成水等实验，也可以得出以上水的组成的结论。

学生在这样的探究活动中不仅获取了知识，对知识的运用也更加灵活，思维多向性得到拓展，解决情境问题的能力得到提升。

2 通过演示实验设计学生实验

开展化学实验的目的不仅是让学生通过实验操作提高动手能力，更重要的是通过实验教学培养学生的发散思维和创新思维。在演示实验教学过程中，设置发散性学生实验，让学生通过小组互助学习去发现问题、归纳分析，给学生创造更广阔的学习空间，培养学生发散思维能力。培养学生思维能力是新课标新要求，通过多方位的情境问题探究，能更有效引导学生积极思考、亲身体验，改进让学生死记硬背的方法。

学习探究金属活动性顺序时，在探究铝丝浸入硫酸铜溶液的实验中，观察到铝丝表面有一层红色粉末产生，溶液逐渐由蓝色变无色，说明铝把硫酸铜中的铜置换出来了，得出铝的金属活动性比铜强。教师顺势引导学生，假如继续做如下实验又能得出哪些规律呢？实验1：将铜丝浸入硝酸银溶液中；实验2：将铜丝浸入硫酸亚铁溶液中；实验3：将铁丝浸入硫酸铝溶液中。让学生去讨论、归纳与总结。

由实验1现象得出铜的金属活动性比银强，由实验2和实验3都无明显变化的实验现象反向推出金属活动性：铁>铜、铝>铁。这样不仅使学生获得了部分金属活动性顺序的知识，更重要的是引导学生主动参与知识的获取过程。这类课程教学过程设计如下：引入问题，实验探究，多角度分析总结。可见，通过对演示实验的优化改进，不仅能够激发学生对真实情境的感受能力，而且可以培养学生的科学思维方法。

3 通过学生实验拓展实验方法

化学实验教学是发展学生实验能力的重要途径之一。教师应充分利用学生实验，激发学生对化学学习的求知欲，不断拓展和深化实验方法的设计，将学生从被动学习状态引入到主动参与实验的学习中，通过小组实验让学生经历实验探究过程，体会科学探究的严谨性。

在探究制取二氧化碳的实验中，引导学生选择气体发生装置时要考虑反应物的状态和反应条件；选择气体收集装置则要考虑气体的密度、气体的溶解性。通过对二氧化碳和氧气的实验室制取装置的比较，得出选择实验室制取气体的发生装置和收集装置的一般思路和方法。学生在遇到具体问题时常常受思维定势的影响，不能充分考虑实验中须同时满足反应物状态和反应条件的实际情境。一般而言，发生装置的选择要考虑反应物状态，具体有固体与液体反应、固体与固体反应、液体与液体反应三种情况。反应条件则分为不加热、加热、加催化剂三种条件，综合考虑这些因素，才能得出正确的实验室制取气体的发生装置。

例题：利用浓盐酸与二氧化锰粉末混合反应，在加热条件下制取氯气的发生装置应选择( )。

这是一道武汉市某区期末检测题，正确答案为C。武汉市某中学九年级某班学生(共45人)对该题的选项统计分析见表1，从表中可以看出学生的错误率较高。发生错误的直接原因是学生认为发生装置应该是固固加热型，没有认真思考该反应的反应物状态与反应条件，根本原因则在于学生缺乏同时考虑多方面因素的能力，思维有一定局限性。

表1 错误选项统计及原因分析

通过学生实验拓展实验方法的核心思想是首先由教师提出问题，引导学生设计实验，充分调动学生的主体作用，通过实验探究与分析，拓展学生的发散性思维，达到提升学生思维能力的作用。通过学生实验拓展实验方法的策略是优化实验教学的情境模式，运用灵活多变的教学设计，提高学生化学观念，不断发展学生科学思维能力，促进学生化学知识的迁移与优化。