提高学生思维能力的化学实验教学实践探索

陆庭銮　陈粲

摘要：如何在实施化学实验教学的过程中更有效促进学生的思维，以“影响物质溶解性的因素”教学为例，提出处理实验教学的4种策略：变换法、扩容法、关联法、定量法，针对每一种策略，详细阐述了在组织实施化学实验教学时的一些具体做法。

关键词：思维；实验教学；变换；扩容；关联；定量

文章编号：1008-0546（2017）07-0087-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.026

教学策略是为了实现教学目标，促进学生有效学习，培养学生思维能力而进行的一系列教学手段与方式。真正促使学生有效思维的，必须引导学生 “想思”、“会思”及“深思”。在“影响物质溶解性的因素”教学实践过程中，常发现学生对于核心知识理解不太深刻，甚至会出现理解负迁移现象，对关键性概念建构过程不明晰，缺少感性认识与自主建构过程，学生深度学习引导得不够。教学根本目的就是触及学生的思维神经，不断引导学生监控与诊断自己的显性行为与隐性的思维，触发学生的灵感，迸发出思维的火花。

一、变换法：改变实验的组织形式，促进学生积极思维

实验教学的组织形式有：演示实验、验证实验、探究实验等，[1]要想促进学生有效地思维，必须让学生经历知识的“未知”到“已知”的探索过程，让学生始终保持对“未知”的追求与探索的愿望。教材中就“影响物质溶解性的因素”这一知识点的实验提供了3组实验，通过实验验证让学生得出结论，其作用就是验证结果的正确性与否。但这种方式触发学生有效思维的力度还不够，教学中加强实验组织形式的变换很必要，不妨试着变“验证结论”实验为“猜想探索”实验。

1. 引发思维。教师围绕生活中有关溶解能力的事例引导学生展开讨论，进行猜想：影响物质溶解性的因素可能有哪些？设计的问题能促发学生思维，学生联系生活事例进行思考，通过事例回放、对比分析、作出猜想。此时交流的答案是多元的，有学生提出“与溶质种类有关”、或是“与溶剂种类有关”、“与温度有关”等，同时课堂中也有学生提出“与溶剂的质量有关”，此时的很多猜想是课堂生成的，引导学生猜想有效地促进学生积极思维。

2. 暴露思维。展示学生的思维过程很重要，教者追问学生猜想的理由，特别是“溶解能力与溶剂的质量有关”的猜想，学生根据生活经验讲述了判断理由：“在泡糖水时，加入的水越多，溶解的糖就越多，溶解能力就越强”，讲述过程反映了学生真实的思维过程，暴露出学生思维的不足，对于不完善甚至错误的思维需要教者引导学生调整与反思。对于核心概念“溶解性”的实验探究理解必须强调控制变量研究，让学生重新审视与思考 “物质的溶解性与溶剂的质量有关”猜想的合理性。

3. 深化思维。深化思维就是围绕猜想合理设计实验方案及通过一系列的实验操作得出结论。在学生讨论实验方案的过程中，迁移到很多的知识：认识论知识、本体论知识、工具论知识、方法论知识及价值观知识等，还会涉及实验方案的调整与修正的过程；在组织实验过程中，围绕猜想进行操作时会出现一些“异常”，一些“异常”会触发学生重新思索操作的合理性等因素，提高学生的思维品质，促进学生深度思维。

二、扩容法： 适当增补实验，促进学生有效理解与建构概念

1. 补实验。为了帮助学生建构与理解概念，教材中提供了3个“活动与探究”内容，目的就是从感性角度建构“饱和溶液与不饱和溶液”概念，在实际教学过程中，仅靠这3个实验的完成，还不能对2个核心概念形成准确的理解，特别是概念中的关键词句“叫做这种溶质的饱和溶液”、“叫做这种溶质的不飽和溶液”等的理解。此时组织教学时教者可适当地“扩容”，增加一些探究实验，帮助学生理解概念的外延与内涵。在这里，可增加的实验是：在饱和的硝酸钾溶液中加入少量的高锰酸钾固体，观察高锰酸钾固体溶解的情况（如图1）。

“扩容”的目的是让学生感受到某一溶质的饱和溶液还能溶解其他的物质，从而引发深度思维，促使学生对前概念的认知进行了一定的修正与调整，进一步理解概念中一些关键语句。

2. 增实验。新增扩容就是根据教学的需要，教材中并没有提供相应的实验，但根据学生的认知状况新增的实验。此课时教学的一个思维的升华点就是帮助学生梳理饱和溶液、不饱和溶液与浓、稀溶液之间的关系，这是对溶液饱和与否及浓稀与否的深度理解。是一个知识整合的教学，这需要涉及反思能力等高阶思维的支撑。当教者提出问题：饱和溶液一定是浓溶液吗？不饱和溶液一定是稀溶液吗？学生可能立即从大脑中提供有关“有用的信息”，进行迁移与判断，从而得出属于自己个体判断的结论：饱和溶液一定是浓溶液或者饱和溶液不一定是浓溶液；稀溶液一定是不饱和溶液或稀溶液不一定是不饱和溶液等等结论。此时需要教者的教学机智，调整教学的思路以帮助学生完善已有的认知，最佳的方法就是利用实验事实“讲话”，引导学生设计实验：取2支试管各加入5mL的水，再在2支试管中各加入1g的硝酸钾固体及1g的氢氧化钙固体，通过对比教学手段，让学生感受到饱和溶液、不饱和溶液与浓稀溶液关系，真实感受硝酸钾溶液相比是浓溶液，但是不饱和的，而氢氧化钙溶液此时是饱和溶液，但是稀溶液。其中的关系不需要教者太多的讲解，学生通过观察、思考并能作出正确的判断，及时调整自己的认知，形成正确的认识，此时的新增扩容实验给学生反思学习提供了有力的保障，有效地促进学生深度的学习。

三、关联法：与生活、社会关联，促进实验教学的价值取向

实验教学的价值取向是指通过实验手段有效促进化学知识的理解、内化与运用，进一步实现实验知识的工具论作用，使之更好地服务于生活与社会，真正体现化学是一门生活化与社会化的学科[2]。实验教学时利用关联法，让知识向生活延伸，促使学生对所学的知识进行深度反思，提升思维的品质，提升解决问题的执行力。

1. 前关联。知识总是在情境中呈现最有效，在讲溶解性概念时，教者可呈现生活中情境：在日常生活中，我们常观察到这样的事实，在相同条件下，面粉在水中不易溶解，而食盐、碱面在水中易溶解；油渍在水中很难溶解，而在汽油中却很容易溶解。此事例是溶解能力在生活中再现，在讲某一知识点之前出现起铺垫和导入作用，有效地促进学生思考与学习。置前教学法能将知识前移到生活中，让学生产生对比反思，情境真实而富有感性，学习起来较为轻松。

2. 即时关联。知识并不是孤立的，实验教学也是这样，教学时即时将所学知识引导学生向生活延伸，采用问题教学法，引导学生思考，在解决问题的过程中及时巩固所学的知识，提升自己的思维能力。当通过实验得出物质的溶解性的影响因素时，教者可围绕此知识讨论生活中“干洗”的原理，帮助学生分析待干洗的污渍及干洗剂的成分，迁移所学的溶解性的有关知识，了解“真相”，讓所学的知识真正用于解决实际生活问题。

3. 后关联。学习不断，思维不止，在教与学过程中，关联生活应是教学永恒不变的追求。本节课结束后，可围绕本节课的学习的主要内容进行思考，挖掘出可供学生课后实践的学习内容。参考题：①到汽车修理厂考察，修理师傅手上的油污如何清洗？原理是什么？②家庭小实验，探究温度对氯化钠、味精、糖等物质的溶解性的影响，并总结出一般规律。③了解与探究碳酸饮料中溶解了哪些物质？它们溶解性受温度的影响有何不同？

四、定量化：定性实验定量化，发展学生思维能力

定量化能力是化学学科能力的一种[3]。在化学实验教学中往往忽视定量化的教学设计，在化学实验中渗透定量化的思想，用数据“说话”，会使实验的结论更具有说服力，更准确。

在研究物质溶解性的影响因素时，基于定量化的考虑，可设计实验：比较相同质量的溶剂里最多溶解的溶质的质量。各在装有5mL水的试管中，分别加入氯化钠固体与氢氧化钙固体，直至两种固体刚好不能再溶解为止，比较加入的两种固体的质量；或者，各取1g的氯化钠固体、1g的氢氧化钙固体，在其中分别加水直至刚好使固体全部溶解，比较加入的水的质量，以上设计的思想就是定量化的思想，实验的相关数据使得学生增加感性的认识，增加了实验的说服效果。

在比较饱和溶液、不饱和溶液与浓稀溶液之间的关系时，学生理解起来较为困难，在进行教学设计时，不妨进行定量化实验设计，第一组实验为：在室温条件下，各向装有100g的水的试管中分别加入氯化钠30g、氢氧化钙2g，充分振荡，使加入的物质充分溶解，根据实验现象判断，分别形成的是什么性质的溶液？通过计算判断哪一种溶液中溶质的质量分数更大些？第二组实验为：在常温下，分别在装有100g的水的试管中分别加入10g氯化钠、40g氯化钠，根据实验现象进行判断，形成的2个溶液的性质如何？它们所形成的溶液中溶质的质量分数谁大谁小？由上面设计的2组实验进行整合，引导学生通过对数据的分析、比较，得出4个概念之间的关系。

参考文献

[1] 冉光淑等.初中化学实验教学行为偏差及矫正[J].化学教与学，2016（3）：84-85

[2] 中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[3] 杨玉琴.化学学科能力建构的基本问题探讨[J].化学教育，2016（1）：1-6