周紅英

實驗是一項集觀察、注意、想象、分析、概括、和創(chuàng)新等于一體的活動，科學實驗不僅是學生獲取科學知識，認識科學現(xiàn)象的重要途徑，更是培養(yǎng)學生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的有效途徑。傳統(tǒng)的實驗教學中，實驗的設(shè)計主動權(quán)在于教師，學生只是被動地接受教師的實驗方案，導致一些知識點在課堂教學中教師分析得頭頭是道，實驗做得規(guī)范準確，現(xiàn)象明顯，但學生做起題來仍然無從下手。改變傳統(tǒng)實驗教學，讓學生親身經(jīng)歷實驗設(shè)計、實驗操作、實驗改進的全過程，重視設(shè)計、操作和改進過程中動態(tài)生成的許多問題，能扱大地激發(fā)學生的學習興趣，同時又能促進學生各種思維能力的不斷提升。

一、重視實驗過程中的生成，提升學生的探究思維能力

例如，在一次實驗設(shè)計的專題課中，我給出了三種固體物質(zhì)：硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鈣。請學生將它們一一鑒別出來。大部分學生都不約而同地想到先根據(jù)各種物質(zhì)在水中的溶解性鑒別出碳酸鈣，剩下的兩種物質(zhì)可用稀鹽酸來鑒別。于是，每組學生各取三只試管，加入等量的水，再往試管中加入等量的三種固體，當學生興致勃勃地期待著會出現(xiàn)兩支試管中的固體全部溶解，另一支不溶解，不溶的那支就是碳酸鈣這一結(jié)果時，卻發(fā)現(xiàn)許多組發(fā)出了奇怪的叫聲，因為他們發(fā)現(xiàn)只有一支試管中的固體全部溶解，為什么會這樣？難道硫酸鈉和碳酸鈉中也有一種物質(zhì)難溶與水嗎？

“老師，碳酸鈉和硫酸鈉在常溫時哪那一種溶解度教大？”“老師，我們組用手摸試管壁，發(fā)現(xiàn)有一支試管壁較冷，說明該物質(zhì)溶于水吸熱，但我們不知是哪一種？”“老師，為什么在碳酸鈉溶液里加鹽酸時，并沒有立即產(chǎn)生二氧化碳呢？”

學生七嘴八舌，問題一個接一個不斷地產(chǎn)生，雖然有些問題我并不能一時回答清楚，但我知道，此時正是學生思維最活躍的時候，學生在親身體驗中發(fā)現(xiàn)的問題極大地激發(fā)了他們的探究欲望，這些在實驗中臨時生成的問題如催化劑般活躍著學生的思維。我鼓勵學生大膽猜測，并開放實驗室，讓學生查找資料，并實驗驗證，第二天在課堂上交流。

“我們查了資料，在常溫時硫酸鈉溶解度比碳酸鈉小，但相差并不是很大，老師，你昨天給我們的可能是Na2SO4·10H2O晶體，昨天氣溫21℃左右， Na2SO4·10H2O晶體在32。4℃以下溶于水會吸熱，使溶液溫度降低，從而使它溶解度更小，所以昨天實驗時出現(xiàn)了硫酸鈉也沒溶解的現(xiàn)象?！?/p>

“在碳酸鈉中加入稀鹽酸時，一開始生成碳酸氫鈉，所以并不立即產(chǎn)生二氧化碳?！澳躯}酸中加入碳酸鈉為什么就立即產(chǎn)生二氧化碳呢？”又有學生提出了問題。

看著學生思維的閘門不斷打開，探究的興趣不斷升華，觀察能力不斷進步，此時是真正把課堂還給了學生，實驗過程中的動態(tài)生成促進學生知識的自主構(gòu)建和思維能力的不斷提升，這正是實驗獨特的魅力。

二、重視實驗設(shè)計中的生成，培養(yǎng)學生的分析思維能力

例如，在講“濃硫酸具有吸水性”后，我讓學生設(shè)計當氧氣中混有水蒸氣時，如何除去水蒸氣以得到干燥的氧氣的實驗裝置。結(jié)果學生設(shè)計出了如下不同的實驗裝置：

①② ③

④ ⑤

針對各個裝置是否切實可行，我鼓勵學生先從理論上分析各裝置的可操作性。

稍作思考之后，學生很快否定了第一個裝置，容器沒密封，氣體要散逸到空氣中。經(jīng)討論后，學生也一致否定了第二個和第三個裝置，第二個裝置通氣體的導管沒有伸入液面下，氣體與濃硫酸不能充分接觸，就不能充分除去水蒸氣，第三個裝置兩個導管口都伸入了液面下，這樣經(jīng)濃硫酸干燥后的氧氣無法從洗氣瓶中出來。針對后面兩個是否可行，學生陷入了迷茫，有人認為濃硫酸應(yīng)取多一點，可以使水蒸氣充分吸收，也有人認為濃硫酸沒必要放那么多，但具體原因說不清楚。

如果此時教師直接告訴學生哪一裝置更理想，這就白白失去了學生探究的一次機會。此時，有學生提出用實驗來檢驗。在得到老師鼓勵之后，持有不同看法的學生迫不及待地組裝起實驗裝置。

在用雙氧水和二氧化錳制取氧氣并分別通入裝置4和5中，細心的學生發(fā)現(xiàn)在裝置4中通入濃硫酸下部的導管口并無氣泡冒出，而在裝置5的導管口卻連續(xù)均勻地冒著氣泡。此時學生腦海里又產(chǎn)生了一個新的疑問：“4號裝置導管口為什么會冒不出氣泡來呢？”兩個裝置唯一的不同之處就是濃硫酸的量的不同，我鼓勵學生積極思考，大膽猜測，最后大多數(shù)學生都認為硫酸量太多時，下端管口處受到壓強大于管內(nèi)氣壓，從而使氣體無法冒出。

看著學生恍然大悟和饒有興趣的表情，我深切地體會到讓他們設(shè)計并操作遠比老師照本宣讀、苦口婆心講解有效得多。學貴有疑，有問題才會有思考，才會有創(chuàng)新，學生學習的直接興趣不是與生俱有的，而是在自主學習，認真鉆研的學習活動中得到發(fā)展升華的。不同的實驗設(shè)計，引發(fā)學生的爭論，就成為刺激學生學習興趣的方法。學生思維的火花互相觸發(fā)，交流各自對問題的不同看法，質(zhì)疑問難，從而引起深入地鉆研某些問題的更高興趣，使學生分析思維能力不斷提升。

三、重視實驗改進中的生成，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

例如，在講“二氧化碳的制取”時，我用如圖所示的發(fā)生裝置制取并收集了一瓶二氧化碳氣體，原料為石灰石和稀鹽酸。為了激活學生的創(chuàng)新思維，我提出問題：“用這種方法制得的二氧化碳純凈嗎？”“老師，用這套裝置制得的二氧化碳不純，因為鹽酸有揮發(fā)性，會混入氯化氫氣體，我建議把鹽酸改成稀硫酸”。把稀鹽酸換成稀硫酸的想法得到了許多同學的認可，我沒有立即否定，而是建議他們用實驗驗證，當實驗進行一段時間后，氣泡越來越少，學生心理產(chǎn)生疑問：碳酸鈣明顯還有多余，難道稀硫酸反應(yīng)完？于是他們增加了稀硫酸的量，但還是出現(xiàn)同樣的問題，我建議他們與稀鹽酸反應(yīng)那一組進行對比，尋找原因，細心的同學發(fā)現(xiàn)與稀硫酸反應(yīng)的石灰石表面似乎多了一些固體物質(zhì)，當把這些固體物質(zhì)擦去時，再放入稀硫酸中，氣泡又產(chǎn)生了，但一段時間后又停止，學生確定反應(yīng)的停止必定與這些固體有關(guān)，該固體是什么物質(zhì)呢？一些學生猜測可能是生成物硫酸鈣，當我把硫酸鈣和氯化鈣的溶解性表給他們時，他們恍然大悟，原來微溶的硫酸鈣附著在碳酸鈣表面阻止著反應(yīng)的進行。

“只要想辦法把這些硫酸鈣溶解掉，反應(yīng)就可以繼續(xù)進行了?！薄叭绾巫屵@些硫酸鈣溶解呢？”“增加水的量?！薄八吭黾訒沽蛩釢舛冉档?，從而影響反應(yīng)速率?！边@一想法被許多學生否定了?！翱梢陨邷囟仍龃罅蛩徕}的溶解度”的想法得到許多學生的支持，有的學生點燃了酒精燈對溶液加熱，本來已停止反應(yīng)的又陸陸續(xù)續(xù)產(chǎn)生了一些氣泡，但效果不理想。

有沒有其他辦法增大硫酸鈣的溶解度呢？“我百度搜索硫酸鈣在氯化銨溶液中溶解度較大，可以在溶液中加入一些氯化銨以增大溶解度。”“但氯化銨會不會與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化氫氣體呢？”“可以用硝酸銀溶液檢驗有無氯化氫氣體。”學生開始操作，他們確定了既給溶液加熱，又加入氯化銨的方法來增大溶解度。實驗取得成功，檢驗所得氣體中并無氯化氫氣體?！翱刹豢梢园褖K狀石灰石換成顆粒較細的，這樣生成的硫酸鈣不至于把石灰石全部覆蓋?！睂W生又提出了新的想法。