化学实验教学中学生资源利用
摘要：实验是化学的灵魂，通过化学实验，有助于学生形成正确的化学概念，理解和掌握化学知识，熟悉实验的基本方法，培养学生实验操作基本技能。实验是化学学科的重要内容，但学生更是实验过程中的重要资源。在实验过程中，重视学生资源，是提升实验教学效果的关键。教师要从学生学习的需要出发，满足学生的学习需要，从而有效的提升课堂教学效果。对此，教师可对化学实验教学中学生资源的利用进行探讨。
关键词：化学实验；学生资源；学生需求
化学实验对于学生的观察、思维、综合、分析等方面能力的提升都是很有帮助的，其能培养理论联系实际的学风和实事求是、严肃认真的科学态度，以及团队协作能力。但是许多时候，实验却成了一种点缀，有些教师进行化学实验只是照本宣科，没有达到应有的效果，如何才能提升实验的效果呢？这就得考虑实验资源的利用了。而说到实验资源，并不仅仅指各类器材，还指学生资源，虽然在化学实验中只要满足相关条件就可以得出预计的实验效果，但是实验的目的不在于完成实验，而在于让学生获得知识。因此，利用好学生资源，引导学生去分析实验过程、现象、以及其他的“意外”因素，实验教学的效果才会大大提升。
一、引导学生分析原因，改进实验，提升效果
教材当中的一些演示实验虽为经典，但是由于环境、化学药品以及操作等因素的影响，在演示时往往会出现一些意外，得不出理想的实验效果。诸如钠与水的反应：先切一小块钠，并用铝箔纸包裹好，然后用镊子夹住，放置于试管口，并用排水法收集反应后产生的气体，等试管中的气体收集满以后，取出试管，并将其口向下移至点燃的酒精灯火焰处，以此来检验钠与水发生反应后生成的气体。在这个实验当中，钠的用量不好控制，过多造成浪费，过少则不能产生足够的气体。另外采集气体时操作不方便，由于收集钠与水反应产生的氢氧化钠溶液会腐蚀到手，实验具有一定的危险性，也不容易观察到反应现象。并且由于用排气法收集到的气体不够纯，用酒精灯点燃时，发出的声音过小，因此学生基本听不到，实验的演示效果是不好的。看似简单的实验出现了“意外”，有些教师为了“弥补”意外往往会采取讲解或者多媒体演示的方式将实验“再现”一次，但是这样做能否真正起到“补救”的目的呢？由于学生的注意力都集中在了实验上面，教师的补救效果是可想而知的。在教学过程中产生了新问题，其实是比较好的生成性资源，如果引导学生去分析问题，并找出解决的方法，其意义要远远大于一次完美的实验。如何才能取得良好的实验效果呢？通过引导学生去逆向分析实验过程，我们发现要使得此实验取得良好的实验效果，首先需解决钠与水发生反应后对手产生危害的问题，以及氢气不纯的问题。而要避免钠与水发生反应危害到手，就得让手在实验时与实验物品分离。于是学生设计把钠切一小块之后放入玻璃管中，下面用一个带导管的橡皮塞子塞住，然后加入水，然后上端也用橡皮塞子塞住，这样钠与水发生反应时产生的气体可以通过底部导管进行收集。新问题产生了，就是氢气的收集。学生经过实验，最后用一种纸质的中药丸盒，取一小孔，然后将小孔与导管一端对接，收集气体，这样收集出来的气体自然不会纯，点燃时声音自然会大。通过逆向分析实验，将“意外”转变成了发现问题的资源，学生在解决问题的过程中不仅掌握了知识，更训练了思维。邀请学生来设计实验，就是引导学生去分析实验过程，找到实验出现意外的原因，并加以改进。在整个的过程中，问题的提出是要靠学生自己去发现，而不是教师直接说出，有些内容甚至是教师在备课时无法预设到的，而且改进实验的过程，也是培养学生创造性思维的过程，此时学生掌握的不再是简单的死知识，其发现问题、解决问题的能力都得到了提升。其实课本当中的许多实验都可以改进，但是改进一要注意合理性；二要注意科学性，不能为了改变而改变；三要注意实用性，那些无法落实的实验改进是没有必要的。
二、整合学科，体验过程
学生解决问题的能力与学生能否快速而准确地获得知识有着密不可分的关系，在化学实验过程中，虽然教师反复强调实验的重要性，要求学生重视实验的过程，但许多情况下，虽然学生参与了整个实验过程，然则学生始终只是被动参与到学习过程中。学生在按照教师的要求或者课本中的实验步骤完成着实验，但是也只是在照猫画虎，并没有动脑，更不用谈及思考了。而要提升化学实验教学的教学效果，最好是采用探究式的教学，化学实验探究过程一般为：提出问题―提出假设―设计实验―验证实验―总结结论这几步。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”学习化学，不能将目标局限于让学生掌握冰冷的知识，而是要真正提升学生的核心素养，在实验过程中要让学生带着问题完成实验，首先得让学生提出问题，如何提问呢？可以引导学生将文本当中陈述性的语言转换成疑问式的语言。有问题后，就需要根据问题提出假设，而要验证假设，就需要去设计实验，完成实验。在这个过程中，学生在任务的驱动之下，学积极主动参与到学习当中来，而不是单纯地由教师带领着去完成相关的学习，学习效果自然就会好。虽然现在信息技术可以模拟教材当中所有的实验，许多教师都愿意用信息化手段向学生演示实验过程，因为在信息化手段之下，实验的过程是非常安全的，也不会出现意外情况，而且整个实验过程的进度还可以根据需要随意控制，一些细节之处亦可以反复展示。但是在这种教学方式之下，这并不是真正意义上的体验式教学模式，学生只是在简单观看，没有参与性，效果一般不会太好。因此在体验式实验教学过程中，如果能自己动手实验的最好进行实验，如果实验当中确实有危险的或者存在困难的，则可以利用其他手段进行替代。在体验式教学模式下，教师要引导学生去发现问题，在这个过程中，学生会因为关注点不同而提出不同的问题。在教学中不需要将学生所有的问题都依靠实验去解决，可以先将问题进行分类，然后再进行实验。诸如在教学苯时，笔者做了以下设计。
1.阅读故事，引出问题，激起兴趣。苯是一种非常重要而且常用的化学原料，但是它的结构确立却经历了很多时间，而且还有不同的故事。在教学时，笔者将法拉第与日拉尔发现苯的故事展现给学生先让学生阅读，后让学生根据两个故事的方法去计算苯分子质量以及碳元素在苯分子当中的百分含量。通过两种不同的方法，学生的试算是相同的。在这一过程中学生体验了分子式的计算的方法，了解了苯的百分含量的计算方法，也对苯的化学性质有了大致的了解。
2.大胆假设，动手验证。假设是解决问题的前提，但是假设的提出不是凭空捏造出来的，是学生通过运用已有的知识分析问题而得出的结论。学生在计算完苯的分子式后发现其分子高度不饱和，教师再引导学生根据前面所学链烃中的炔烃写出链状苯的链状结构分子式，学生写出来之后是否正确还需要验证，此时教师给出了教材当中的分子式，并演示了计算过程，这对于计算正确的学生而言是一次深入的理解，而对于计算有误的学生则是一次指导的过程。学生虽然了解了分子式的写法，但是验证苯的化学性质则需要具体的化学实验。通过阅读文本，学生了解到与苯相关的化学实验主要有：发生取代反应；发生卤代反应；发生硝化反应。学生了解了实验类型之后，再根据实验的类型去设计实验。由于实验具有特殊性，学生在刚开始实验时还感觉很简单，但是随着实验设计的深入，发现有诸多细节需要注意，需要的知识已经远远超出了教材当中的内容，需要他们去查阅相关的资料，甚至需要专业人员的帮助。这样学生学习到的知识也就更加的系统化，对于知识的运用能力也得以飞速提升。当然学生提出的部分假设需要通过实验验证，有的则需要通过查阅相关资料进行验证。但是，无论采用什么样的验证方式，要注意验证的有效性，也就是验证那些有价值的假设，不能什么都进行验证。同样学生不可能将所有的学习内容都提出有效的假设，这就需要教师去引导。
三、实验需要学生动手、更需要学生动脑
化学是一门以实验为基础的学科，但是由于有些实验的准备过程比较复杂，而且操作过程中带有一定的危险性，且有些实验的化学反应现象在实验过程中表现出来的并不明显，因此许多时候教师怕学生出问题而不敢让其去做一些实验，往往是采用演示实验的方式。其实这样做不但不会保护学生，反而会打击学生的学习热情，中职学校的学生正处于感性认知向理性认识发展阶段，其好奇心是非常重的，他们往往对于一些具有一定危险性的内容是很愿意深入的。因此在实验教学当中，能做的实验尽量让学生去做，但在做的过程中要防止学生凑热闹。在整个实验过程中，既要教师引导学生去动手实验，更需要学生去动脑思考。因为在真实实验的过程中，从教师布置实验任务开始到完成实验，从药品的使用到实验物质的生成，从观察实验现象到实验后的总结，都是对学生思考能力、观察能力、动手能力以及团队合作能力等方面的综合考量。如果学生只是为了实验而实验，这样的实验教学必然没有什么好的效果。如银镜反应在医疗和工业生产中具有很重要的用途，在实验中能产生明亮的银镜。教师介绍完银镜反应的相关内容之后，让学生根据教材要求分组进行实验。小组负责人首先要对人员进行分工，学生再根据实验的相关要求去准备实验用品，然后着手进行实验。实验结束之后，让学生展示自己的实验成果，有的银镜非常明亮，有的则暗淡，有的则没有制成。教师并没有直接告知实验成败的原因，而是让各组陈述实验的相关内容，这样通过学生自己的陈述找到了实验成功与失败的原因，然后分析掌握实验过程中需要注意的事项，并写出反应的化学方程式，再进行全班汇总。如此学生不但理解了化学方程式，而且明白了配置银氨溶液的要求比较高的原因。由于学生理解化学方程式是在实验之后，学生对于方程式也不再陌生，也能理解方程式的含义，教学效果自然就高。即便学生在日后遗忘了某些内容，但是只要能想起实验现象，也能回忆起来。
四、将实验教学融入学生生活
（一）合理利用资源，帮助学生理解知识
说到实验教学，首先会考虑到是在实验室，其实在学生生活当中亦有许多化学现象，将学习内容与学生的生活实际相结合是创造性使用教材的基本要求。在日常教学过程中，教师要以教材为纲，但不是要将所有注意力全部都集中于教材内容上。如果只是照本宣科，将文本当中的知识向学生再现一次，这样的教学效果可想而知了。若是将学习内容与学生的实际相结合，将知识的呈现方式更加与学生的认知相匹配，则更能达到提升学习效果的目的。如在学习“化学反应速率”时，教师可根据学生情况，先引导学生探究影响化学反应速率的因素，再来探究化学反应的计算和测量方法，从而降低学习的难度。如何在实验中理解化学反应速率呢？教师可以先利用信息技术手段展示溶洞的形成、炸药的爆炸、塑料的降解等视频资料，让学生从直观上对于化学反应速率有一定的认识。再出示香蕉用乙烯利催熟、洗衣粉中添加酶的演示实验过程。通过总结两组视频内容可以得出这样一个结论：化学反应速率有快有慢，但是快慢可以根据实际进行干预。与之类似的事例可以让学生自己再去寻找，学生从网络、教材以及其他资料当中去寻找与“化学反应速率”相关的案例，会发现原来化学与人们的生活息息相关，更提升了学生学习的兴趣。但有些实验并不是完整的，只是在有些资料当中只提出了实验所用的药品，或者是简单的实验步骤，然则如何完成实验则需要学生自己去设计。如学生找出的相关实验有：铁、镁与盐酸的反应；CaCO3与不同深度盐酸的反应；H2O2与MnO2、FeCl3的反应等。这三个是学生找到的与“化学反应速率”相关的化学实验，但没有具体的操作步骤。与教师沟通之后，教师要求学生自己去设计实验方案，并在自己师的配合之下独立进行实验。通过对比实验，了解到不同的实验的反应速率是不同的，这让学生对学习内容有了更加深刻的认识。在学生寻找与学习内容相关的实验时，实际上也是对知识反复深入理解的过程，有些内容需要实验验证，但有些现象则通过生活中的实例就可以得到证实。虽然求证的途径不同，但是得出的结论却是相同的，学生对于知识的理解也就更加具体化。
（二）结合生活，实现能力转化
学习的目的是要将学习转化成为解决问题的能力，虽然一些化学反应只有在特殊的环境中才有，但其原理与实验室中的实验却是一致的。将有些学习内容置于实际的环境当中，这对于学生理解实验现象就更加容易。如学习完硫的相关知识之后，教师出示了工业上用硫铁矿生产硫酸时的几个步骤的作用：把矿石粉研成颗粒状加入炉中；在SO2与O2反应中加入10%的V2O5的作用是什么？要解释这些内容，学生不可能通过观察直接得出结论，其实这就是硫铁矿（分子式为FeS2）相关的几个化学反应在具体环境中的运用，而要正确解释这一原理，需要学生认真去梳理相关的化学方程式，并用语言将其表述出来。在学生分析的过程中，学生思维能力与解决问题的能力都得到了提升。化学反应在学生日常生活中也得以广泛运用，让学生用学习到的化学知识转化为解决生活当中问题的能力，更可以提升学生对于化学学习的兴趣。如氢氧化铝胶体能净水，而氯气则常用于自来水消毒，这个看似简单的过程却有着复杂的工序，这对于提升学习效果是很有帮助的。
五、结语
实验不是教师的专利，让学生也参与到实验当中来，发掘实验过程中学生的因素，从学生学习的需要出发，满足学生的学习需要，这能让学生真正变成学习的主人，将被动的学习转变为主动学习，将知识与具体运用相结合起来，从而有效的提升课堂教学效果。
参考文献：
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王芬芬 甘肃省民乐县职业教育中心学校
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