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设计问题，引导思考
初三的学生通过一段时间的学习积累后，具备了一些基本的化学知识和实验操作能力， 但是他们对科学探究的基本过程和方法还缺乏感性的体验。
为培养学生的自主学习能力和创新精神，让学生学会初步运用化学知识解释一些简单的现象或解决一些简单的化学问题，因此在教学工作中教师要注意注重教学的探究性和开放性，设计各种问题，引导学生积极思考，从而拓展学生的学习思维能力，让学生的视野更加开阔，学会举一反三，融会贯通，成为学习的主体。
例如，学生对于第二单元《我们周围的空气》中相关实验比较感兴趣，于是我通过红磷燃烧测定空气中氧气的体积这个演示实验来加强对知识点的直观学习，同时设计与本实验相关的问题，提出疑问，让学生积极思考，以此拓展他们的思维能力和创新能力。
本节课的教学目标是：
1．通过对红磷燃烧测定空气中氧气的体积的实验，让学生了解到空气中氧气的体积含量，并知道通过红磷燃烧测定空气中氧气体积含量的原理。2．培养学生的学习化学的爱好。3．以生活中物质和现象为中心，让学生思考并提出问题，培养学生的问题意识。4．培养学生探究的意识和能力通过对化学现象的观察解释，激发学生的好奇心，培养学生应用所学化学知识对相关问题做出正确的判定和合理解释的能力。5．通过课堂教学中的互动，培养学生协作能力和表达能力。
一、教师演示实验，讲解实验原理
[引言]二百多年前，法国的科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。现在我们根据拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分的原理，进行简易的实验，通过实验现象来解释空气中氧气的成分。
[探究的方法具体程序指导]
[实验步骤]
1．连接所需的的仪器，组成装置：广口瓶、双孔胶塞、玻璃导管、橡胶导管、燃烧匙、酒精灯、烧杯、止水夹；
2．先往广口瓶里倒入少量的水，然后用黑色笔给广口瓶分五等份；
3．用止水夹夹住橡胶导管；
4．点燃红磷，迅速插入广口瓶里，塞紧胶塞；
5．燃烧结束后，振荡；
6．冷却至室温，打开止水夹。
[观察现象]
实验的过程中提醒学生注意观察实验现象，由学生进行表达，再由教师进行概括：红磷燃烧，产生大量白烟，放热；打开止水夹后，烧杯里的水倒流到广口瓶里，约占容积的五分之一。
[学生讨论]
由学生进行小组讨论，分析现象。
[教师总结]
空气是由氧气和氮气等多种气体组成的，我们可以选择某种能与空气中的氧气反应而不与空气中氮气反应的固体物质。利用氧气与该物质反应后生成固体物质，使密闭容器中气体体积减小，减小的体积即为氧气的体积。从而导致密闭容器内气体压强减小，在大气压的作用下，烧杯里的水就倒流到广口瓶里，而进入瓶里的水约占容积的五分之一，填补了被消耗掉的氧气的体积。从而确定空气中氧气的体积分数。
课程至此为止，已经能让学生通过对红磷燃烧测定空气中氧气的体积的实验，了解到空气中氧气的体积含量，并知道通过红磷燃烧测定空气中氧气体积含量的原理。但是教学过程中，是老师为教学的主体，把实验做好，把实验原理总结好，学生只是观察，说说看到的现象，并未动脑筋思考，而是被动的接受现成的知识。
因此，要拓展学生的思维能力和创新能力，老师必须设计好问题，引导学生思考。
二、提出问题，引导思考
[实验]
教师重做实验，用不足量的红磷进行实验，导致实验中倒流到广口瓶里的水达不到瓶子容积五分之一。
[提出问题1]
在实验的过程中往往会出现实验现象不明显或者倒流到广口瓶里的水达不到瓶子容积五分之一的情况，请学生分析问题。
[学生讨论]
由学生进行小组的讨论，并进行回答。
生1：里面的氧气没有被消耗掉。
生2：红磷量不够，使氧气没有被消耗掉。
[教师总结]
红磷不足量，不能把广口瓶里的氧气完全消耗掉，而倒流进瓶里的水刚好填补了被消耗的氧气的量。
[提出问题2]
如果红磷足量，但实验现象不明显或者倒流到广口瓶里的水达不到瓶子容积五分之一的情况，请学生分析问题。
[学生讨论]
由学生进行小组的讨论，并进行回答。
生1：漏气了，有空气进入集气瓶里了。
生2：气压变化不大，水进不了集气瓶里了。
生3：集气瓶还没有冷却就打开止水夹了。
[教师总结]
1．装置气密性不好，外面的空气通过间隙进入瓶里，弥补被消耗的氧气的体积；
2．未冷却就打开止水夹，剩余的气体在热量的作用下体积膨胀。
老师设计一个失败的实验，让学生仔细观察后，提出两个简单的问题让学生进行思考和讨论。这两个问题让学生进一步了解到做实验的关键，即使只是观察而没有亲自动手去做，也能清楚知道实验的操作细节和原理。
为了让学生能进一步掌握知识，积极思考，自主学习，拓展创新能力，我继续设计问题，让学生拓展探究。
三、拓展探究，融会贯通
[提出问题1]
如果把红磷换成木炭，能否完成相关的实验？
[学生讨论]
由学生进行小组的讨论，并进行回答。
生1：不行，红磷燃烧生成的五氧化二磷是固体，而木炭燃烧生成的二氧化碳气体，二者状态不一样。
生2：氧气被消耗掉了，但是产生了二氧化碳气体，占了一定体积，水就倒流不了。
[教师总结]
不能用木炭来代替红磷进行燃烧的实验，木炭虽然能把广口瓶里空气中的氧气消耗掉，但其生成了二氧化碳气体，填补被消耗的氧气的体积，导致实验现象不明显或失败。
[提出问题2]
如果确定用木炭来代替红磷进行燃烧，要使实验成功该如何改进？
[学生讨论]
由学生进行小组的讨论，并进行回答。
生1：把二氧化碳气体变成固体。
生2：把二氧化碳气体除掉。
生3：用澄清的石灰水吸收掉二氧化碳气体。
[教师总结]
如果一定用木炭来代替红磷进行燃烧的实验，需要把瓶里的水换成澄清石灰水，把生成的二氧化碳气体吸收掉。
设计这两个探究性的问题，让学生大胆地去思考，去寻找解决问题的方法，在创新能力方面有一定的提高，也能让学生把知识融会贯通，学会自主学习。
小结：这节课的教学设计，通过对红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数，让学生巩固一些化学实验的基本操作和进行实验的原理，加深对化学实验的直观性认识。老师设计的4个问题，是对知识的延伸，让学生在学习中更理解到知识点的根本所在，在学生的讨论及教师的总结中，拓展学生的学习思维能力和创新能力，让学生的视野更加开阔，当碰到类似的题目时，学生能举一反三，融会贯通，对学生自主学习方法的培养具有重要的意义。
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浅谈利用演示实验培养学生的化学科学能力
【摘要】培养学生的能力是素质教育的要求。如何提高学生的化学科学能力，化学实验教学是实施化学教育的一种最有效的形式，化学实验是培养学生能力的重要渠道和最具有化学学科特色的方式。探讨如何在中学化学教学中通过实验培养学生的化学科学能力，使学生学习科学知识所必需具备的能力得到提高；使学生在日常生活中能够自觉地利用有关化学知识来解决实际问题的能力。如何通过实验培养学生化学科学能力，关键在教师，教师在教育观念上重视学生科学能力的培养是解决该问题的首要条件，其次是教育经验、教育技术、教育方法的问题。
【关键词】实验教学 演示实验 化学科学能力
初中阶段化学教学目标是以提高学生的科学素养为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的科学探究能力，使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能；引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感，提高未来公民适应现代化生活的能力。因此，化学教学本身并不只是传授给学生一些初步的化学概念和规律，而是通过一系列有效的教育教学手段，全面提高学生的智能，使他们能够掌握和运用一些化学原理和实验手段，学会科学研究的基本方法，学会辩证而客观地认识世界。
要达到初中阶段化学教学目标。对于处在化学教育启蒙阶段的初中生，应从观察能力，实验能力，思维能力，自学能力等方面培养和提高他们的化学科学能力。化学科学能力是学生在学习化学知识，应用化学知识解决实际问题的过程中表现出的心理与个性特征。作为化学教师深刻认识到，化学实验在化学教学中的重要地位，是学生学习化学的重要途径之一，教师应积极创设实验条件，努力完成必做实验，在适当的条件下将演示实验进行改进或拓展补充，充分利用实验的教学功能，在提高学生实验能力的同时，培养学生的观察能力、思维能力和自学能力。
一、改进演示实验的演示过程，培养学生的观察能力
实验教学是化学教学最基本、最直观的教学方法之一，它能够模拟人类认识客观事物的过程；实验教学是化学教学成功的教学手段，它能够让学生体验学习化学的乐趣，有效地培养学生的化学科学能力。为了更好地提高实验教学的效果，我在实际教学中，将部分演示实验进行了改进，更有效地培养学生的观察能力。
在通常情况下，演示实验由教师在课堂上完成，并指导学生观察、记录和分析。学生刚学习化学时，教师必须规范地做好每个演示实验，到了一定阶段，在学生初步掌握了观察实验和模仿实验的方法之后，我将演示实验改为学生在教师指导下完成的演示实验。例如，在实验室用加热KClO3和MnO2混合物的方法制取氧气的演示实验教学中，由于在第一单元已经演示了加热固体（如加热碱式碳酸铜）的方法和对人体吸入的空气和呼出的气体的探究中采用排水集气法收集气体的方法，因此教师在复习巩固了上述实验的方法和注意事项后，将此实验的操作交给学生自己完成。教师只要在学生的演示过程中对各个步骤加以指导和对注意事项加以强调，就能收到很好的教学效果。初中化学是化学教学的启蒙阶段，学生有强烈的求知欲望和好奇心，乐于参与，很想自己动手做实验，感受做实验的乐趣。讲台上的学生能亲自完成实验，体验实验的成功，带来了兴趣和成就感；而讲台下的学生对实验的观察也更加细致，精神更加集中，教学效果更加显著。这样的演示实验不仅培养了他们的观察能力、思维能力和实际操作能力，也有利于培养他们严谨细致、勤于探索的良好品质。另外，有些演示实验，虽然实验操作比较简单，但是实验现象不明显，如果由教师在讲台上完成，学生在讲台下面观察，学生不容易观察到实验现象，不能对实验进行分析。我将这类实验改成边讲边实验，能明显提高效果。例如，在教学木炭还原氧化铜的实验，由于该实验需要的温度较高，反应现象不明显，若将该实验改为边讲边实验，引导学生观察试管底部和澄清石灰水的变化，学生跟着教师的讲解，很容易注意到实验中的现象，学生学习到观察实验现象的方法和技巧，也由学生不易接受到学生易于接受，乐于接受。
二、对比演示实验装置，培养学生的思维能力
在化学实验中，使学生学会选择实验装置，这是教学上的要求，在教学中，采用适当的方法，精心设计教学方案，揭示不同实验所用装置之间的相互联系，训练学生思维的灵活性，培养学生选择、设计实验装置的思维能力。在许多实验装置中，从表面看，各个化学实验内容似乎是孤立的，彼此之间没有联系，但是通过分析，可以发现它们彼此之间存在着一定的相互联系。在教学中，我精心设计方案，根据反应物的状态、反应条件、气体的性质等指导学生思考、分析、揭示各个实验装置之间的相互联系，帮助学生将孤立的化学实验内容整理成具有紧密联系的知识结构，从而加深对实验装置选择知识的掌握。例如，在教学中，我以“实验室用KMnO4制取氧气”实验为引子，先让学生找出教材中和它有类似的实验装置：木炭还原氧化铜、氢气还原氧化铜的实验：
指导学生就选择装置有关问题进行探究、分析，找出实验室用KMnO4制取氧气、木炭还原氧化铜、氢气还原氧化铜等三个实验装置的相同点和不同点。再提出：（1）硫酸铜晶体受热分解应选择怎样的装置？（2）碳酸氢铵受热分解应选择怎样的实验装置？引导学生从反应物的状态和反应条件两个方面去思考，通过比较、分析，得出这五个实验装置的相互联系：硫酸铜晶体受热分解实验装置在试管内加导气管变成氢气还原氧化铜实验装置，加带橡皮塞的导管及装液体烧杯（试管）变成木炭还原氧化铜实验装置和碳酸氢铵受热分解实验装置去掉烧杯（试管），加水槽和集气瓶变成实验室制取氧气实验装置。
通过引导，探究学习，使学生认识到各套实验装置的相同点和具体的实验中对实验装置的改进，是由反应物的状态和反应条件决定的。通过对比装置，学生在选用或改进实验装置就更有把握了。也培养了学生思维能力。
三、适当补充一些演示实验，调动学生的学习积极性，培养学生的自学能力
有时为了调节课堂气氛，打消学生可能存在的疑问，不妨根据实际需要适当补充一些演示实验，会收到更好的教学效果。例如，在讲完二氧化碳的实验室制取后，提出为什么实验室制取二氧化碳常用大理石（石灰石）和稀盐酸？在这里可以补充做两组实验，第一组：①碳酸钠与稀盐酸，②大理石与稀盐酸；第二组：①碳酸钠与稀硫酸，②大理石与稀硫酸。分别由两名学生上讲台演示，教师引导全班同学从反应速度的角度观察、分析讨论，全班学生在老师的引导下认真观察两位同学的演示实验，学生容易理解实验室为什么要选用大理石和稀盐酸制取二氧化碳。又如：在讲氢氧化钠在空气中容易发生变质的内容时，如果按照验证实验的方法做演示实验：首先用试管取少量样品，再加入适量稀盐酸，有气泡产生，即可证明该氢氧化钠已经发生变质，其实验目的是让学生验证氢氧化钠如果发生变质会生成碳酸钠。我在讲授这个内容时，事先让学生分析讨论，设计实验方案：如何检验氢氧化钠发生变质。经过学生的讨论，选择两种实验方案：①直接检验氢氧化钠变质后的生成物，②检验氢氧化钠变质后是否完全消失。我用部分变质的氢氧化钠让两位学生依次完成变两组实验。结果，第一种方案的实验结论学生没有异议，也没有激起学生强烈的的求知欲望；接着第二种方案的实验结论给学生带来了进一步的思考：在除掉变质生成的物质以后，还是存在氢氧化钠的性质。学生最后在得出结论时注意到该氢氧化钠不是完全变质，而是部分变质，学生能深刻掌握氢氧化钠的变质情况。学生也对这样的实验结论产生浓厚的兴趣。这样的补充实验能够使学生积极主动参与到分析讨论中，认真查阅有关知识，弄清楚学习化学的有效途径，学会自己设计实验进行探索。不但问题能迎刃而解，而且能调动了学生的学习积极性和兴趣，更有效地培养学生不断学习新知识的自学能力，使学生终身受益。
培养学生化学科学能力是需要长期坚持，持之以恒，不是一朝一夕的事情，也不是通过一、二次实验就能培养的，需要学校、教师、学生及其家庭的密切配合。作为化学教师，只要具有强烈的奉献精神和较强的创新能力，不怕麻烦，乐于奉献，勤于探索开拓，教师要经常对教学进行总结和反思，归纳出适合教学实际的方法、技巧和经验，提高学生学习化学的兴趣，才能真正培养学生的化学科学能力。
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