中学化学课堂教学的能力培养与实效性初探
摘要：能力培养是现代化学教学的主要任务，是素质教育的重要组成部分，已成为教育界普遍关注的热点。课堂教学是培养学生各种能力的主要渠道，探讨化学教学中学生能力的培养问题对于促进课堂效率的提高、减轻学生课业负担、提高学生的素质和能力将起到积极的作用。本文从多方面、多角度论述了在中学化学教学中对学生进行能力培养的重要性及其方法和途径。
中小学教育要由“应试教育”转向“素质教育”的轨道，这是中国教育改革发展的必然趋势，也是培养跨世纪人才的需要。中国教育的总体任务和目标是全面提高国民素质，作为学校教育，各学科有所不同，对于化学科的教学来讲，要把提高学生的素质落实到实处，就是要在传授知识的同时，重视能力的培养。《中学化学教学大纲》明确要求：通过化学教育要逐步培养和发展学生的观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等，要重视科学态度和科学方法的教育，培养他们的创新精神和实践能力。诸多能力的培养和发展归结为一点，就是通过化学教学，要使学生在获得化学知识的同时，掌握获得化学知识的方法，能运用所学化学知识去解决一些实际的问题。这是时代的欢呼，是教学的神圣职责，也是素质教育的本质所在。那么如何在中学化学教学中对学生进行能力培养呢？对此谈谈笔者粗浅的看法。
一、加强实验教学，培养学生的观察能力和分析能力
化学科是一门以实验为基础的自然科学。在中学化学的教学中，尤其重要的是培养学生的实验观察能力和分析能力，在课堂上给予学生更多、更充分的时间去思考问题、分析问题、进而解决问题。如讲到乙烯的实验室制法时，让学生观察到制出的乙烯可以燃烧，并可使高锰酸钾溶液褪色，这是主要的，但与此同时，还要追问学生还可观察到什么现象？要学生答出在观察到上述现象同时还能观察到反应混合物变黑，并可嗅到有刺激性气味，在此基础上进一步引导学生分析变黑及有刺激性气味的原因，进而设计如何避免有刺激性气味的气体对该实验的干扰。这样在培养学生观察能力的同时又培养了学生分析问题和解决问题的能力。即：
观察实验现象 → 分析实验现象 → 解决异常现象
↓ ↓ ↓
培养观察能力 → 培养思维能力 → 化学知识的运用能力
又如在讲苯的分子结构时，告诉学生苯（Ｃ６Ｈ６）是一种重要的有机物并展示苯的样品，让学生思考如何测定苯的组成。教学中可以通过讨论充分调动学生积极性，充分发挥学生的思维能力，最终得出其组成，即应用已学过的知识推测其可能具有什么样的化学性质，然后通过实验，观察，再分析为什么与推测出的结论不一致，从而得出苯分子的特殊结构。即：
分析应用旧知识 → 培养分析和运用知识能力
↓ ↓
观察实验现象 → 培养观察能力
↓ ↓
分析异常现象 → 培养分析思维能力
↓ ↓
得出新知识 → 培养分析判断能力
总之，化学实验不能只作为一个验证性实验，即使是验证性的实验，也要注意培养学生的观察能力和分析能力。
二、挖掘教材的内在联系，培养学生的归纳、综合能力
任何事物都有其内在的联系，作为自然科学中的化学学科当然也不例外，所以在化学教学中要培养学生归纳、综合自然规律的能力。如高一化学《物质结构、元素周期律》一章，教材内容是原子结构、元素周期律、化学键和分子结构三大部分。这一章的内容理论性很强，关键问题是原子的不饱和结构。除稀有气体外，原子总是要设法达到饱和稳定状态（不饱和原子的能量大大超过其分子能量），所以原子就要相互结合，这就是化学键产生的根源，结合方式（即达到饱和稳定结构的手段）不同，就形成了化学键的类型不同，这就必然导致它们的性质也不同，因而这一章的重点应放在原子结构问题上，而原子种类很多，它们又有什么内在联系呢？那就是原子结构的周期性变化规律，这在元素周期表中得以充分的反映。故本章的知识可归纳为：
性质
结构 位置
三、精讲精练，在解题过程中培养学生的思维能力
1. 一题多解，培养学生的发散思维
对于化学计算，学生普遍感到害怕，认为化学计算题目变化多样，往往是找不到思路而做不下去。在高考中，计算题出现的问题也较多。其原因主要是学生分析问题的思路窄，一条路走不通就停下了。基于以上情况，在化学教学中就要注意培养学生的发散思维，从多角度多方面地看问题，抓住问题的实质，从不同角度不同侧面进行分析，如：3.84克Cu投入到某浓度的一定量的硝酸中，充分反应后铜全部溶解，同时得到标准状况下的气体2.24升，求参加反应的硝酸的物质的量。
[分析]：此题一般的做法是解联立方程：
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+ 2NO2↑+ 2H2O
x/4 x x/2
3Cu+ 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
3y/8 y y/4
x/2 + y/4 = 2.24/22.4
x/4 +3y/8= 3.84/64
解方程组得：x= 0.18 (mol)，y= 0.04 (mol)
即用去硝酸为：0.18 + 0.04 = 0.22 (mol)
再一种方法，可从电子守恒角度考虑：
设产生NO2 x mol，则NO为（0.1- x）mol由电子守恒有：
0.06×2 = x×1 +（0.1- x）×3
解之得：x = 0.09 (mol)
即：产生0.09 mol NO2，需浓HNO3 0.18mol；
产生0.01mol NO，需稀HNO3 0.04mol
∴共用HNO3：0.18+0.04 = 0.22mol
第三种方法还可从元素守恒角度考虑:
Cu转化为Cu(NO3)2, HNO3一部分转化为Cu (NO3)2中的NO3-，一部分转化为氮的氧化物，根据N原子守恒，即硝酸中的N转化为NO3-和氮氧化物NOx中的N。
∴0.06 mol Cu ~ 0.06 mol Cu (NO3)2 ~0.12 mol N
0.01mol氮的氧化物NOx中含N 0.1 mol；
∴HNO3共用0.1 + 0.12 = 0.22mol。
由此题可以总结出，解题时除常用的比例关系列方程法外，也可从差值角度去考虑（可以是质量差，体积差，物质的量差等），还可以从电荷，守恒等多方面去考虑。由此反复训练，可增强学生的发散思维能力。
2. 问题转化，培养学生的逻辑思维
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在解题时，一般总是通过对构成问题的各种因素进行分析，把目前无法直接解决的问题转化为可以解决的熟知的问题。这就要充分发挥有效的逻辑思维，将复杂的问题分解为不同的部分、侧面，进而加以分析解决。如：姜黄素有促进胆汁分泌的作用，其中有效成分的结构简式如下：
则：①此物质可发生的反应类型是（ ）。
A. 加成反应；B. 取代反应；C. 加聚反应；D. 消去反应；E. 缩聚反应；F. 氧化反应；G. 还原反应。
②以下说法一定正确的是（ ）。
A.不能与钠反应；B.是芳香族化合物；C.是苯甲醇的同系物；D.易溶于水
③此物质发生某些反应后生成的物质在一定条件下可生成高分子化合物，试写出单体的结构简式和高分子化合物的结构简式。
[分析] 此题中所述物质对中学生而言是陌生的，但经分析，其组成部分烷基、羟基、苯环却是熟悉的，由此推断此物质必具有这些部分所具有的性质。如此，一个生疏的问题就转化为一个熟知问题。①为A，B，D，F，G；②为B，C；③单体结构简式可以是：
高分子化合物结构简式为：
3. 运用技巧，培养学生敏捷的思维
教师在课堂教学中若能设计一些技巧性比较强的问题，有意识地引导学生探索出一些解题的技巧和方法，对于培养学生敏捷的思维能力，必将会产生一举多得的效果。
例如，讲到铁的氧化物时，可设计一道题：2.8gCO在高温下与5.8g某种铁的氧化物恰好完全反应，这种氧化物是（ ）
A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4
一般方法是写出三个方程式，选择2.8gCO作已知量进行逐个计算判断，但该方法繁琐，教师可引导学生根据化学方程式：FexOy + yCO ===xFe + yCO2，求出x、y的比值即可迅速巧妙地得到答案。
总之，正确的思维方法是化学解题中十分有效的工具，经常训练既可强化知识，还可收到兴一反三、触类旁通的效果；不仅有利于增强学生的解题技能，而且有利于学生整体素质的提高。实践证明，问题的探究对培养学生的思维能力起着主要的作用。在教学中我们要深入开展优化问题设计的研究，积极启发和引导学生进行问题探究，努力培养和发展学生的思维能力，真正发挥问题探究的教育功能。
四、提高学习兴趣，培养学生的自学能力
兴趣对学生的创造活动起着积极的促进作用，它能引导学生自觉地攻读，去研究、去探索、去发现、去创新，人类学习化社会已经向我们走来，学校教育要为构筑这样的社会而做出自己的努力，传统的“满堂灌”教学模式伴随着终身教育思想的传播和知识经济的到来已不在适用。在教学过程中我们要教会学生怎样去学习，逐步培养学生的自学能力；具体来说可从以下几个方面着手。
1. 提高学习兴趣是培养学生自学能力的前提。在新形势下的化学教学中首先要培养起学生的学习兴趣，创设化学学习的氛围，增强学生的感性认识，启发学生的思维，使学生学得快、记得牢，从而有效地提高化学科的教学质量。如果学生对化学科毫无兴趣，培养他们的自学能力也就无从谈起。托尔斯泰曾经说过：“成功的教学，所需的不是强制，而是激发学生学习的兴趣”。努力激发学生的学习兴趣，使学生享受到学习的乐趣是化学教学的任务之一，也是减轻学生课业负担、提高课堂教学质量的有效途径。在课堂教学中,我们要优化教学方法,有效地激发学生的学习兴趣。如：在学习了组成原电池的条件后，课堂上可补充几个兴趣实验，1用西红柿、桔子等水果组成原电池进行实验；2用人体组成原电池进行实验，还可以让学生亲身试验。又如：在学习了二氧化碳的性质和和制法后，布置学生在课后创作一个关于二氧化碳知识应用的游戏，或小魔术，或生活运用“小窍门”，而不是那些乏味的家庭作业。这样学生可以按照自己感兴趣的问题去自由找资料、设计方案、互相讨论启发，完成“作业”。如此等等，不仅可提高学生的学习兴趣，学生的认知水平、创新能力也会不断提高。
2. 在教学中注意发挥教师的主导作用和学生的主体作用，尽可能留给学生自学的时间。学生只有拥有了充分的时间这后，才能仔细阅读、认真思考、努力解决问题、将书本知识内化为自己的知识，并使之有所创新，真正成为课堂教学的主体。
3. 在教学中注意教给学生自学的方法。①读。读书是获取知识最有效的方法之一。化学课的阅读方法可分为通读、精读、选读、对比读。②记。“读百遍不如抄一遍”这句话强调了记笔记的重要性，说明记笔记能有效地积累知识。③练。练即练习，是对所学知识的综合运用，加深对所学知识的理解。④做。化学是一门实验性学科，做实验是直接获取化学信息的重要途径。
4.在化学课堂教学中要尽可能地提供给学生主动参与教学活动的机会。爱因斯坦说过“提出问题比解决问题更重要”，学生在自学的基础上，把有关问题集中起来提出，然后将教学知识点、重点、难点筛选出来集中统一解决，教师对学生的错误和遗漏之处予以纠正和补充，并画龙点睛地概括总结。这样不仅培养了学生的自学能力，还可增强学生的语言表达能力、综合分析能力和创造思维能力。
学校像个小岛，社会像个广阔的海洋。学生只有具备自学能力，才能主动涉猎，自行解决问题，从某种意义上来说，培养学生的自学能力是一项比接受知识更重要的任务。我们在教学中要不断地总结，不断改进教学方法，优化课堂教学过程，优化课堂练习，充分利用实验电教手段，积极开展化学活动课，充分调动学生积极性，激发、培养学生学习的兴趣，使学生享受学习知识的乐趣，从内心体会到学习的愉快，变“强制性”教学活动为“主动性参与”教学活动。只有这样才能真正提高课堂教学质量，减轻学生负担，提高学生的素质及能力。
五、改进教学方法，培养学生的创新能力
邓小平同志曾经指出：“掌握新技术，要善于学习，更要善于创新”。江泽民同志也指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。21世纪是创造教育的世纪，迎接知识经济的挑战，培养具有创新意识和创造能力的人才，是教育的神圣职责，在教学中实施创造教学是深入开展素质教育的必然趋势。
化学是一门实验科学，化学的发明、创造一般是从化学实验中获得的，化学理论的建立也必须依靠实验作佐证。在中学教育阶段，化学实验对于学生掌握知识、形成能力具有特别重要的意义，设计性或探索性实验在激发学生的创新欲望、培养他们的意识和创新能力等方面所具有的作用是其它常规实验所无法比拟的。如学习原电池知识后，可布置一个课外作业：利用生活中的某些物品自制简易原电池。又如学习乙炔的实验室制法时，可以要求学生根据乙炔的反应原理、反应条件和特点，自己设计一套制取乙炔的实验装置，这套装置可以参考教材的设计，但不能与教材完全相同。学生完成后，再组织学生一起分析、讨论，比较设计方案的可行性和优缺点等。对好的方案，特别是有创新的方案，进行表扬和奖励，鼓励学生创新，调动学生创新的积极性和主动性。
教师在教学中要善于创设问题情境，激发学生去积极地动手、动脑，使学生具有足够的创造空间。想象能力对于学生形成创新能力具有积极的作用，爱因斯坦讲过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉”。如在讲到CH4气体燃烧的颜色时，要联想到H2、CO气体燃烧的火焰也是淡蓝色；讲到CH4气体的实验室制法时，联想到用这套装置还可以制O2，NH3气体；讲到浓硫酸的强腐蚀性时，想到皮肤沾了浓硫酸时，应该怎么处理等。
教学中我们还可以把演示实验改为分组实验，把验证性实验改为探索性实验，培养学生的创造能力。如高一化学《硫酸》一节中铜与浓硫酸的反应，教学时一般描述的现象为：溶液变为蓝色，有刺激性气味的气体产生。果真如此吗？我们要求学生独立进行实验探索，发现有如下现象：①加热初期，Cu片表面逐渐变黑；②继续加热，有大量刺激性气味产生，形成墨绿色浊液，试管底部灰白色沉淀；③再加热，管中出现白雾，浊液澄清，Cu片消失；④冷却、静置，将试管中液体倒入另一支盛水试管中，管壁发烫，溶液略带蓝色，将灰白色固体倒入水中，形成蓝色溶液。然后鼓励学生通过查阅资料，最后一起讨论解释现象：
主反应：Cu +2H2SO4 ==CuSO4 + SO2↑+ 2H2O（产生刺激性气味的气体SO2和灰白色固体CuSO4）。
副反应：5Cu + 4H2SO4 ==3CuSO4 + Cu2S + 4H2O（Cu片表面变黑，灰白色固体CuSO4增加）
Cu2S + 2H2SO4== CuS + CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
CuS + 2H2SO4 ==S + CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
S + 2H2SO4 ==3SO2↑+2H2O（墨绿色浊液变清，由于温度升高水蒸气形成白雾）
在创新思维的前提下，教师不是权威，而是教学过程的组织者、指导者和参与者，教师应该成为学生的朋友、知己。要与学生在平等的条件下，用自己的激情吸引学生一起投入到化学学习活动中去。只有这样，学生才会敞开心扉，和教师一起去探索、去发现，才能更好地、更有效地开发学生的智力、培养学生的创新能力。
总之，化学教学决不能只是单纯的传授知识，而应该与学生的探究相结合，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，在传授化学知识的过程中，关键要教会学生如何去获得化学知识，使学生会学习、会思考、会分析、会创新。唯有如此，才能适应当前时代的发展，才会使课堂真正成为赏识人和培养人创新精神、创新能力的场所。
作者：研究员 蒋晓恒
参考文献：
[1] 《中学化学教学大纲》，人民教育出版社，2002年4月。
[2] 罗国石，《中学化学教学中学生创新意识的培养》；《中学化学教学参考》2002年第11期P24。
[3] 汪德富，《在问题探究中培养学生的思维能力》；《中学化学教学参考》2002年第11期P32。
[4] 闫孝平，《例谈化学“探究性学习”过程中学生兴趣的培养》；《化学教学》2003年第3期P13。
