以化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)為載體培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

[摘要]探究性實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生自己運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段，探究未知的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，并在獲得現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。本文從六個不同的方面探討探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計的形式和內(nèi)容，教師應(yīng)該怎樣去培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，才能使學(xué)生真正成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動的主體和中心，是學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主、體驗(yàn)、參與和合作的學(xué)習(xí)方式的最佳載體。

[關(guān)鍵詞]探究性實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新思維能力 實(shí)踐能力

化學(xué)新課標(biāo)中的科學(xué)探究，是學(xué)生積極主動獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動。中學(xué)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的模式可概括為以下五個步驟： 提出問題 → 實(shí)驗(yàn)事實(shí) → 假說及其驗(yàn)證 → 歸納結(jié)論 → 實(shí)際應(yīng)用。

我們從戴爾的經(jīng)驗(yàn)之塔可知，做的經(jīng)驗(yàn)與觀察的經(jīng)驗(yàn)占據(jù)絕大部分比例。探究性實(shí)驗(yàn)不但能使學(xué)生充分獲得大量的“做的經(jīng)驗(yàn)和觀察的經(jīng)驗(yàn)”，而且探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生獲取基礎(chǔ)知識和基本理論，并能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和興趣，還能夠發(fā)揮學(xué)生的積極性、主體性。下面探討的是從探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計的不同形式和內(nèi)容，教師應(yīng)該怎樣去培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、探究物質(zhì)性質(zhì)

認(rèn)識身邊一些物質(zhì)的性質(zhì)是初中化學(xué)的重要內(nèi)容，運(yùn)用探究實(shí)驗(yàn)的方法可以加深對物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識、了解和掌握。

如興趣小組對家庭中使用的碳銨化肥（NH4HCO3）產(chǎn)物的探究，他們通過實(shí)驗(yàn)探究其性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)物中白色粉末變藍(lán)色，同時，有渾濁現(xiàn)象出現(xiàn)，并且石蕊試紙變藍(lán)色。

二、探究實(shí)驗(yàn)裝置

一般情況下，一個實(shí)驗(yàn)有一種固定實(shí)驗(yàn)裝置，但是一個實(shí)驗(yàn)也可以用多種不同的實(shí)驗(yàn)裝置來完成。有的實(shí)驗(yàn)裝置簡單，有的實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜；有的實(shí)驗(yàn)裝置能夠說明某一種性質(zhì)，有的實(shí)驗(yàn)裝置有某一種特殊的功能等。 如二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)可以用多種實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行。

三、探究實(shí)驗(yàn)條件

由于實(shí)驗(yàn)條件的不同，往往得到不同的現(xiàn)象或不同的產(chǎn)物。如鐵在潮濕的空氣中的生銹實(shí)驗(yàn)。將小片廢舊的鐵絲石棉網(wǎng)剪成寬約2cm，長3～4 cm的網(wǎng)片，去掉上面的石棉放入錐形瓶里，加入少許稀鹽酸，除去鐵銹，露出光亮的鐵絲，倒去鹽酸，加水沖洗，再加入少許食鹽水，塞上單孔塞。一段時間后，可見在玻璃導(dǎo)管中形成一段紅色液柱。說明鐵絲生銹而消耗了空氣，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減少，從而形成紅色液柱。

四、探究實(shí)驗(yàn)方法

相同的實(shí)驗(yàn)，相同的實(shí)驗(yàn)藥品，采用不同的實(shí)驗(yàn)步驟，會使實(shí)驗(yàn)成功或失敗或形成危險。在做實(shí)驗(yàn)時，盡管嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，但有時也會出現(xiàn)“必然”的意外。對意外事故的處理，不僅反映了教師的應(yīng)變能力，還能反映教師心理素質(zhì)的穩(wěn)定性。處理得好，不僅不會影響教學(xué)及實(shí)驗(yàn)效果，反而是印證正確結(jié)論的好教材。例如有一次在做白磷與紅磷著火點(diǎn)高低的實(shí)驗(yàn)中，我先用鑷子夾取一塊白磷，并放在有水存在的表面皿上切割（因白磷易自燃），并告訴學(xué)生切割后小刀、鑷子及表面皿均要用濾紙擦干凈，而濾紙不能亂扔，否則會引起火災(zāi)。誰知，正在講課中，濾紙忽然著火燃了起來，學(xué)生頓時驚叫起來，唏噓聲一片。經(jīng)過分析討論，學(xué)生明白了其中原因，一顆好奇心才安穩(wěn)下來。這種由無意注意引起的記憶更深刻，更牢固。適時對學(xué)生思維點(diǎn)撥，更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

五、探究實(shí)驗(yàn)的趣味性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有機(jī)動功能，可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生思維。現(xiàn)在，很多學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣正在明顯降低，甚至一些學(xué)生放棄了化學(xué)學(xué)習(xí)。導(dǎo)致這一狀況的原因是多方面的，但加強(qiáng)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，是否就一定能夠激發(fā)和保持學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的問題引起了教師們的思考和研究。因此，如何增加探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，成了化學(xué)教學(xué)密切關(guān)注和研究的一個問題。

六、探究實(shí)驗(yàn)的安全性和環(huán)境保護(hù)

探究實(shí)驗(yàn)的安全性是避免、減少事故的發(fā)生。探究實(shí)驗(yàn)要減少環(huán)境污染，讓學(xué)生建立起對社會的責(zé)任感，處理好實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液、廢氣，盡量減少廢液、廢氣的產(chǎn)生，進(jìn)行“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)的研究等。“綠色化學(xué)”體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)、技術(shù)和社會的相互聯(lián)系和相互作用，是社會對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新要求。它對于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建和諧社會具有重要意義。因此，建立綠色化學(xué)的理念，現(xiàn)應(yīng)成為化學(xué)課程與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要指導(dǎo)思想。

如氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn)：

方法一：在小燒杯里加入洗衣粉配成的水溶液，約占體積的1/3。用兩根玻璃管，同時等量向燒杯溶液中通入氫氣、空氣，液面上產(chǎn)生很多小氣泡。撤掉兩個導(dǎo)管，用燃著的木條點(diǎn)燃?xì)馀荨馀萘⒓串a(chǎn)生爆鳴聲，無任何危險。

方法二：制取氫氣、驗(yàn)純。取一帶肚的膠頭滴管（去掉橡膠頭），將滴管大口與橡皮管連接。點(diǎn)燃，氫氣在導(dǎo)管口處安靜燃燒。左手拿住滴管，用右手把通氫氣的橡膠管拔掉，可見氫氣繼續(xù)燃燒且火焰增長很多，約3s～4s后，可聽到爆鳴聲，同時看到管下端噴出火焰。安全可靠，沒有危險。

方法三：用礦泉水塑料瓶截去1/4，將瓶口夾在鐵架臺上。塞上帶1cm～2cm長尖嘴玻璃管，套上橡皮管，用向下排空氣法收集氫氣。收集滿氫氣后，拔去橡皮管，拿走產(chǎn)生氫氣裝置。用明火在短導(dǎo)管口點(diǎn)燃?xì)錃猓瑲錃獍察o燃燒，隨著瓶內(nèi)氫氣量減少，空氣由下口進(jìn)入瓶內(nèi)，跟氫氣混合，火焰越來越小，猛然間“轟”的一聲爆炸，瓶內(nèi)有一團(tuán)火直沖而下，產(chǎn)生爆炸聲。

方法四：將廢棄的洗發(fā)精塑料瓶切去底部，在上端安上圓珠筆金屬尖下端套在帶有鐵環(huán)的塑料筒上，防止塑料瓶上浮，放入水槽制成。使用時，如果通入的氫氣不純遇明火即發(fā)生爆炸，將塑料瓶炸開而不會發(fā)生危險，而且氣體的發(fā)生裝置也不受影響，因?yàn)檫M(jìn)氣管處與塑料瓶內(nèi)的氣體隔著一段水柱，安全系數(shù)高。經(jīng)過精心改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)不僅增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的效果，而且開拓了學(xué)生的視野，大大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，更重要的是增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生了學(xué)生的創(chuàng)新的思維能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國教育部．全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿），北京師范大學(xué)出版社，2001．

［2］化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制組．全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀（實(shí)驗(yàn)稿），湖北教育出版社，2002．

［3］吳俊明．中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究導(dǎo)論．江蘇教育出版社，1997，283．

［4］陸喜江．論中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2004，（6）.1．

［5］宋心琦．有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的想法和建議.化學(xué)教育，2005，（3）．

（作者單位：福建福清龍東中學(xué)）