化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

摘要： 在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何遵循化學(xué)本身的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明與創(chuàng)新的發(fā)展規(guī)律，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，更好地利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段去培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，這已成為當(dāng)前中學(xué)化學(xué)教學(xué)的緊迫問題。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新意識(shí) 創(chuàng)新能力

一、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必要性

一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界民族之林。一個(gè)創(chuàng)新人才既要具備創(chuàng)新意識(shí)，又要具備創(chuàng)新能力。一方面創(chuàng)新意識(shí)屬于世界觀的范疇。人的世界觀是在十七、八歲的時(shí)候形成的，而這個(gè)年齡的人正是處在高中時(shí)期。另一方面，創(chuàng)新能力又屬于思維能力的范疇。心理學(xué)告訴我們：青少年時(shí)期有兩次思維能力發(fā)展的高潮，一次是在十四歲，正值初中階段；一次是在十七歲，正值高中階段。一個(gè)人的思維能力，發(fā)展到十八歲就基本成熟。在這兩個(gè)階段培養(yǎng)成的思維習(xí)慣，會(huì)與人終生相隨，這說明創(chuàng)新教育必須從基礎(chǔ)教育抓起。

今天，考試的功能得以進(jìn)一步發(fā)揮，重復(fù)、記憶負(fù)擔(dān)比幾十年前有過之而不及。改變基礎(chǔ)教育現(xiàn)狀，實(shí)施創(chuàng)新教育是我國(guó)基礎(chǔ)教育改革的重要方向，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是我國(guó)基礎(chǔ)教育最重要的任務(wù)之一，也是我們教育工作者的職責(zé)所在。

二、通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

課堂教學(xué)是創(chuàng)新教育的主陣地，在傳授知識(shí)的過程中培養(yǎng)能力，在培養(yǎng)能力的過程中傳授知識(shí)，兩者相輔相成，相得益彰。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)是：除教給學(xué)生基本化學(xué)知識(shí)外，還必須教給學(xué)生各種能力，尤其是創(chuàng)新能力，中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱明確指出：加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生能力的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂，是化學(xué)魅力和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的源泉之一，更是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維能力的和創(chuàng)新能力的重要方法和手段。

（一）變教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。

興趣是主動(dòng)的原動(dòng)力。濃厚的興趣會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，并以渴望和愉快的心情去學(xué)習(xí)、探究知識(shí)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中五彩繽紛的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，極大地激發(fā)起學(xué)生的好奇，通過對(duì)課本中某些實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)引導(dǎo)他們?nèi)ビ^察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而揭示事物的本質(zhì)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，得到成功的喜悅，會(huì)使他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣更濃，探索、創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)更強(qiáng)烈。教師以“趣”導(dǎo)航，以“情”引路，把課堂教學(xué)變成學(xué)生充滿活力的學(xué)習(xí)樂園，學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功后，就會(huì)領(lǐng)略到成功的喜悅，使學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)得到充分的培養(yǎng)。

在新授鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生認(rèn)真觀察并描述現(xiàn)象后設(shè)計(jì)問題仔細(xì)思考：為什么鈉會(huì)浮在水面上？為什么鈉會(huì)熔成閃亮的小球？閃亮的小球?yàn)槭裁磿?huì)在水面上迅速游動(dòng)并發(fā)出輕微的嘶嘶聲直至消失？反應(yīng)后滴入酚酞試液，水溶液為什么會(huì)顯紅色？通過不斷地引導(dǎo)觀察，學(xué)生獲得感性材料，然后讓學(xué)生透過現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)，由學(xué)生總結(jié)鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象和原理：浮——密度比水??；球——熔點(diǎn)低（97.81℃），鈉與水反應(yīng)放熱；游——放出氣體，推著小球游動(dòng)直至消失；咝——反應(yīng)劇烈；紅——生成堿使酚酞溶液由無(wú)色變成紅色；結(jié)論：鈉與水反應(yīng)實(shí)質(zhì)是和水電離出來的氫離子反應(yīng)。

（二）開展探究性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

現(xiàn)行中學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，整個(gè)演示實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生始終處于觀眾的位置，某些具體的操作細(xì)節(jié)或現(xiàn)象一晃而過，甚至“視而不見”，不能留下深刻的印象，實(shí)踐證明這種方法不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。在課堂教學(xué)中，應(yīng)通過提出問題、做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)研究問題的情境（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、思考、討論、改進(jìn)），把課堂上學(xué)習(xí)的自由權(quán)“還”給學(xué)生，讓學(xué)生親自去感受、探索、查明問題的關(guān)鍵所在，尋求解決問題的最佳方案。

例如，教材上安排了制備Fe（OH） 白色沉淀的演示實(shí)驗(yàn)。

問題1、如何制備白色的Fe（OH） 沉淀？

學(xué)生活動(dòng)：將可溶性亞鐵鹽溶液中滴中堿溶液。將NaOH溶液直接滴入FeCl 溶液中，立即出現(xiàn)灰綠色沉淀，過一段時(shí)間后變成紅褐色沉淀。

提出疑問：為何沒有白色的Fe（OH） 沉淀？

引導(dǎo)學(xué)生探究原因：+2價(jià)態(tài)的鐵易被空氣中的O 氧化成+3價(jià)的鐵。白色的Fe（OH） 逐漸變成了紅褐色的Fe（OH） 沉淀。

問題2，如何操作才能得到白色的Fe（OH） 沉淀？

學(xué)生活動(dòng)：沒有空氣的條件下。將滴管插入試管里溶液的下面慢慢擠出NaOH溶液，滴入后還是立即見到灰綠色沉淀，一段時(shí)間后變成紅褐色沉淀。

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案并動(dòng)手操作：試管中先加入新制的FeCl 溶液，再加一定量的植物油或汽油，然后將膠頭滴管插入液面下，逐滴滴入煮沸過的NaOH溶液。

現(xiàn)象：產(chǎn)生白色Fe（OH） 沉淀，且能保持較長(zhǎng)時(shí)間。

（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)課題既是化學(xué)教學(xué)上的一種特殊習(xí)題，又是要求較高的特殊形式的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的原理、使用的儀器和藥品、操作的步驟和注意事項(xiàng)等都由學(xué)生自己設(shè)計(jì)，這對(duì)于學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)他們借助實(shí)驗(yàn)研究解決某些實(shí)際問題的能力，以及培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力具有重要的意義。

例如：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定一瓶長(zhǎng)久放置而部分被氧化的亞硫酸鈉晶體的純度。要求學(xué)生分組根據(jù)Na SO 和Na SO 的性質(zhì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和大致步驟進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)想，從不同角度、不同側(cè)面，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原則和已掌握的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。最后匯總出了如下幾種方案：

（1）沉淀法：稱取樣品mg，加入足量的稀鹽酸溶解后加入過量BaCl 溶液，過濾、洗滌、干燥、稱重，得到ng固體。

（2）量氣法：稱取樣品mg，加入足量的稀硫酸溶液，收集并測(cè)得SO的體積?；蛘叻Q取樣品mg，加入足量的稀硫酸溶液，將生成的SO 全部趕入盛吸堿石灰的干燥管，求得干燥管在吸收SO 前后的質(zhì)量差為ng。

（3）S稱重法：稱取樣品mg溶于水配成溶液，加入過量的Na S溶液后，再加入過量的稀硫酸，充分反應(yīng)，洗滌、干燥、稱重，得到ng固體。

再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以上各種方案進(jìn)行比較，合理評(píng)價(jià)，分析各種方案中可能出現(xiàn)的誤差以及誤差的大小，篩選出了最佳的實(shí)驗(yàn)方案然后進(jìn)行驗(yàn)證。

教學(xué)實(shí)踐證明，富有探索性和創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅使學(xué)生獲得了全面豐富的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，而且能訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有效地培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的能力和創(chuàng)新精神，使學(xué)生的智力和思維的深刻性、嚴(yán)密性、創(chuàng)造性、廣闊性和敏捷性都得到了充分的開拓和訓(xùn)練。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。”