通過實驗教學培養學生的創新能力

湛良艷

化學是以一門實驗為基礎的科學，新課標的高中化學更是突出實驗的重要位置。那么在實施新課程的過程中，如何上好實驗課，使學生從實驗出發理解化學概念和原理，培養學生分析和解決問題的能力，成為化學教師應該探討的問題。本文主要談如何通過實驗教學培養學生的創新能力。

培養學生的創新能力，造就一批具有創新精神的高素質人才，是當今教育改革的一個重要課題。化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗能激發學生的興趣，有助于學生理解化學原理、概念，鞏固化學知識，培養學生分析問題、解決問題的能力。因此，探究化學實驗為培養學生的創新精神和實踐能力提供了最佳環境。本文探討通過創新各種化學實驗教學來深化和創新知識，對學生進行多種思維方法的訓練來培養學生的創新精神。

以演示實驗為主線，奠定創新基礎

創新的核心是思維，而思維是從問題開始的。只有發現問題，才能引起解決問題的思維活動。因此，教師應注意誘導學生質疑問難，讓實驗成為學生探求知識的有力途徑。為此，在課堂教學中，為培養學生能力，開發智力，筆者把很多只由教師演示的實驗，改為由幾位學生上臺一道隨筆者講解進行實驗，也就是邊講邊實驗。這樣既可以方便學生觀察，活躍課堂氣氛，又能培養學生實驗操作能力。例如在學習“氯氣的生產原理”時，筆者對實驗部分就是這樣處理的。先讓學生回憶水中通入直流電的有關現象、反應方程式之后，筆者提示：“將電極插入食鹽水中，接上直流電，現象又會怎樣呢?”因為學生以預習，所以有的學生脫口而出：“現象不同。”筆者馬上說：“還是讓事實來說話吧!不過，你們思考一下為什么不同？”筆者首先讓學生觀看關于“浩瀚的大海”“海水曬鹽”“氯氣的用途”的錄像，請學生觀看氯堿工廠生產氯氣的流程圖，使學生知道海水中存大量的氯化鈉，明白氯氣的應用、生產原理等問題，然后與學生一道完成電解飽和食鹽水的實驗。實驗內容包括：1）電解飽和食鹽水實驗裝置的連接；2）接通直流電源進行電解；3）檢驗倒扣在鐵釘上的試管中收集的氣體；4）觀察倒扣在碳棒上的試管中氣體的顏色，聞一聞氣體的氣味。引導學生觀察實驗現象并記錄，啟發學生思考回答實驗中產生的問題，形成科學的結論。

實驗證明，邊講邊實驗教學是可行的好方法之一，經過這樣訓練的學生，操作能力，觀察能力都比以前有明顯提高。實驗經這樣處理，使學生處于積極思維狀態，變成學習的主人，不斷發現問題，解決問題。

通過設計性實驗，激發學生的創新意識

創新能力不是天生固有的，而要靠后天培養，創新意識是創造發明的前提。要強化學生學習問題的意識，培養學生的創新意識，首先激發創新興趣。化學是一門自然科學，在化學教學中，創新活動主要以創造實驗為表現形式。在化學實驗中運用知識，不僅是學習知識，而且是創新的必要途徑。設計性實驗能激發學生創新欲望，對培養創新意識和創新能力等方面都起到重要作用。例如在學習Fe2+、Fe3+轉化的探索實驗，讓學生在課前自己完成實驗的猜想和設計，在課堂上讓學生進行交流、討論和完善，并從中篩選出安全、有效的設計方案進行實驗。這個實驗的設計宗旨是讓學生模擬和體驗科學研究的過程，即：問題→猜想→設計實驗→探索研究→解決問題。以下是Fe2+轉化為Fe3+的研究過程。

1）提出問題：Fe2+如何才能轉化為Fe3+？

2）猜想：Fe2+→Fe3+，元素的化合價升高，因此在變化過程中，Fe2+作還原劑，需加強氧化劑（如Cl2、Br2、HNO3、酸性KMnO4溶液等）。

3）設計實驗：向試管中加入1 ml 0.1 mol.L-1的氯化亞鐵溶液，加入幾滴新制氯水，振蕩，再向試管中滴入3滴KSCN溶液，觀察現象（溶液變血紅色）。

4）探索研究：Cl2是強氧化劑，可氧化Fe2+——2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，產生的Fe3+與SCN-反應生成血紅色物質。

5）解決問題：Fe2+轉化為Fe3+時，需加入強氧化劑（如Cl2、Br2、HNO3、酸性KMnO4溶液等）。

對于Fe3+轉化為Fe2+時，研究類似，結果：Fe3+轉化為Fe2+時，需加入強還原劑（如Fe、Cu、I-等）。通過實驗探索，使學生的創新興趣得到充分挖掘，激發創新意識的產生，推動創造力的形成。

通過學生分組和課外實驗，激發學生的創新能力

許多心理學家和創造學家認為，創造由模仿開始，然后才逐步發展為獨立創造。因此，讓學生重復科學家的研究思路，不僅親自獲取新知，而且引發創新思維、創新能力。化學創造能力是指進行化學創造活動獲得創造成果的能力，是一般的創新能力在化學研究和化學學習領域中的特殊表現。目前教材中所要求的學生實驗中，都規定相應的實驗目的、實驗用品和實驗步驟，若讓學生按教材的實驗步驟進行演示，實際上是性質的驗證實驗，達不到培養學生創造能力的目的；而在分組實驗中，讓學生去發現，去創新，這樣就可以鍛煉學生的創造實踐能力。例如講“氯氣的性質”時，讓學生自己動手實驗，學生通過自己的實踐很快就掌握氯氣的化學性質。

在教學實踐中積極開展課外實驗活動，引導學生走出課堂，參觀廠礦，探索分析實際生活中的一些化學現象，設計實驗習題，可以使學生增長知識，擴大視野，開發智力，激發學生探索研究化學問題的濃厚興趣，提高學生創新能力。筆者結合課堂內容進行課外實驗活動，主要有2種形式。

參觀廠礦，考察生活如結合“氯氣的生產原理”，組織學生參觀燒堿廠，參觀硬水軟化，粗食鹽水的過濾，電解飽和食鹽水產生燒堿，產生的H2、Cl2引燃，制鹽酸的整個流程，加強電解食鹽水的知識；結合“鐵的冶煉”，組織學生參觀鋼鐵廠，了解高爐煉鐵、轉爐煉鋼的原理，對培養、激發學生的創新能力有深刻的現實意義。

成立課外實驗活動興趣小組成立興趣小組，利用課余時間，有目的、有計劃地開展課外實驗。一方面，可以培養老師的小助手；另一方面，可以培養化學尖子生。筆者指導學生在課外活動中開展小實驗，如加碘鹽的鑒定、腐竹中有無淀粉、酸雨測定、凈水變色、白紙顯字等。學生通過動手操作實驗，認識和理解化學對人和社會的貢獻和價值，認識化學就在身邊，化學與生活息息相關，使學生勇于探索，勇于實踐，更好地培養創新能力。

總之，通過演示實驗、設計性實驗、學生分組實驗和課外活動實驗等創新實驗手段，充分調動學生的求異思維、發散思維和非定勢思維，不斷提高學生的創新能力和實踐能力，提高教學效果，全面提高化學教學質量，效果明顯，值得推廣借鑒。

（作者單位：湖南省汨羅市第四中學）