拓展實驗教學提高創新能力

黃海平

21世紀是科學技術快速發展時期，是創新知識的世紀，也是對人才需求大、要求高的時期。學校教育如何培養適應新時期的各類人才，特別是探究型、創新型人才更是一項非常重要而艱巨的任務。教育是培養創新人才，建立創新思維的關鍵。而實驗教學則是培養人才的有效途徑之一，它有利于激發學生的學習興趣，有利于培養學生觀察問題、分析問題和實際動手能力，有利于培養實事求是、勇于探索、不斷創新的科學精神。因此培養學生的創新意識、創新能力和綜合能力成為現代教育的要求，也是化學教學改革的方向。在實驗教學中積極開展創新教育，有利于發展學生的素質和能力，并提高學生對學習的興趣。

化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗在整個教學過程中占有重要的地位。從教學過程看，實驗不僅是提供直觀素材的手段，而且是理論研究的基礎。它不僅為概念的建立與思維發展提供豐富的素材，同時也是各種技能培養的主要場所。化學實驗在幫助學生掌握化學基礎知識和基本技能的同時，對教育學生樹立科學的態度，掌握科學的方法，培養創新精神等均有極大的優勢。

激發學生的創新意識

利用趣味實驗，喚醒創新意識第斯多惠說：“教學的藝術不在于傳授的本領，而在于激勵、喚醒、鼓舞。”創新意識是指在好奇心和強烈的求知欲驅動下的一種愿意發現問題、積極去探究的心理取向，是創新的動力源泉。化學實驗現象是奇妙的，會使學生感到新鮮、驚奇，易對化學產生濃厚的興趣。因而教師要善于用演示實驗的趣味性去誘發學生的好奇心、求知欲，從而喚醒學生的創新意識。

增設演示實驗，培養創新意識教育教學實驗表明：任何創新都源于問題。因此，根據教學內容及時提出問題，讓學生帶著問題去學習，再適當增設演示實驗，使其在不斷的探索性學習中逐步培養創新意識[1]。

例如講硫酸銅的化學性質時，利用金屬活動性順序，排在前面的金屬可以將后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來，可做“鋅片變銅片”的實驗，然后讓學生思考K、Ca、Na能不能從硫酸銅溶液中置換出銅？此時可以增設鈉與硫酸銅溶液的反應實驗，在實驗前學生可能會推測該實驗的現象：“在銀白色的金屬鈉表面覆蓋著紫紅色的銅。”然而實驗時卻觀察到意想不到的現象：鈉首先熔化成小球，在液面上迅速游動，且發出嘶嘶響聲，很快溶液中出現藍色絮狀沉淀并有黑色固體產生，而不是鈉把銅從其鹽溶液中置換出來。引導學生分析：鈉首先與溶液中的水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再和硫酸銅反應生成藍色氫氧化銅沉淀，氫氧化銅是不溶性堿，受熱分解生成黑色氧化銅。這樣做會引導學生探索未知實驗、未知事項，培養其創新意識。

創設問題情境，激發創新意識在演示實驗教學中，教師除要做好每個演示實驗外，還要認真挖掘實驗素材，針對實驗的每個環節，創設問題情境，多方設疑置疑，讓學生帶著問題去觀察、思考、回憶、討論，變接受性學習為探索性學習。這樣就會把潛意識狀態的好奇心變成自覺求知的創新意識，讓學生隨著問題的層層深入而激活創新意識。

如在做氫氣還原氧化銅實驗時，首先啟發學生從化學反應實質著手推測寫化學方程式，再用實驗去驗證。在演示時，當觀察到黑色變成紅色后，教師可故意先停止通氫氣后熄滅酒精燈，使生成的紅色固體變成黑色，使學生產生一些疑惑：1）生成物不是銅，推測錯誤？2）生成的銅是否被氧化？3）為什么被氧化？4）操作步驟是否有錯，錯在哪里？這時可讓學生充分展現自己的思維過程，鼓勵學生大膽發表自己的見解，在辨析討論中得到評判和修正。這樣通過推測——試驗——設疑——討論——歸納——總結，不但能使學生準確地掌握知識，拓寬視野，還激活學生的創新意識。

開拓學生的創新思維

打破思維定勢，培養創新思維在實驗教學中，要培養學生的創新思維，教師必須引導學生打破思維定勢，加強思維的發散性和求異性。

利用演示實驗，開發創新思維教師是學生的表率，一言一行對學生都有潛移默化的影響，因此教師要善于抓住化學實驗的學科優勢，根據教學實際適當創新，為學生樹立創新榜樣。

通過探究實驗，展開創新思維新課程要求科學學科探究作為課程改革的突破口，將實驗教學跟探究學習融合，這是新課程的顯著特征。教學的一般過程是：化學實驗問題——猜想與假設——實驗驗證假說——科學結論——解釋與應用。科學探究是一種重要的學習方式，通過科學探究，可以了解事物的本質及變化的根源，把感性的認識上升到理性，能充分調動學生的積極性，使學生在獲得化學知識和技能的同時，體驗探究的樂趣。化學實驗是進行科學探究的主要方式，它的功能是其他教學手段無法替代的，能充分幫助學生建立創新思路。

實驗教材中關于“質量守恒定律”和“燃燒的條件”的探究就是典型范例。新課程要求教師為學生創設進行探究實驗的必要條件，努力挖掘蘊含于教材中的可供探究的素材，難度要恰當，要符合學生的思維能力；讓學生掌握科學探究必備的知識基礎轉變觀念，引導學生做好每一個探究實驗。

培養學生的創新能力

設計、探索實驗，培養創新能力化學是一門實驗科學，特別是在中學教育階段，化學實驗對于學生掌握知識、形成能力具有特別重要的意義。設計性或探索性實驗不僅要求學生掌握一定的化學知識和實驗技能，還要求他們靈活地、創造性地綜合運用這些知識和技能。設計性或探索性實驗在激發學生的創新欲望、培養他們的意識和創新能力等方面所具有的作用是其他常規實驗所無法比擬的。想象能力對于學生形成創新能力具有積極的作用，培養想象能力，要學會聯想。

通過改進實驗，培養創新能力化學實驗一般要求裝置簡單，操作方便，藥品節省，現象明顯，而教材上有的實驗存在不足，并非最佳方案。教師要引導學生開動腦筋，對實驗進行合理的改進，使之更趨完美，這也不失為創新的一種形式。

初中科學教材以驗證性實驗為主，要充分利用學生興趣小組，鼓勵學生動手動腦，教師加以指導、協助和點撥，學生之間加強實驗協作，共同完成實驗。例如初中化學教材CO還原CuO的實驗對尾氣的處理方法是將它點燃，從環保和能源利用的角度出發，此法明顯存在不足之處。那么有沒有既能保護環境，又能避免CO浪費的處理方法？可以采取以下措施：1）將除去CO2的CO用導氣管重新通入玻璃管中去還原CuO，將CO重復利用而又不污染環境；2）將除去CO2的CO用導氣管通到酒精燈火焰的上方，利用CO燃燒時放出的熱量還原CuO，從而達到節約燃料的目的。通過該實驗的改進，不僅使學生加深對CO性質和實驗裝置的認識，而且在此過程中培養創新能力。

課外開放實驗室，培養創新能力課外開放實驗室可以有效地培養學生的創新能力。雖然開放實驗室是以學生為教學活動的主體，但是不能忽視教師的主導作用，開放實驗室應有計劃、有步驟地進行。第一階段主要是訓練基本操作，氣體的制取與物質性質實驗；第二階段側重改進性試驗和探索性實驗及開始設計一些綜合性實驗；第三階段側重進行綜合性實驗的設計和培養解決綜合性實驗問題的能力。這樣通過手腦并用，學生不僅可以掌握化學基本知識和實驗技能，還可以培養創新能力和科學素質。

總之，教學中進行“創新教育”是目前非常緊迫的問題。形勢的發展要求教師不僅“傳道”“授業”“解惑”，而且還要“授人以漁”。而進行“創新教育”恰好可以做到這一點。運用“創新教育”傳授知識往往采取環環相扣的教學手段，可以使學生興奮點集中，在這種“愉快環境”中掌握知識快速而準確，有利于知識的整理、遷移和創新，真正做到“教”后“不教”。

參考文獻

[1]陸明德,許洪生.實驗教學的原理與技術[M].南京:江蘇教育出版社,2000

（作者單位：浙江省玉環縣坎門第二中學）