通過化學實驗教學 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

摘要:化學實驗教學是培養(yǎng)學生的學習興趣和創(chuàng)新能力不可忽視的教學環(huán)節(jié)。本文提出切實采取措施加強實驗教學、培養(yǎng)學生的興趣和創(chuàng)新精神及提高化學教學質(zhì)量的方法。

關(guān)鍵詞:實驗探究 創(chuàng)新

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，化學實驗在化學教學中占有相當?shù)谋戎?，也是學生學習化學的基本方法。因此在化學教學中，教師應樹立新的教學觀念，改革注入式的教學方法，充分調(diào)動學生的學習興趣和積極性，重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

一、創(chuàng)設實驗情境，激發(fā)創(chuàng)新意識

創(chuàng)設實驗情境是教師為激發(fā)學生的情感與激活學生的思維所做的準備，教師根據(jù)不同的教學內(nèi)容創(chuàng)設相應的實驗情境，使學生進入一種特定的學習狀態(tài)并參與其活動之中。教師利用學生對某些問題的爭議和不同看法，使學生產(chǎn)生認知沖突的問題情境，驅(qū)使他們調(diào)動自己的知識儲存，提出各種假想，進而做出多方認證，得到合理的結(jié)論。如用“空氣中的CO2會不會變化?”“冬天不經(jīng)常開窗的教室里CO2會不會增多?”等問題引導學生自主探究，這對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力會起到重要的作用。

教師一方面可以讓學生自己設計實驗鼓勵他們大膽地去發(fā)現(xiàn)新情況，探討新問題，得出新結(jié)論，另一方面應充分利用課本上的家庭小實驗。家庭小實驗可以使學生在一個心理狀態(tài)比較寬松的環(huán)境中，不受時間的限制，也可反復做、反復觀察，直到認為滿意為止。如學習完專題2(必修1)后，鼓勵學生進行家庭小實驗，使用pH試紙測定各種水果、食鹽、純堿、小蘇打、食醋等物質(zhì)的酸堿性，使學生獲得新知識，知道了有胃酸的病人不宜食用哪些食物。又如學生利用家中備有的食鹽、堿面、食醋、酒精、糖水和日常用品廢棄物(小燈泡、玻璃杯、廢電池中的碳棒等)進行酸堿鹽溶液導電性的實驗探究，通過實驗得出結(jié)論:酸堿鹽溶液導電是因為溶液中存在自由移動的離子，而固體和酒精、糖水沒有自由移動的離子，所以不能導電。這一實驗使學生加深了對所學知識的理解和掌握，激發(fā)了他們學習化學的興趣。

學生通過小實驗領(lǐng)略到了成功的喜悅，極大誘發(fā)了學生獲得化學知識的強烈欲望，調(diào)動了學生的積極性。使學生在參與分析問題、解決問題的過程中，產(chǎn)生了強烈的創(chuàng)新動機，發(fā)掘創(chuàng)新潛能，發(fā)揮聰明才智，從而激發(fā)了學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造精神。

二、在學生分組實驗中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力

學生分組實驗不僅是學生學習好化學知識、掌握操作技能的重要手段，而且是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力、增強創(chuàng)造性的有效途徑。

在學生做實驗之前，首先要求學生進行預習，明白實驗的目的、方法和操作步驟，寫出實驗預習報告，弄清楚通過本節(jié)實驗學習到什么、要求你掌握什么知識和技能。

在實驗開始之前，由教師進行講解，讓學生明白要做什么、該怎么做、在操作中該注意什么問題，明白影響實驗成敗的關(guān)鍵。

在達到以上目的之后，進一步啟發(fā)學生對此實驗還可以怎樣去改進，怎樣去操作。教師最好采用啟發(fā)式教學，充分調(diào)動學生的思維能力和想象力，讓學生多問幾個為什么。此時此刻往往有不少同學能夠提出問題，如能不能改進實驗裝置，能不能換成其他藥品。教師此時可因勢利導，讓學生努力去嘗試，努力去探究，最后把結(jié)論一起分析、探討，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性學習的習慣，為培養(yǎng)學生的科研精神樹立良好的開端。

例如高一課本關(guān)于“金屬鈉及其化合物的性質(zhì)”有一學生實驗，要求學生收集一試管鈉與水反應放出的氣體并檢驗。它的實際操作是:將一小塊鈉用鋁箔(事先用針刺一些小孔)包好，再用鑷子夾住，放到裝有水的燒杯底部，待反應放出氣體時，用排水法收集一試管氣體并檢驗。此法在實際操作時效果不好。鋁箔包得緊，氣體放不出來;包得松又影響氣體的收集。當學生把這些問題反映上來時，教師抓住時機，發(fā)動大家集思廣益改進實驗。經(jīng)過大家熱烈的討論，學生們提出了很多改進的方案。其中有一位學生提出的方案既現(xiàn)象明顯，又易于操作，切實可行。方案是在裝水的錐形瓶或大試管中(水的體積為容積的2/3)，放一小塊金屬鈉，迅速在瓶口或試管口塞上一個帶尖嘴玻璃導管的單孔塞。估計產(chǎn)生的氣體將容器內(nèi)的空氣排完后，點燃尖嘴導管處的氣體，可看到氣體的燃燒現(xiàn)象，證明產(chǎn)生的是氫氣。

通過自己改進實驗而得到的體會是很深刻的，看到實驗改進成功時的心情也是無比喜悅的，這樣一來不但加深了他們對學生實驗的興趣，而且有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

三、改驗證性實驗為探索性實驗

有教師指導的學生實驗是培養(yǎng)學生的科學精神和觀察能力、實驗能力及創(chuàng)新思維能力的最佳途徑?，F(xiàn)行的高中新教材改變了過去教材敘述過于完整的風格，在許多實驗中沒有給出明確的現(xiàn)象、解釋與結(jié)論，而是以問題或?qū)W案形式來體現(xiàn)，要求學生在實驗觀察的基礎(chǔ)上去填空、交流、作答并得出結(jié)論。突出強調(diào)學生參與實驗探究的積極性和獨立思考性，引導學生將實驗觀察和理性思維集合在一起。

因此在新課程理念的指導下，教師更應充分挖掘教材實驗中的探索性實驗或更多地將驗證性實驗改為探索性實驗，用心組織、潛心研究、創(chuàng)設問題情景，指導學生探究并與學生一起探究學習，展示獲取知識的過程。對學生進行的科學方法教育滲透在科學探究的全過程中，讓學生在具體的實踐過程中，在學習和運用的過程中學習科學的方法?？墒箤W生喜歡在未知的情景中探索，尋求發(fā)現(xiàn)新途徑、新關(guān)系、新知識，并運用知識解決問題，從而不斷增強他們的創(chuàng)新意識。

比如，在講原電池時，我先提出這樣一個問題:“家用手電筒中的電池、蓄電池、宇宙火箭中的高能電池是如何產(chǎn)生電能的?”已具備一定化學知識的學生很快意識到是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。然后我讓學生利用桌上提供的如下藥品和材料:鐵片、銅片、石墨棒、稀硫酸、硫酸銅晶體、水、蔗糖溶液、電流計、導線若干。要求設計原電池，并驗證在外電路(導線上)可獲得電流，并觀察該裝置工作時發(fā)生的現(xiàn)象。顯然，這是一個富有挑戰(zhàn)性、富有創(chuàng)新能力的實驗課題。通過學生對實驗藥品和材料進行嘗試選擇，并對實驗條件進行適當控制，對現(xiàn)象進行仔細觀察和記錄，接著讓學生根據(jù)實驗事實，對上述幾種原電池的電極材料、溶液成份、電極上現(xiàn)象、電極反應進行歸納填空，得出結(jié)論:

①構(gòu)成原電池的條件:______________________________________________________

②電極判定方法: ______________________________________________________

③電極反應書寫規(guī)律:______________________________________________________

這樣通過創(chuàng)設情景、提供藥品和材料進行探究實驗，而不是讓學生一邊看書一邊操作，如同“照方抓藥”，學生會認真地思考、操作，仔細地觀察，如實地記錄，積極地根據(jù)實驗現(xiàn)象進行分析、歸納，屬于創(chuàng)新性探索課題。學生的思維被激活，對促進學生探究能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展有很大的作用。

變“驗證性”實驗為“探索性”實驗，不但能使學生主動地參與探索，還能幫助學生理解實驗的原理，既“知其然”又“知其所以然”，把感性認識上升到理性高度?！疤骄啃浴睂嶒炦€提供了理論指導實踐、在新情境下解決新問題的機會，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維能力。

四、改進演示實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力

做好演示實驗是成功上好每一節(jié)化學課的重要環(huán)節(jié)，對于教材中的演示實驗，我總是按大綱要求百分之百地完成。在上課之前，總是認真預演、認真思考、勇于探索。在滿足直觀簡明、易操作、安全可靠、富有啟發(fā)性和創(chuàng)造性的前提下，積極改進，力于鉆研。爭做勇于進取、善于創(chuàng)新的模范，無論實驗方法的革新、實驗的新穎設計，對于學生都有很強的感染力，會潛移默化地在學生中播下創(chuàng)新的種子。

如在講單質(zhì)碘的性質(zhì)時，把碘升華這一物理性質(zhì)實驗與碘的化學性質(zhì)實驗(碘與鐵反應)組合設計為一個實驗;在蒸發(fā)皿中混合適量鐵粉和碘，再滴入幾滴水作催化劑，立即看到紫紅色蒸氣冉冉升起，將表面皿罩在蒸氣上方，即可看到碘蒸氣凝結(jié)為固體碘。這樣演示不僅使學生印象深刻，而且掌握了碘的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。

又如在檢驗二價鐵離子時，我并沒有按課本上的程序直接去做，而是先用硫氰化鉀溶液和亞鐵氰化鉀溶液分別在白紙上寫成無色的字，再用裝有三氯化鐵溶液的噴霧器噴霧，便顯出血紅大字，頓時課堂氣氛十分活躍，這時再去完成其他的教學任務，效果很好。

再如講鎂的性質(zhì)時，我先提出鎂帶能不能在CO2中燃燒，學生意見不統(tǒng)一，大多數(shù)人認為不能燃燒，其理由是CO2 能夠滅火，給學生一定的時間討論、思考，然后再做演示實驗。通過以上的實驗設計，不但體現(xiàn)了演示實驗的基本功能，還能夠啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力。

總之，在實驗教學中，首先提供真實、鮮明、生動的實驗，刺激學生感官，使學生獲得感性認識;其次提供典型、系列的實驗，促進學生想象、思維、記憶、遷移;最后設計最有說服力的實驗，才能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

(作者單位:浙江省嘉興市秀水高級中學)