試論高中化學如何開展實驗教學培育學生的創新精神

摘要實驗是化學學科的基石，化學實驗既是高中化學的教學內容，同時也是一種教學方式，充分發揮化學實驗教學的作用有利于提高高中化學教學質量。同時，高中化學實驗教學的開展，有利于激發學生學習興趣，充分發揮學生的創新思維，培育學生創新能力。本文將對如何開展高中化學實驗教學方式，培育學生的創新精神進行淺要論述。

中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A

化學是一門以實驗為基礎的科學，有利于學生的手腦并用，實驗的直觀性、生動性有利于激發學生對知識的探求欲望;實驗的嚴格要求，對培養學生嚴謹的科學態度，特別是對創新精神的培養其意義是無可比擬的。達維多夫說:“要解決現代學校教育的根本任務，歸根結底要通過教學目標、教學內容和教學方式的設計而改變思維類型”，顯然，基于化學學科特點，創造性開展化學實驗教學活動是培養創新精神的基本途徑。中學化學中的創新教育不是去開拓和創新未知的知識和知識體系，而是創設一定條件和氛圍，引導、啟發學生去模擬、探究原科學家的實踐活動過程，發現“新”現象;通過聯想、判斷、推理和綜合分析，歸納出物質呈現如此現象的本質和規律。本文重點談談在實驗教學中如何培養學生的創新思維和創新能力。

1 開發探索性實驗，培養學生的創造態度和創新思維

將實驗作為一種基本的認知手段來組織教學，重新設定認知環境，是開發探索功能的主渠道，這是培養創新精神實現創造思維的橋梁和手段。例如:在學習元素周期律時，元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化時。課本以11~17號元素為例，其中對Na、Mg、Al三種元素的單質與水反應置換出H2的難易程度的實驗探索，就是培養學生創新精神的好例子，設計如下:

[知識技能目標]通過實驗設計探索Na、Mg、Al金屬單質與水反應置換出H2的難易程度。

[能力方法目標]通過探究實驗及氧化還原規律的探討訓練學生觀察能力、實驗能力和創造思維能力。

[情感態度目標]在科學探究過程中，通過學生的分析、比較、選擇等過程不斷提出問題、分析問題、解決問題，激發學生的求知欲，培養學生創新精神。

[實驗要求]

(1)Na與H2O能劇烈反應放出氫氣。設計實驗比較Na、Mg、Al與冷水反應的劇烈程度。

(2)Mg、Al不與冷水反應是否證明它們不與水反應?怎樣證明Mg、A1與熱水能發生反應呢?如果加熱的溫度超過100℃，此實驗沒計又有什么不嚴謹的地方?如何改進實驗更能說明問題呢?

(3)獨立進行實驗設計，控制實驗條件，謹慎操作，記錄實驗結果并得出結論。

有些化學實驗，如鈉與硫酸銅溶液的反應，侯氏制堿法原理實驗都可以開發出來讓學生去探索，引導學生主要依靠自己的學習活動來解決問題，以實現他們對知識創新的渴求和創造理想，放手讓學生觀察、思考、想象、質疑、動口、動腦、動手，培養學生的創新精神。

2 引導學生參與知識形成過程，培養學生創新精神

在實驗教學中應遵循“觀察——思考——創新”這一原則。例如:在進行“氯氣實驗室制法”的演示實驗教學時，學生弄清楚了實驗裝置設計程序:(發生裝置-凈化裝置一收集裝置一驗證裝置-尾氣處理裝置等)，理解了控制反應條件，對比試驗等實驗方法，我先讓學生回顧課本氧氣的裝置圖示，再讓學生思考改進措施，并追問:

(1)該裝置是否能收集到純凈干燥的Cl2?

(2)添加哪些儀器和試劑可收集到純凈而干燥的C12?

(3)如何設計實驗驗證Cl2的漂白性?

(4)Cl2是大氣污染物之一，如何進行尾氣處理?

給學生充分的思考討論時間，并給學生發表自己見解的機會。通過這樣的學習過程能讓學生親自體會創新思考的樂趣和創新工作的艱辛，對激發學生學習興趣，提高學生學習的主動性和自覺性，培養學生學習的合作意識，開發學生的創新能力可以獲得意想不到的效果。同時也為學生學習后面 SO2、NH3、CH4、CH2 = CH2等氣體的制法打下良好的基礎，讓學生能舉一反三，觸類旁通。

3 注意開發失敗實驗的功能

對于失敗的實驗，教師必須注意引導學生不要氣餒并且告訴學生這可能是發現新問題、創造新方法的契機，并與學生一起探討失敗的原因及產生的新問題。例如:銅與濃硫酸反應的實驗，許多學生在實驗時觀察不到硫酸銅溶液應有的藍色，此時教師應適當引導學生思考:為什么得不到藍色溶液?如何改進實驗以得到理想的效果?從而給學生提供創新的機會。

4 營造良好的實驗教學學習的氛圍

學生對事物有天然的好奇心和探究的愿望，學習的進行很大程度上取決于這種自然傾向的激發，教師必須注意給學生營造寬松、民主、自由的氣氛。英國哲學家約翰·密爾曾說過:“天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸”。在通過化學實驗進行探究性學習過程中，鼓勵學生大膽地提出實驗方案，即使是對學生提出的不全面、不完善甚至錯誤的實驗方案，也要以表揚鼓勵為主，充分肯定學生在提出實驗方案過程中的主動參與精神和創新意識。另外，教師應保護學生的好奇心、探究欲和探究性行為，允許他們在保證安全的前提下按照自己的方案進行探究活動，讓學生在探究過程中經受挫折的磨煉，并體驗探究的樂趣和成功的喜悅。創造條件全面開放實驗室，讓學生隨時隨地可進實驗室，鼓勵學生提出問題，設計實驗，通過自己動手解決疑難，體會失敗與成功，從而培養學生的科學態度，為創新打下基礎。

5 指導學生開展課外實驗，進一步鞏固知識、培養創新能力

組織和指導學生開展化學課外活動，進行課外實驗，可以加深對課堂知識的理解與鞏固，擴大知識面，培養學生運用知識的能力，激發學生學習興趣，充分發揮學生的創造才能。但必須注意科學性、可行性、安全性、趣味性等原則，以便更好地引導學生有的放矢地開展課外實驗，當然除此之外，還必須提供必要的場所和試驗場地。對于課外實驗的內容，筆者認為主要有以下幾種:

(1)知識鞏固性實驗。在現行中學教材中，有些部分實驗很少，為了加強學生對這部分知識的理解和鞏固，可組織學生自行設計實驗，如在學習硫化氫和二氧化硫時，指導學生通過討論、交流、設計出一套全封閉式制取硫化氫和二氧化硫氣體，并同時驗證兩種氣體化學性質的微型實驗裝置。在學習過氧化鈉性質時，組織學生設計實驗驗證過氧化鈉與二氧化碳、水、鹽酸反應生成的氣體是氧氣，并設計實驗證明過氧化鈉具有漂白性、還原性、氧化性等。通過對平行班的同一教學內容對比實驗表明，安排課外實驗的班級對這些內容掌握得既快又牢，而僅通過講解與練習結合教學的班級掌握的情況就要差得多。

(2)教學實驗和儀器的改進。在過去的教學中，教學實驗和儀器改進僅僅是教師和教研人員的活動。為充分挖掘學生潛能，開發學生智力，筆者做了一些嘗試，積極鼓勵全體學生參與教學實驗和儀器改進。如實驗室中鐵架臺極易生銹，導致螺絲無法自由旋轉，給實驗者帶來了極大的不便，為此，我組織織全體學生共同探討，設計出一種無螺絲、使用簡便且生銹后仍可順利進行實驗的鐵架臺，我們再也不為鐵架的銹蝕而犯愁了。學生們還將很多實驗改成微型實驗，不僅節約了試劑，取得了更佳實驗效果，也促進了師生間的相互交流，培養了學生的探索精神。

(3)知識應用性實驗。結合課本知識，指導學生應用科學知識于社會生產和生活，如配制土農藥、檢驗土質、水質、大氣成分，設計凈水裝置，進行金屬防護，利用廢鐵屑制綠礬、回收銀等，激發學生學習科學的積極性，培養應用科學知識的技能，為社會輸送具有基本科學素質的實用型人才，為學生走向社會打下堅實的基礎。

(4)趣味性試驗。設置部分趣味性實驗，激發學生學習興趣，科學地培養學生的興趣品質，增強奮發向上、自強不息的自信心。如指導學生做可燃雪糕，用水點火，水中花園，指紋顯現，雞蛋入瓶，噴霧現畫等各種豐富多彩的課外實驗。在聯歡會上學生可根據所學知識設計魔術、小品等節目，為大家帶來更多的歡樂。

總之，學生的創新意識、創新能力主要在自身的實踐中形成的，學生在實踐中獲得獨立探索、自主創新的機會，獲得對科學研究和科學發現的真實感受。這種內心的體驗就是培養創新精神并轉化為創新行為的原動力。化學教學應充分利用創造性的試驗教學，重視和加強培養學生的實踐能力，培養學生的創新精神。