巧用化學實驗,培養創新能力

三江侗族自治縣位于廣西壯族自治區北部，湘、黔、桂三省（區）交界處，總人口36.13萬，侗族占全縣總人口的55%。以前侗族沒有自己的文字，許多優秀的文化傳統、生活習俗、社交禮儀等都是靠著優美的歌聲一代一代往下傳，“漢人有字傳書本，侗族無字傳歌聲；祖輩傳唱到父輩，父輩傳唱到兒孫”是侗民族生活的真實寫照。又由于侗民族“艱苦樸素、吃苦耐勞、勤儉奮斗、團結和諧”的民族精神的代代傳承，侗族學生性格當中不服輸和樂于助人的特點尤為突出。在全面推進素質教育的今天，學科教學凸顯培養學生的創新精神和實踐能力的要求。如何在侗族學生的學習中實現這一目標呢？我從化學學科的特點出發，從侗民族學生的特點出發，進行了積極的探索。

化學是一門以實驗為基礎的科學，培養學生創新能力的途徑很多，豐富多彩、現象各異的化學實驗，最能激發學生的學習興趣，調動學生的積極性，充分利用化學實驗教學也就成為培養學生創新能力的重要途徑。

一、學會觀察實驗，培養創新思維能力

興趣是最好的老師，學生只有對化學科學有著強烈的探索欲望和濃厚的興趣，才可能激發出創新潛能。化學實驗現象明顯，有趣味性、科學性，生動形象，中學生都很喜愛觀察化學實驗。因此，做好化學實驗可以吸引學生的興趣、好奇心和求知欲，容易使學生對教學內容產生濃厚的興趣，使學生產生主動探求知識的欲望，從而激發學生的創造性思維。比如教師在做鈉與水反應的實驗時，引導學生正確地觀察實驗，將觀察到六種實驗現象（鈉熔化成小球、浮于水面、產生氣體、使酚酞溶液變紅、放熱、鈉最后消失），整個實驗過程中，學生始終保持濃厚的興趣。教師借機提出問題：這個反應為什么會有這樣的現象？這些現象分別反映出金屬鈉的哪些性質？學生在興奮之后，就會投入到積極的思考之中，從而達到了學習的預期效果。

二、設計改進實驗，培養創新實踐能力

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗推動著化學的發展，實驗在培養學生的創新精神和創新能力方面有著獨特的作用，特別是在中學階段，化學實驗對于學生掌握知識形成能力有著特別重要的意義。實驗設計不僅要求學生掌握一定的化學知識和實驗技能，而且還要求他們靈活地創造性地綜合運用這些知識和技能。

1．從設計實驗方法上創新

從目前常用的教學方法看，如能注意組織學生從盡可能多的角度和方法去考慮問題，則有利于學生創新思維的培養。

例如在鐵的化合物的教學中，用FeSO4溶液和NaOH溶液制Fe（OH）2沉淀時，所得的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變為紅褐色。這是因為發生了如下兩個反應：

FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2+Na2SO4

4Fe（OH）2+O2+H2O=4Fe（OH）３

經研究發現，原來是氧氣在作怪，于是我提出問題，怎樣防止Fe（OH）2被氧化或使其被氧化的速度減慢？學生通過積極思考，紛紛提出了改進辦法：

① 用新制的FeSO4溶液和NaOH溶液；

② 在FeSO4溶液中加幾滴硫酸和幾枚鐵釘；

③ 配制FeSO4和NaOH溶液前，把蒸餾水煮沸，冷卻后再配；

④ 將膠頭滴管伸入FeSO4溶液以下；

⑤ 滴幾滴植物油于FeSO4溶液上以隔絕空氣。

事實表明，通過合理設計問題，讓學生“思考—嘗試—解決問題”，活躍了課堂氣氛，培養了學生的創造性思維能力。

2．從實驗裝置用途上創新

常規儀器或裝置都有其主要用途，但并非是唯一用途。在實驗教學中，我經常提出這樣的問題：這種儀器還有什么用途？如錐形瓶，既可用作反應容器，如中和滴定等，還可加上雙孔橡皮塞及導氣管，用作洗氣瓶或安全瓶，如果再加上一個量筒，又可組成排水量氣裝置，加上雙孔塞和分液漏斗，可用于制氫氣、二氧化碳、乙炔等氣體。再如球形干燥管，除了用來盛裝固體干燥劑干燥氣體外，還可用于防止倒吸。

在教學活動中，既要傳授知識，更要傳授方法，重要的是指導學生進行合理地歸納總結，在總結的基礎上有所創新。如對于氣體的制備裝置，我們可以將它們分為四大基本類型：

類型1：固體+固體加熱型，如加熱高錳酸鉀或制備氧氣、氨氣。

類型2：固體+液體不加熱型，如制備二氧化碳、氫氣。

類型3：固體+液體加熱型，如制備氯氣、氯化氫氣體。

類型4：液體+液體加熱型，如制備乙烯。

當然，這種分類并不是絕對的，比如說制氧氣，可以選類型1，加熱高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳，也可以用類型2，即雙氧水加二氧化錳或用過氧化鈉與水反應。還可以是電解，就是一種裝置可以制備多種氣體，一種氣體也可以是用多種裝置來制備。這樣學生的思維就拓展了。

三、設計探究實驗，培養創新探究能力

培養創新能力的關鍵是培養創造思維，在實驗教學中，教師要培養學生創造性思維能力，特別是要培養學生能根據實際情況完成探究實驗，并能正確表達自己的觀點。我在教學中，利用侗族學生不服輸的性格特點，讓學生設計實驗方案，改進實驗，再進行探究性實驗驗證，使學生積極動腦、動手，反復推理、驗證和完善，培養了學生的科學素質和探究能力，培養了學生的創新思維能力。如在學習《 原電池 》一節中，先將銅片和鋅片分別插入稀硫酸中，學生觀察到鋅片上有氣泡冒出，銅片上沒有。用導線把鋅片和銅片連接起來，同時把它們插入稀硫酸中，觀察到什么現象？為什么銅片上也會有氣泡冒出？是什么氣體？電子從哪里來？怎樣檢驗電子發生了轉移？轉移的方向是什么？一連串的問題，一環扣一環，將學生領入到化學的神奇世界中，這樣的教學不但大大激發了學生的學習興趣，而且培養了學生科學的態度和探究、創新的精神。

設計性或探索性實驗在激發學生的創造欲望，培養他們的創新意識和創造能力等方面所具有的作用，是其他常規實驗無法比擬的。所以，我們可以結合教學內容，選擇適當的實驗設計題，讓學生發揮自己的聰明才智，大膽設計方案，探索解決問題的多種途徑和方法，再親自動手實驗。如在學習乙醇的催化的氧化時，課本上是將灼熱的銅絲插入到無水乙醇中，看到了明顯的實驗現象，學生能說出反應的原理。這時可以提問學生，能不能另外設計這個實驗？有學生就想到酒精燈的燃料是酒精，而酒精燈的外焰溫度高、內焰溫度低，可否將銅絲在酒精燈外焰灼燒變黑后，將變黑的部分（氧化銅）移到酒精燈的內焰片刻？有了這樣的問題后，學生馬上進行實驗驗證，結果黑色部分真的恢復了紅色，學生感受到了自己設計實驗成功的喜悅。

又如由金屬鋁制備氫氧化鋁的實驗方案設計、工業上制硫酸的反應條件的選擇，都可以讓學生自己思考，小組討論，設計出自己或小組的實驗方案，然后通過分組解釋原理，對比數據，進行相關計算，評價各個方案的優缺點，如何改進使方案更為合理，等等，有條件時也可以讓學生親自動手操作，親自實踐，領略“創新”成功的滋味，學生在活動中得到了很好的鍛煉。

在教學過程中類似情景舉不勝舉。雖然學生有時突然的提問會影響和打斷教師的講解思路，但我們應該鼓勵學生能提問題、多提問題、會提問題。不斷滿足學生的好奇心、求知欲望和創新意識，才能使他們的創新思維能力提升一個檔次。

化學是一門以實驗為基礎的學科，教師必須充分利用化學實驗的優勢，想方設法地進行豐富多彩的實驗和活動，充分調動學生的探索積極性，激發學生的創造性思維，特別是要根據侗族學生的特點，讓他們體驗到積極思維和實踐過程的成功，教學上就能收到良好的效果。

（作者單位：三江縣中學，廣西 三江，545500）