初中化學實驗教學中學生創新能力培養初探

陳晶晶 姜建文

（江西師范大學化學化工學院 江西 南昌 330022）

化學是一門以實驗為基礎的學科，在化學中，每種物質、每條規律的發現，都有其堅實的實驗基礎。化學實驗及其教學是化學教學的一個重要組成部分，它既是化學教學的重要基礎，又是化學教學的重要內容、方法和手段。新課程標準將實驗教學提到了空前的高度，強調讓學生經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養學生的探索精神、實驗能力以及創新意識。下面結合實例闡述初中化學實驗教學培養學生創新能力的幾條途徑。

一、改進演示實驗，培養創新意識

化學實驗可以給學生提供有趣味性的感性材料，使學生對一些化學現象獲得明確、具體的認識，通過演示實驗的改進，讓學生及時調整觀察方法，加強對自我的監控，能更感性地認識化學概念、規律，加深理解。

當老師在“碳酸鈉與鹽酸”反應的實驗中，按照課本中的實驗裝置進行實驗時，讓學生仔細觀察澄清石灰水變渾濁了，繼續通入二氧化碳，學生又會驚奇地發現渾濁的石灰水又變澄清了，接著將澄清的石灰水加熱，學生又會驚呼澄清的石灰水又變渾濁了。學生在經歷了這個“神奇的”變化過程之后，平時較難理解和記憶的“石灰石和鐘乳石的形成”也就迎刃而解了。再如：在“質量守恒定律”這節課中，探究磷在氧氣中的質量變化情況時，教科書中提出的實驗方案為：將一小堆干燥的紅磷放在塞有橡膠塞錐形瓶中，將橡膠塞上的玻璃管放到酒精燈上灼燒至紅熱后，迅速塞緊錐形瓶，將紅磷引燃。紅磷的著火點為240℃，因此在演示實驗時失敗的概率較大，教師可以將實驗中的紅磷換成白磷（著火點為40℃），這樣就大大地提高了實驗的成功率。

對于一些不易觀察實驗現象的實驗，教師可以改單純的演示實驗為師生合作實驗。如“燃燒的合理利用與開發”這節課中，探究除燃燒之外的化學反應是否也有能量的變化時，熱量的變化不易觀察，教師給出實驗步驟，讓學生分組實驗，學生親自感受到實驗過程中溫度的變化，獲得成功的喜悅。

教師也可引導學生設計實驗方案，然后按照學生設計出的合理方案進行演示，提高學生的綜合能力。通過對實驗的感受和體驗來培養良好的學習和創造動機，讓學生敢于提出自己的見解，培養他們的創新意識。

二、改進實驗方案，發散創新思維

愛因斯坦說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進步的源泉。”因此，創新思維的培養乃現代教育的靈魂。

現行初中化學教材中的化學實驗大多有探究性，但教材中有不少都是驗證性實驗，啟發性、探究性不強。將一些驗證性實驗改為探究性實驗，不僅能提高學生學習化學的興趣，更是培養新世紀創新型人才的要求。我以“二氧化碳制取的研究”為例，說明將驗證性實驗改為探究性實驗對化學課堂教學的促進以及對學生創新思維的培養。教師首先引導學生寫出幾種可能產生二氧化碳的的化學反應方程式，讓學生判斷是否適合用于實驗室制取二氧化碳。學生一般能夠判斷得出正確的結果，對于個別學生有疑問之處，教師通過實驗進行演示（如：碳酸鈉粉末和塊狀的大理石分別與稀鹽酸反應）或予以講解；然后教師向學生介紹實驗室制取二氧化碳的反應原理，讓學生回憶已學過的實驗室制取氧氣的裝置，并出示課件，讓學生比較二氧化碳和氧氣的相關內容，分析裝置的不同之處，再引導學生利用裁剪好的儀器模型和圖釘在泡沫板上拼出制取CO2的裝置圖，完成后分享結果，教師與學生一起分析探討。別出心裁地應用“拼圖游戲”這種視覺媒體，學生在化學課堂上一般會很少見到，這樣既節省了學生在頻繁的組裝儀器過程中的時間，而且偶爾換一種課堂學習的方法也能使學生增添不少的新鮮感，提高他們對化學學習的熱情，從老師新奇的設計中可以讓他們認識到只要肯動腦，就會有驚喜。學生設計出的裝置雖然不盡相同，但是都可以成功地制取到二氧化碳，教師再讓學生比較他們在儀器的選擇的不同之處，并讓學生判斷各種儀器之間是否可以相互替換。教師指出，上述裝置相互替換后可以裝配出多套發生裝置，那么二氧化碳制取裝置的確定對學生來說也就 “水到渠成” 了； 同樣，遺留的問題——選取“用碳酸鈉和稀鹽酸反應制取二氧化碳”的裝置與“用雙氧水和二氧化錳反應制取氧氣”的裝置——也就不攻自破了。在做了一系列準備之后，選用一套實驗裝置開始實驗，并邊實驗邊引導學生探究出二氧化碳的收集和驗滿方法。至此，學生就不難歸納出實驗室制取氣體的一般思路和方法了。

在本節課的學習中，教師起到了很好的引導作用并創設了很好的問題情境，大大提高了課堂效率和學習效率，并能成功的發散學生的思維，為培養學生的創新思維能力奠定了良好的基礎；培養發散性思維品質，不僅可以使人看到事物的表面屬性，更能讓人看到不易被人察覺的隱藏屬性，而創新思維往往來源于對事物隱藏屬性的認識。

三、增加動手實驗，加強創新實踐

義務教育化學課程標準指出：“化學是一門以實驗為基礎的學科，在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，有助于激發學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高學生的科學探究能力……在實踐中不斷培養學生的創新意識。”陶行知也曾說過：“解放學生的大腦，讓他們多想一想；解放學生的雙手，讓他們多做一做；解放學生的嘴巴，讓他們多說一說；解放學生的眼睛，讓他們多看一看；解放學生的空間，讓他們多動一動。”的確，通過讓學生自己動手實驗，可以讓他們感受到研究化學并不神秘，從而調動學習化學的積極性，主動性，養成實驗習慣。這樣還有利于培養學生的實驗技能，知識遷移能力和靈活運用知識的能力，增強學生思維的獨創性。

1．增加定量型實驗

定量化學實驗是科學探究的主要手段之一，它對于學生科學態度和科學方法的培養尤為重要，是培養學生創新能力的有效手段。科學研究的過程通常從提出問題、收集證據、提出假說、檢驗假說到最終形成結論。如在“質量守恒定律”這節課中，教師可提出問題：為什么蠟燭燃燒后質量會變小了呢？ 為什么鐵刀放置一段時間后質量會增加呢？ 對于這兩個問題，學生踴躍提出猜想，并根據教師提供的實驗儀器及藥品設計實驗方案，動手實驗。盡管學生設計的實驗方案中難免會有疏漏之處，但是通過動手實驗及實驗后的探討，學生不難找出實驗設計不足之處，再通過教師引導就不難得出“質量守恒定律”。又如，在“多角度認識化學變化”這節課中，教師先走進歷史，介紹拉瓦錫定量研究化學變化的史實，引導學生歸納研究化學反應前后物質質量關系的方法，學生通過實驗數據就可很快從宏觀及微觀方面得出化學變化中各物質或微粒的變化關系，并能初步從定量角度認識化學變化。在實驗中引入電子天平，既方便直觀，也可以讓學生意識到實驗方法不是一成不變的。可見，定量實驗能通過實驗數據直觀地展現化學事實，為學生獲取化學知識、進一步認識化學規律、并最終對創新能力的形成起促進作用。有研究表明，增加中學化學定量型實驗，對學生的學習興趣、科學態度、實驗能力和科學研究過程都起到了極好的作用，定量實驗在中學化學中的廣泛應用必將為培養創新型人才提供良好的平臺。

2．增加家庭小實驗

教師布置課后實驗或結合新教材 “家庭小實驗”內容，積極組織或指導學生做好小實驗，能激發學生的學習興趣，培養學生認真觀察，勤于思考，勇于實踐的習慣。如：在“水的凈化”這節課后，教師讓學生用空塑料瓶、膨松棉、紗布、活性炭等自制簡易凈水器；用鉛筆芯自制潤滑劑；在學習“二氧化碳的性質”后，教師鼓勵學生回家用所學知識給家人制備汽水； 用樹葉和氫氧化鈉溶液制作各式各樣的葉脈書簽……做一些課后小實驗既很好地鞏固了課堂知識，提高了動手能力，又提高了知識的運用能力，同學們忙得不亦樂乎。

教師要盡量和家長保持溝通，共同鼓勵學生做好這些小實驗，并有目的地在教學中加以指導、評比，讓學生切實地感受到化學知識來自生活又運用于生活，養成學生做一做、想一想的習慣，提高學生應用知識的能力和創新思維能力。

四、鼓勵“變廢為寶”，應用創新成果

朱正元教授曾積極倡導“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”。課程標準中也指出：增強安全意識，逐步樹立珍惜資源、愛護環境、合理使用化學物質的可持續發展觀念。因此，“變廢為寶”，既有助于解決實驗儀器、藥品的短缺問題，又可以培養學生的實踐能力以及節約和環保意識。隨著生活水平的不斷提高，被遺棄的廢棄塑料瓶、醫療廢料等到處都能找到，將這些物品進行消毒處理后用于做中學化學實驗，既實現了廢物利用，且安全環保。如可以用廢舊塑料瓶代替試管、燒杯、集氣瓶、漏斗等，用廢棄的眼藥水瓶代替滴管，用飲料吸管或靜脈輸液導管代替導管，用一次性針筒代替量筒，用墨水瓶改裝成酒精燈……教師可以鼓勵學生多動腦，多動手，自己制作實驗裝置，然后在實驗課上利用自己制作的實驗裝置進行實驗（如教師讓學生用自制裝置做二氧化碳的制取與性質的實驗）。這樣沒有了教師的限制，學生就能夠充分發揮自己的主動性和創造性，使自己的創新意識和創新能力得到極大的提高。通過對創新成果的應用，能夠讓學生感受到自己為學校節省開支、為保護環境做出了貢獻，達成了學生的情感態度與價值觀目標，使學生的創新精神高漲。

創新能力是社會的進步、組織的發展、個人的成長中最永恒、最強大的不竭動力。要通過初中化學實驗教學培養學生的創新能力，就需要廣大化學教師跟上時代的步伐，積極對傳統的化學實驗教學方式進行思考，培養出越來越多的具有高創造能力的人才，為祖國及化學的發展貢獻出自己的一份力量。

［1］ 中華人民共和國教育部．義務教育化學課程標準（2011版）［S］．北京：北京師范大學出版社，2011

［2］ 劉知新．化學教學論［M］．北京：高等教育出版社，2009：191－213

［3］ 王川，劉勇，李樹偉．淺議在中學化學教學中增加定量型實驗的意義［J］．化學教育，2012，（4）：66－68

［4］ 盛錫銘．變廢為寶 巧做實驗［J］．高中數理化，2011，（8）：64

［5］ 張英波．高中化學實驗教學創新研究［D］．河北師范大學，2009