化學實驗教學中培養學生創新能力的探索與實踐

摘 要：21世紀教育改革和發展方向是培養具有創新意識和創新能力的新型人才，而化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗在化學教學中占有相當的比重，也是學生學習化學的基本方法，激發學生愛科學、學科學、用科學的興趣，讓學生經歷科技探究過程。因此，化學實驗是培養學生科技創新能力的有效途徑。

關鍵詞：實驗教學；科技探究；創新意識

一、問題的存在

著名化學家戴安邦先生曾講過：“化學實驗是全面實施化學的一種最有效的形式?！被瘜W教學中離不開實驗教學，在我們教學它起了重要作用，它可以調動學生的學習化學的積極性，然而經過這么多年的教學觀察及探索，在我們實際實驗教學中卻存在一些問題：考核方式的單一性及筆試中實驗考查的結論化，學校實驗條件差，實驗教學模式大都以教師為中心等等。

二、化學實驗教學的探索過程

1.教學方法的改進，優化學生的科技創新意識

（1）改演示實驗為師生共同完成或學生分組實驗，培養學生的科技創新意識

現代實驗教學中，很多老師往往用演示實驗來代替學生實驗，只讓學生記住實驗步驟、實驗現象及結論，但這樣教學效果很差，更不用說學生的實驗操作能力了，其實學生還是很渴望自己操作，即使失敗了也會給他帶來無窮的興趣，據國家教委教學儀器研究所對學生實驗能力調查結果顯示，初高中學生實驗能力均不及格，學生的實驗能力差，在教學過程中也深有感觸。因此，教師因多給學生自己動手的機會，將一些演示實驗改成師生合作實驗或學生分組實驗。

（2）多層次指導，增加學生的科技創新的信心

多層次指導法是根據學生基礎不同，設置難易程度不同的化學實驗來進行教學指導的一種方法。在實驗探究中，往往只有幾個學生積極參與，而這些學生大多是學習成績較好、動手能力強的學生，而對于基礎較差的學生，他們往往對探究實驗不太感興趣，也很被動的融于實驗操作中，這樣更加導致他們自卑的心理。在開設實驗時，對于基礎弱、動手能力差的學生，建議先選擇簡單的實驗和基礎操作實驗，隨著學生實驗能力的提高，逐漸增加實驗難度；對于基礎較好的學生，可建議他們做難度大的綜合性實驗，這樣差生有一種成就感，從而對實驗產生了興趣，對好生也得到提升，使他們產生實驗創新的動力。

2.挖掘實驗的探究功能，培養學生的科技創新意識

探索性實驗教學比驗證實驗有更廣闊的活動空間和思維空間，可以激發和滿足不同層次學生的探索和創新欲望。教師應選取合適的需要探索的問題作為實驗內容，設計一系列有針對性、啟發性的問題作為鋪墊。

（1）教材原有實驗的改革創新

教材中很多實驗都是“驗證實驗”，我們應改變這種模式：先提問，再討論、最后實驗探究，得出結論，或將實驗條件改變，了解事物的本質及變化規律，把感性認識上升為理性認識。將實驗作為基本的認識手段來組織教學，重新設定人是情境，就能幫助學生建立創新思維，樹立創新意識，培養學生的創新能力。

例如：高一化學在學習了氯水的組成——水、氯氣、鹽酸、次氯酸后，有一個[實驗4-4]如右圖所示的證驗次氯酸漂白性的實驗（丙中分別放a為干燥的有色布條b為濕潤的有色布條），可以進行如下探究。①在反應開始前，根據a、b顏色不變的現象可得出什么結論？（空氣和水沒有漂白性）。②實驗開始，丙中通一會兒氯氣后，從a和b中的現象可得出什么結論？（氯氣沒有漂白性和氯水有漂白性）。③為了確證是使濕潤的有色布條褪色，你認為還應增加一個什么實驗？（將鹽酸滴入到有色布條不褪色，說明鹽酸沒有漂白性，證明有漂白性的物質只能是次氯酸）。這樣，經過實驗探究既彌補了書上實驗的不足，滿足了學生渴望成功的心理，又提高學生創新能力。

（2）開發“失敗試驗”的探究功能，激發學生的科技創新意識

在實驗中，盡管嚴格按照規程進行操作，也難免會出現意外“事故”對于意外事故處理得恰當，不僅不會影響實驗教學的效果，反而會驗證結論的正確性。一個失敗的試驗有時比一個成功的試驗更具有教學價值。因此，老師要重視“失敗試驗”的功能開發，還可以有目的設計“失敗的”和“成功的”兩種試驗引導學生從“失敗”中探究“成功”。

3.引導實驗設計，培養科技創新能力

在化學實驗教學中，教師要引導學生在運用知識去探索的過程中有所創新地解決問題，要充分挖掘課本中理論知識與實驗的結合點，強化實驗設計性教學，使學生在實驗過程中變被動為主動，在實驗技能、知識應用、分析問題及解決問題等諸多方面的能力得到訓練，從而使學生的創新思維得以發展，逐步形成創新能力。

（1）選擇化學基本儀器，設計化學實驗裝置

一個化學基本儀器常常具有多種實驗功能，開展“一器多用”是培養學生思維的獨創性、靈敏性和流暢性的重要途徑。如要求學生選擇基本儀器，根據啟普發生器原理設計反應裝置，根據“火山爆發”原理設計噴泉實驗，設計一套可以與課本相擬但不能與課本相同的制取氯化氫的裝置。通過這樣的訓練，打破了儀器的常規使用，可使學生得到不少新奇的想法，培養他們的創新能力，它將啟迪學生在今后的社會中不斷的進行技術創新。

（2）根據同一實驗目的，自己設計實驗方案

在實驗教學中，可以根據同一實驗目的，由學生選擇藥品和儀器，自己設計實驗方案。如利用金屬、酸、堿等試劑制備氫氧化鋁，有多少種制備方法？并說明實驗原理。也可以限定實驗藥品，要求學生開展發散性實驗設計，看最多能設計出多少個不同類型的探索性實驗。如由下列藥品：冰醋酸、氫氧化鈉、蒸餾水、pH試紙、石蕊試液，請設計盡可能多的實驗。還可以由老師提出問題由學生定向設計，如設計一個制取氫氧化鎂并證明“①Mg（OH）2能溶于濃的氯化銨溶液而不溶于稀的氯化銨溶液；②氫氧化鎂溶于濃的氯化銨溶液”的理由的實驗。這些問題要求學生具有綜合運用知識的能力和創新能力，學生通過綜合運用，廣泛聯系，提出多種可能的實驗方案，然后組織學生討論，鼓勵他們從多角度、多層次，對各種方案進行合理評價，對合理的方案安排學生親自操作。

綜上所述，通過化學實驗教學的各個環節去培養學生的科技創新意識，有著其它電教手段無法替代的、獨特的作用。培養科技創新意識就應努力挖掘和發揮實驗教學在創新教育中的潛能與作用。