在微型化學實驗中培養學生的創新能力

【摘要】近年來，微型化學實驗受到了國內外化學界的廣泛關注，從常規實驗到微型實驗方法的改變，能夠激發學生學習化學的興趣。通過對微型化學實驗的改進、設計，能提高學生的創新能力，挖掘創新潛能，拓寬創新思維，提高創新水平。

【關鍵詞】微型化學實驗 創新思維 創新能力 創新意識

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）12-0184-01

化學實驗的微型化是培養學生創新能力的有效方法，通過有意識的讓學生參與到微型實驗的設計和應用中，能提高學生的創新意識和創新能力。將微型化學實驗引入課堂，讓每一個學生都能動手做一些微型化學實驗，都能參加到微型化學實驗的創造與設計中來，它有助于培養學生的創新思維和創新能力。

一、微型化學儀器的制造培養了學生的創造能力

微型化學實驗所用的儀器，有些利用生活中的一些廢舊物品或身邊的材料制成的，學生在完成儀器制作的過程中，想象力、創造力、操作能力都充分的激發和調動起來，他們還要不斷改進自己的設計與制作，使自制儀器更能適應微型實驗的要求，從而培養了學生的創造力，也提高了他們的實驗能力。

在微型化學儀器的制造過程中，教師應有意識地留給學生足夠的空間，讓學生有自由想象的余地。我們在開展微型實驗活動課的過程中，往往選用比較簡單的塑料儀器，由于儀器的不成熟性，破壞了學生依賴現有儀器的思維定勢，給學生提供了創造的空間。如帶領學生利用舊雪碧瓶、細砂、棉花、紗布等制作簡易凈水器，利用塑料瓶等進行溫室效應的驗證等。但在微型化學儀器的制造過程中教師要及時進行指導，如塑料儀器不適于加熱等，學會在生活中尋找可以代替實驗室儀器的器材，告訴學生要有一雙發現化學的眼睛。在老師的指導下，對于氫氣還原氧化銅、制氧氣等不易微型化的實驗，學生經過考慮，找來口服液瓶等代用品。儀器微型化后，鐵架臺等已無法使用，學生立即自己制作，有的用小夾子，有的用鋁導線，做成了可以使用的架子。經過幾次實驗，學生的實驗興趣和實驗能力有了很大的提高，也能自行設計微型實驗，學生的實驗能力和創造能力得到了提高。

二、常規實驗的改進激發了學生的創新思維

實驗的設計過程充分顯示了學生的創造才能，啟發了創新思維。我們要從學生熟悉的實驗入手，提出問題，設計思路，逐漸引入。如實驗課上讓學生自行設計電解水的微型實驗裝置：電解池、氣體收集器、氣體的檢驗、性質。學生最終能夠設計出：用飲料瓶剪下瓶口部分配上塞子，可得到大小不一的電解池，用鐵釘或縫衣針作電極等很好地完成了實驗。

實驗室利用濃HCl、MnO2和KOH制KClO3時，按教材進行實驗，藥品用量大，廢棄物多，Cl2又有毒，污染嚴重，這時教師可以引發學生思考：為了降低成本，減少污染，怎樣優化實驗？設計一套制備KClO3的微型實驗方案。學生根據實驗的一些弊端和微型化學實驗的特點，優化改進設計裝置，利用微型酒精燈做加熱裝置，二口燒瓶（10ml）和多用滴淀管（4ml）作反應裝置，用去底的多用滴管作導氣裝置，用青霉素瓶作反應裝置和尾氣吸收裝置。通過思考，學生利用微型化學實驗藥品少，污染小的特點對實驗進行合理的設計制造，還進行了大膽的創新，用青霉素瓶做反應裝置減少了KOH對玻璃儀器的腐蝕。總體來看，微型實驗設計合理，安全，實驗快速，效果好，充分體現了學生的創造力。學生在實驗過程中積極動手，發揮思維的積極性，使設計更有創造性，新穎性和實用性，發揮了創新的潛能，提高了創新能力。

現行的化學實驗多為驗證性實驗，學生不做實驗就已經知道實驗結果，難以達到預期的實驗教學目標。利用微型化學實驗將一些驗證性實驗改為探究實驗，通過實驗探究，培養學生的創新精神，體現創新的水平。探究性實驗根據掌握的知識對物質的性質進行探討研究，設計實驗。學生可能會設計出不同的微型實驗的設計方案，教師可以讓學生對各個實驗方案加以評價，使學生相互了解不同的創新思維。學生在相互討論中能夠激發創新意識，發揮自己的創新思維，拓寬創新的空間，提高創新的能力。

另外，在設計微型化學實驗時，不象做演示實驗那樣容易成功，有時往往會失敗，如在做CuSO4與NH3·H2O反應實驗時，本應在加入少量氨水溶液時應先有藍色Cu（OH）2SO4沉淀生成，再加入過量氨水，沉淀消失溶液變成深藍色。但做微型實驗時，有時加入少量氨水后得不到淺藍色的Cu（OH）2SO4沉淀，繼續滴加仍然得不得到藍色沉淀。這可能是微型實驗所需藥品少，加入“少量”時其實就已過量，Cu（OH）2SO4來不及沉淀就迅速與分子結合生成深藍色[Cu（NH3）4]2+離子。因此，微型實驗要求學生的操作必須精確、仔細。當實驗出現異常現象時，要求學生應據實記錄，并認真分析探索其中的原因。當找出失敗的原因時，則是創新的另一個突破，這樣更能夠激發學生的創新欲望，提高學生的創新能力。

三、微型化學趣味實驗有利于提高學生的開拓創新精神，提高創新意識

微型趣味實驗，為創新精神提供了廣闊的空間，培養了學生的開拓創新精神，使學生積極的進行創新設計。例如，教師可以布置一些有趣的實驗課題來培養學生的創新精神。如讓學生自行設計隱形墨水。在教師指導下，學生們進行探索性設計與實驗。他們獲得了多種隱形墨水的方案：如AgNO3顯色試劑為Na2S； FeCl3顯色試劑為KSCN。出人意料的是有的同學竟然使用（NH4）2SO4做隱形墨水，顯色方法為加熱，這個設計學生將銨鹽分解和濃硫酸脫水性這兩方面知識綜合起來加以靈活運用，從而發現了一種新穎的隱形墨水。從上面的例子可以看出，微型化學實驗能激發學生大腦深處蘊藏的巨大的創造潛能，培養學生的創新精神，使學生的創新天地更寬闊，極大程度的提高學生的創新能力。

微型化學實驗可以進行一些類似科學性研究實驗的模擬，在模擬的過程中使學生認識化學，體會化學的學科魅力，提高綜合化學科學素質。在微型化學實驗中教師要留給學生創新的空間，要及時地加以引導充分利用微型化學實驗儀，很好地培養學生的創新精神和創新能力，為將來的化學學習和化學科學研究打下了良好的基礎。