化學實驗教學中對于學生實驗能力和創新意識的培養

呂憶民

（山東理工大學化學工程學院，山東 淄博 255049）

伴隨著大數據時代的到來，知識經濟的作用日趨明顯。知識經濟的核心就在于創新意識。在大數據時代綜合國力的競爭越來越多地表現為新型人才的水平和數量的競爭，所以創新意識的培養正成為世界上許多國家教學改革的焦點和核心。經濟全球化和中國成為全球第二大經濟體，對我們的基礎教育提出了許多新的要求。

在新的時期，人們的學習行為和方式發生了很大的變化，由此產生了許多新的教育理念，如“學習資源導向”、“能力導向訓練”、“開放學習”以及“學習如何學習”等理念其中，“學習如何學習”是當今教育領域十分重要的理念。而在這一重要的教育理念中，實驗能力的培養又占有突出地位。因此，我們要抓住素養教育的關鍵環節，深刻認識素質教育在大數據時代的時代內涵，全面貫徹黨的教育方針，切實轉變教育觀念。創新教育正是抓住了實施素養教育的關鍵環節，培養學生的創新意識、創新精神、實驗能力，它既是反映時代精神的一種新的教育思想和教育理念，又是以創新為價值追求的全新教育實踐。實施素養教育需要教育思想創新、課程教材創新、教學模式創新、教育內容創新和評價制度創新等，要使這些創新活動成為全體教師和學生都能參與的教育教學改革實踐。

在當代知識爆炸的環境下，實驗室的教育職能在發生著悄悄的變化，其最突出的表現就是實驗能力及創新的教育。因此，在實驗教學中，應充分發揮學生的主體作用。在教師的引導下，通過積極有效的思維鍛煉，使學生在獲取知識和提高實驗操作能力的同時，思維空間得以擴展，從而最大限度地培養他們的實驗創新能力。下面，談談我們在有機化學實驗教學中培養學生實驗能力的一些做法。

1 營造和諧的學生實驗氛圍以培養實驗能力

實驗是指由學生親自動手完成的實驗。實驗的目的是培養學生獨立操作、觀察、探索新知識和鞏固舊知識或驗證學習的理淪。學生通過親自做實驗，能幫助學生形成概念，理解和鞏固所學的知識，提高學生觀察現象、分析問題的能力，培養學生實事求是，嚴格認真的科學態度，鍛煉學生的獨立工作能力。我們在實驗教學中，讓學生主動參與學習過程，積極思維，給他們提供充分的發展條件。注重把尊重學生的人格放在第一位，改變過去以教師為出發點的關系模式，實現師生之間、學生之間的多向交流、多邊互動的立體結構:給學生參與學習、思考和發表自己見解的機會，鼓勵學生提出問題，使學生養成敢想、敢說、敢做的良好習慣，以創新意識誘發學生的思維，使其活躍流暢，進而激發學生的創新思維。

例如:在實驗《苯甲酸的制備》[1]中，采用高錳酸鉀氧化法。實驗本中所述的工藝中沒有攪拌裝置，在加熱反應過程中極易引起瀑沸，高錳酸鉀的加入方式是分批加入粉末，該工藝反應時間長，不僅會影響反應的速度，引起甲苯的外泄，還經常出現得不到產品或產率低的情況。針對以上存在的問題，在預習實驗過程中，教師提示學生在課外查閱相關資料時，運用已學過的理淪知識，對實驗中出現的問題提出自己的想法，對現有工藝提出自己的修改意見。把同學們分成小組，進行研究探討，并將討淪結果以班為單位進行匯總，提前送交教師加以修改，由教師與學生代表組成實驗小組，對修改后的實驗工藝進行實驗研究。經多次實驗后，確定了新的工藝。其步驟是:將7g 高錳酸鉀溶解在100mL 水中制成飽和溶液，加入到250mL 的三口燒瓶中，再加入2.7mL 的甲苯并再加入一定量的金屬粉末，裝上回流冷凝管，開動攪拌，溫度控制在70℃～100℃，反應時間1h～2h，到回流液不再出現油珠為比。

將反應混合液趁熱減壓過濾，用少量熱水洗滌濾渣二氧化錳合并濾液和洗滌溶液，放在冰水中冷卻溶液，然后用濃鹽酸酸化[2](用剛果紅試紙試驗)，至苯甲酸全部析出為比。將析出的苯甲酸減壓過濾，用少量冷水洗滌，擠壓出水分。把制備到的苯甲酸放在沸水中干燥。產量約2g。把高錳酸鉀配成飽和溶液加入燒瓶中，不再另加水，這樣不但操作方便、安全，而且避免了甲苯的損失。以及以往在《對甲苯磺酸的制作》中發現以下現象：①由于部分同學誤用稀硫酸，使得產物極少，產率很低。②反應溫度控制不好使得反應不能安按著原有路徑進行，從而致使實驗失敗。③部分同學由于操作不規范、實驗不嚴密使得副反應和副產物增多，產物不純。因此新型素質教育的貫徹會很好的節省了實驗成本、實現實驗課的意義。

學生對以上實驗表示出相當大的興趣，這種做法一方面提高了實驗質量，另一方面增強了同學們的實驗能力。

2 設計綜合實驗來提高實驗能力

在教學安排上，一般是學生先做一些基本實驗，掌握了一些基本實驗方法、實驗技術，經綜合性實驗的訓練，進行設計實驗實踐。

有機化學實驗技術是一個連續、系統的知識體系，各實驗之間有著內在的聯系。在指導學生獨立設計綜合性實驗時，引導學生把各實驗環節系統結合連貫起來，注重強調實驗過程中的整體操作訓練，把幾個相關的實驗合并為一個綜合性的實驗。例如，給學生題目《苯制備苯甲酸》，學生自己去圖書館查資料，寫出實驗步驟、實驗方法、所需設備和藥品用量，經教師審查后進行實驗。學生為了使自己實驗結果準確，在每一步實驗中認真操作，并做好每一步實驗的記錄和實驗結果。從苯開始制備溴苯甲苯苯甲酸，使幾個獨立的實驗有機地結合起來，極大地增強了學生的參與性，增強了做實驗的興趣，使學生能夠積極主動地獲取知識。通過學生自己設計實驗提高了學生創新意識和實際操作能力，自己進行實驗操作并順利完成，真正體會到了成功的快樂，提高了學生的實驗能力。

3 培養學生自覺地運用實驗技能的能力

化學是以實驗為基礎的自然科學。學生親自動手做實驗時，都會被實驗的千變萬化現象所吸引。如學生做碳水化合物性質實驗，糖的銀鏡反應會出現銀自色的鏡面。又如在《甲基橙》的制備實驗中，甲基橙是一種指示劑在弱酸性介質中耦合，得到的是嫩紅色酸式甲基橙，在堿性介質中酸性黃轉變為橙黃色。這些現象容易使學生對化學實驗產生興趣。實驗中，教師要教給學生怎樣觀察實驗現象，從中發現和提出問題，怎樣運用化學 知識解釋這些現象和問題。引導學生從看實驗現象進入觀察，提出問題并解決問題。例如，讓學生把制備的甲基橙配成溶液，在做其他實驗時使用，學生看到的現象和結論不是書上現成結淪，而是他們的實驗結果，那種喜悅的心情是難以形容的。這樣，學生會對化學實驗產生真正的愛好利用實驗可誘發學生學習興趣，由直接興趣向探求規律性的興趣過渡，促使學生自覺地發展創新意識。

化學實驗教學中具有求實的科學態度與情感內容，只要我們認真地鉆研教材，重視科學探究過程，在實驗課上抓住啟迪學生的實驗能力的一切機會，培養學生實驗能力，提高學生的實際操作能力，就會在培養學生的實驗能力上干出一番成績，為教書育人做出更大貢獻。

［1］李兆隴.有機化學實驗[M].北京:清華大學出版社，2004.

［2］高占先.有機化學實驗[M].大連:高等教育出版社，2003.