在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

何影儀

一、改進(jìn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

目前，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題，就是只要求學(xué)生根據(jù)課本照方抓藥地操作實(shí)驗(yàn)，得出刻板現(xiàn)成的結(jié)論。這種機(jī)械操作式的實(shí)驗(yàn)往往不能使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)真正獲取新知，在面對(duì)新問(wèn)題時(shí)，容易一籌莫展，缺乏將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)的創(chuàng)造性思維與能力。如何改進(jìn)呢？

（一）將演示實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn)

課本中有不少演示實(shí)驗(yàn)，教學(xué)過(guò)程大多是教師演示——學(xué)生觀察——得出結(jié)論的刻板模式。這種刻板的模式，容易導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)踐，進(jìn)而抹殺學(xué)生的創(chuàng)新能力。我們可以創(chuàng)造條件，把演示實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn)，化結(jié)論為問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

（二）讓學(xué)生參與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

課本中的實(shí)驗(yàn)裝置及操作并非都是合理的，我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)不應(yīng)該只是照本宣科，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，對(duì)某些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作方法的不足之處加以改進(jìn)，使之更為合理。

例如，現(xiàn)行九年級(jí)（人教版）教材第七單元的課題1“燃燒和滅火”中的實(shí)驗(yàn)7-1，是一個(gè)展示白磷在水下燃燒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖1）。該實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中存在不少缺陷。因白磷的熔點(diǎn)為44.15℃， 在該實(shí)驗(yàn)條件下白磷已熔化，通入氧氣后白磷易被沖散，部分零亂地散落在燒杯底部不易找到，部分漂浮在水面上劇烈燃燒，使大量白煙逸散到空氣中，造成環(huán)境污染。

講解該實(shí)驗(yàn)時(shí)，我抓住時(shí)機(jī)，發(fā)動(dòng)學(xué)生們一起討論、集思廣益。他們提出了許多改進(jìn)方案。其中較好的是：在燒杯中加入一定量的熱水，將一小塊白磷放入試管底部，再把試管放入盛有熱水的燒杯中，然后向試管底部通入氧氣（見(jiàn)圖2）。這個(gè)經(jīng)學(xué)生過(guò)的裝置的優(yōu)點(diǎn)是，可把白磷控制在試管底部的狹小空間內(nèi)，使通入的氧氣與其充分接觸，使兩者迅速發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)效果也十分理想。

學(xué)生通過(guò)參與了改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐中得到了不同程度的認(rèn)識(shí)。他們開(kāi)始明白到：知識(shí)雖來(lái)源于課本，但不必拘泥于課本，要勇于對(duì)科學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新。這次實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成功，給予了學(xué)生們一種“動(dòng)手”實(shí)踐的成就感，同時(shí)更調(diào)動(dòng)了他們參與課堂的積極性，而非被動(dòng)地接納知識(shí)，極大地激發(fā)了學(xué)生探索并自主創(chuàng)造的欲望。

（三）讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

在條件允許的情況下，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，不僅可以鍛煉他們的實(shí)驗(yàn)操作能力，在培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維方面也收到了良好的效果。

在講解有關(guān)二氧化碳的相關(guān)課題時(shí)，我讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置。我為他們提供了各種可能用到的儀器，讓他們先分組設(shè)計(jì)方案，然后按其所設(shè)計(jì)的方案組裝儀器進(jìn)行制取，看是否可行，若不成功，再繼續(xù)討論，研究改進(jìn)。部分學(xué)生用了大試管加單孔膠塞的簡(jiǎn)單裝置，雖能順利制得二氧化碳，但發(fā)現(xiàn)大試管能容納的反應(yīng)原料有限且生成的氣體易把酸液壓出試管，使實(shí)驗(yàn)難以繼續(xù)。另外，此裝置最大的缺點(diǎn)在于，為了能獲得足量的二氧化碳，需要不斷地打開(kāi)膠塞向內(nèi)添加藥品，此舉容易導(dǎo)致漏氣。于是有學(xué)生把大試管換成了燒瓶或錐形瓶，這就可以裝下更多的石灰石。另外有學(xué)生為了避免反復(fù)打開(kāi)膠塞添加稀鹽酸，想到了把單孔膠塞換成雙孔膠塞，在另一孔上加裝長(zhǎng)頸漏斗的辦法。更有學(xué)生想到了更好的辦法：加裝分液漏斗，以便隨時(shí)添加稀鹽酸，而且可以控制反應(yīng)速率。

經(jīng)過(guò)我多年的教學(xué)實(shí)踐證明，注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與探索，給學(xué)生留出思維的空間，多給予他們獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，是提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有效途徑之一。

二、拓展課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)，寓教于樂(lè)提升學(xué)生創(chuàng)新能力

化學(xué)是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，若僅僅靠課堂上的講解和實(shí)驗(yàn)練習(xí)，是無(wú)法真正讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)生活處處有化學(xué)的，更遑論“理論聯(lián)系實(shí)際”了。拓展課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，寓教于樂(lè)，可以更有效地地提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。具體而言，可以從以下幾個(gè)方面入手：

（一）開(kāi)展趣味實(shí)驗(yàn)和家庭小實(shí)驗(yàn)

趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)取材于生活中的常見(jiàn)物事，其現(xiàn)象奇特、方法新穎，能夠引起學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)、探究事物的興趣，能夠提升學(xué)生們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。除了參考教材中的趣味實(shí)驗(yàn)，我們還可設(shè)計(jì)一些適合中學(xué)生的趣味實(shí)驗(yàn)，如：魔棒點(diǎn)燈、燒不壞的手帕、噴霧顯字等等。

此外，多鼓勵(lì)學(xué)生參與家庭小實(shí)驗(yàn)，也不失為提升學(xué)生們創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的好方法。家庭小實(shí)驗(yàn)由于取材方便，操作簡(jiǎn)單，可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中更透徹地領(lǐng)悟知識(shí)，將理論與實(shí)際相聯(lián)系。如在學(xué)習(xí)水的凈化功能時(shí)，在講解了木炭擁有的吸附作用后，我動(dòng)員學(xué)生回家自制簡(jiǎn)易的冰箱“除臭寶”；在講解了關(guān)于酸、堿的知識(shí)后，我指導(dǎo)學(xué)生如何測(cè)定本地土壤、水樣的酸堿性；而在講了關(guān)于有機(jī)物的知識(shí)后，我指導(dǎo)學(xué)生如何鑒別羊毛衫、絲織品的真?zhèn)蔚鹊取?/p>

通過(guò)趣味實(shí)驗(yàn)和家庭小實(shí)驗(yàn)，一方面豐富了學(xué)生的課余生活、拓寬了學(xué)生的視野， 同時(shí)提高了他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀^察分析問(wèn)題的能力，更讓學(xué)生對(duì)自己身邊的一些化學(xué)現(xiàn)象有了進(jìn)一步的理解。通過(guò)自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的動(dòng)手能力得到了一定的鍛煉，從而激發(fā)了他們動(dòng)手探索的欲望。

（二）開(kāi)展形式多樣的第二課堂實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

組織化學(xué)興趣小組是開(kāi)展第二課堂實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的最好方式之一，在活動(dòng)中可以舉辦拓展課內(nèi)所學(xué)過(guò)知識(shí)的專題講座，也可以嘗試制作實(shí)驗(yàn)教具用具，還可以組織學(xué)生參觀工廠、針對(duì)特定課題進(jìn)行調(diào)研等等。學(xué)生在小組活動(dòng)中可以充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，動(dòng)手動(dòng)腦，既提高了思維水平，又提高了動(dòng)手實(shí)踐的能力。

比如在學(xué)習(xí)“水的凈化”課題時(shí)，我組織化學(xué)興趣小組到自來(lái)水廠參觀，讓學(xué)生觀察水凈化的過(guò)程，進(jìn)而了解水凈化的原理，將課本知識(shí)融入實(shí)際生活。又比如為了了解東江的水質(zhì)問(wèn)題，我?guī)ьI(lǐng)興趣小組的成員到數(shù)個(gè)東江所流經(jīng)的地點(diǎn)進(jìn)行了抽樣調(diào)查，還鼓勵(lì)他們撰寫小論文，與同學(xué)們一起分享自己的實(shí)驗(yàn)成果。

通過(guò)這些活動(dòng)，學(xué)生們能夠感受到化學(xué)就在自己身邊，化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，這也在一定程度上增強(qiáng)了他們對(duì)自然、社會(huì)的關(guān)注程度。

三、注重實(shí)驗(yàn)題教學(xué)，讓成績(jī)提高與創(chuàng)新能力提升并駕齊驅(qū)

實(shí)驗(yàn)題在中考化學(xué)科目的試題中所占的分值較高，所以關(guān)于它的解題正確與否，直接關(guān)系到學(xué)生中考化學(xué)成績(jī)的高低。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)題中的得分情況普遍不理想，實(shí)驗(yàn)探究題的得分情況更是哀鴻遍野。之所以出現(xiàn)這種得分普遍不理想的情況，是因?yàn)榇祟}除考察學(xué)生有關(guān)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)以外，還對(duì)他們的綜合能力如語(yǔ)言表達(dá)、邏輯推理、創(chuàng)新思維、知識(shí)遷移等提出了較高的要求。所以強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的講解是化學(xué)教學(xué)過(guò)程中不可或缺的重要部分。

學(xué)生初初接觸實(shí)驗(yàn)探究題時(shí)，往往會(huì)覺(jué)得無(wú)從下手。由于難以找到解題的切入點(diǎn)，使得學(xué)生知難而退，轉(zhuǎn)為等待老師告知答案。這就需要我們“授之以漁”，教會(huì)他們做題的方法。如一道常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)探究題：稀鹽酸可以使紫色石蕊試液變紅，那么是稀鹽酸中的哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅呢？在講解該題時(shí)，我讓學(xué)生們自己分析，提出假設(shè)，討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)討論得出的較好解決方案是：首先用試管取少量稀鹽酸滴加紫色石蕊試液，溶液變紅；逐滴加入NaOH溶液，試管中的溶液由紅變紫，最后變成藍(lán)色。在反應(yīng)后的溶液中，H2O分子和Clˉ仍然存在，而H+全部生成了H2O分子，說(shuō)明H2O和Clˉ都不能使紫色石蕊試液變紅，是稀鹽酸中的H+使石蕊試液變紅的。

通過(guò)解答此題，我總結(jié)出了一套如何引導(dǎo)學(xué)生自主思考、解題的方法。首先要引導(dǎo)他們認(rèn)真讀題審題，劃出關(guān)鍵語(yǔ)句，找出題目中與教材相聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)方案。其次是要對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)靈活運(yùn)用。實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)反復(fù)的解題訓(xùn)練后，學(xué)生的解題能力確實(shí)有了一定程度的提高。雖然在解題過(guò)程中，學(xué)生難免會(huì)犯各種錯(cuò)誤。如上述例題中，學(xué)生常會(huì)把稀鹽酸中的水分子遺漏掉。但是只要通過(guò)反復(fù)強(qiáng)化訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生們找到規(guī)律和方法，日后如果再碰到此類題目，他們做起來(lái)也自然就會(huì)得心應(yīng)手，慢慢地，化學(xué)成績(jī)與創(chuàng)新能力也會(huì)同步提高。