化學實驗與創新能力的培養

劉東東

摘 要 化學實驗有助于學生理解和鞏固知識，培養科學思想，形成科學方法。通過實驗能使學生受到從形象思維跨越到邏輯思維的訓練，實踐發散思維與聚合思維的相互統一。

關鍵詞 化學實驗 觀察能力 實踐能力 創新思維能力

中圖分類號：G630 文獻標識碼：A

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學能為我們學生正確認識物質及其變化規律提供實驗事實，它具有目的性、探索性、現實性和易感知性。化學實驗有助于學生理解和鞏固知識，培養科學思想，形成科學方法。通過實驗能使學生受到從形象思維跨越到邏輯思維的訓練，實踐發散思維與聚合思維的相互統一，因此，實驗教學更是培養學生創新能力的重要環節。

1重現象，培養學生的創新

化學實驗中的觀察一般包括對教師演示實驗的觀察和學生分組實驗的觀察。對化學初學者來說，有的學生在觀察實驗時，往往不能抓住實驗的本質特征來觀察，實驗效果不理想。為此，教師一定要給以正確的引導，教給學生觀察實驗的方法。為了使實驗教學更有成效，在實驗教學中引導學生進行創新觀察必須突出以下兩點：

（1）抓住量變精確觀察，對一些定性實驗要求觀察準確，對一些定量的實驗則要求必須有足夠的精確度。100多年后，英國物理學家瑞利（Rayleigh J W S，1842-1919）在研究氮氣時發現從氮的化合物中分離出來的氮氣每升重1.2508g，而從空氣中分離出來的氮氣在相同情況下每升重1.2572g，這0.0064g的微小差別引起了瑞利的注意。他與化學家萊姆賽合作，把空氣中的氮氣和氧氣除去，用光譜分析鑒定剩余氣體，終于在1894年發現了氬，逐漸認識空氣的成分。

（2）抓住本質敏銳觀察，在實驗過程中，比別人更敏銳的看出某些事物的特點，能從平凡的現象中敏銳的發現那些乍看起來有些“反常”的的現象，從而抓住那些稍縱即逝的化學現象。正如居里夫人在研究元素鈾的放射性時發現，鈾礦石的放射性比提純的鈾化合物的放射性更強。于是預言在未提純的鈾礦石中肯定存在一種新的元素比鈾的放射性更強。為此居里夫人花了4年時間，從8噸瀝青鈾礦中提煉出0.1克的新元素氯化物，并以極少量的純化合物測出了新元素的相對原子質量為225，這就是元素鐳。居里夫人為此也得到了諾貝爾化學獎。

2重動手，培養學生的創新實踐能力

驗證性實驗改為探索性實驗，現行高中教材中的演示實驗、學生實驗大多注重實驗功能的驗證性。驗證性實驗對于學生鞏固、掌握書本理論知識、提高自己的實驗能力、熟練地掌握實驗技能技巧是必不可少的。然而，我們應知道科學實驗的重要功能是其探索性。探索是發現問題、尋找規律、利用規律的有效途徑。因此我們應充分挖掘化學實驗的探索性，將一些驗證性實驗改為探索性實驗，這將對培養學生創新能力非常有利。比如，在探究Cl2的性質時，首先設疑：Cl2能否溶于水？Cl2能否與水發生反應？若能，生成物是什么？再進行實驗探索。

（1）在兩瓶顏色相近的氯氣中任取一瓶加入少量水，充分振蕩后，與另一瓶氯氣比較其顏色，其水溶液與蒸餾水的顏色比較，可得出什么結論？

（2）在氯氣中分別加入：豍AgNO3溶液和稀HNO3，豎NaHCO3溶液，豏藍色的石蕊試液，分別看到什么現象？結論如何？

（3）將純凈干燥的Cl2通過干燥的和濕潤有色布條又觀察到什么現象？說明了什么？

然后進行科學分析：

（1）加水的試紙瓶中氣體顏色變淺，水溶液顏色變成黃綠色。

（2）豍產生白色沉淀；豎產生氣泡；豏先變紅后褪色。

（3）干燥的有色布條不褪色；濕潤的有色布條褪色。

最后得出結論：

氯氣能溶于水，但溶解度不大，溶解于水中的Cl2一部分與水反應產生Cl-、H+、HClO。干燥的Cl2不具有漂白性，起漂白作用的是HClO。改驗證性實驗為探索性實驗，會大大提高學生的探究欲望，訓練他們創新思維的發散性，培養他們的創新能力。

3重思考，培養學生的創新思維能力

化學實驗本身就是獨立思考活動的一種有效形式，我們在實驗中要留給學生較充分的思考空間，把學生置于實驗的主體地位，并能給予適當的點撥，更好地激發學生的創新靈感。例如講解烷烴的鹵化反應時，通過演示實驗和數據對比先后提出了3個問題：為什么鹵化反應要光照或加熱？鹵素的相對反應活性為什么是F2>Cl2>Br2>I2，各級氫與碳原子分離的相對速度為什么是三級氫>二級氫>一級氫？教師首先引導學生從反應歷程的角度解釋了第一個問題，接著步步深人，用鹵代反應過程的能量變化研究后兩種現象，最后用反應活化能和游離基穩定性的大小解決了問題。這種層層剝皮式分析問題的講課方法可使學生的思維處于興奮狀態，不僅教給學生定理、公式等已有的結論，而且包括了再現這些知識的發現過程和研究方法。

綜上所述，培養創新能力是素質教育的重點，化學教育又是培養創新能力的主渠道，而化學實驗教學是化學教學中最生動，最活躍的組成部分，在培養學生創新能力方面有獨特的功能和作用。endprint