改進中學化學實驗教學方法，培養學生思維能力

雷江蛟 許瓊

摘 要：化學實驗作為化學教育的重要組成部分，對培養學生的思維能力起著重要作用。由于傳統的實驗教學方法存在些許不足，學生的創新能力沒有得到有效地培養。本文擬從創新教學演示實驗和開展探索性實驗來培養學生的創新思維。

關鍵詞：探索性實驗；創新思維；創新教學演示實驗

化學是一門以實驗為基礎，研究宏觀現象和物質的微觀結構的自然科學，化學實驗是化學教育的重要組成部分，是培養學生思維能力的重要環節。化學實驗教學法具有獲知、激趣、求真、循理、育德的功能與素質教育“耦合”，能夠很好地培養學生的探索精神，[1]在傳統實驗教學中，學生實驗大多是驗證性實驗，學生只是期望得到與教材相同的實驗結論或實驗現象。無法有效地培養學生的探索能力和創新思維能力。在新一輪基礎教育改革中，強調要對學生的創新精神和實踐能力進行重點培養。本文擬從創新教學演示實驗和開展探索性實驗來培養學生的創新思維能力。

一、探索性實驗與創新思維的聯系

創新思維有廣義和狹義之分，一般認為人們在提出問題和解決問題的過程中，一切對創新成果起作用的思維活動活動，均可視為廣義的創新思維。而狹義的創新思維則是指人們在創新活動中直接形成的創新成果的思維活動，諸如靈感、直覺、頓悟等非邏輯思維形式。[2]探索性實驗使指學生在進行創新性實踐活動時，按照提出問題、猜想與假設、設計實驗方案、進行實驗探究、觀察實驗現象進行分析、歸納和總結，從而得出實驗結論的過程。是中學化學實驗教學的重要組成部分，它不僅可以幫助學生理解和掌握知識，還能培養學生的創新思維和勇于探索的精神。

習近平總書記曾指出：“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力，一個沒有創新的民族，難以屹立在世界民族之林”。在新一輪的課程改革中著重強調創新意識的培養，通過探索性實驗，有效的激發了學生的創新興趣，從而對化學實驗產生了濃厚的化學興趣。學生自己進行實驗方案的設計、準備并且完成實驗、觀察實驗現象、總結歸納后得出實驗結論。增強了學生的探索和創新意識，培養了學生實事求是，嚴謹求實的科學實驗態度。

二、改進化學實驗教學方法，培養學生創新思維能力

（一）創新教學演示實驗，誘發學生創造動機

化學實驗的目的是通過觀察實驗現象，揭示事物的本質，從而使學生建立概念，理解定律，掌握操作方法，強化化學知識，形成技能技巧，培養思維能力和創造力。[3]要達到這個目的，前提是班級的學生愿意參與到實驗中去，這就要求教師能夠增強教學演示實驗的效果來吸引學生，充分的引導學生，使學生能夠建立對實驗的理性認識。多媒體的出現可以有效地提高教學實驗效果。在傳統演示實驗中，由于玻璃儀器不但易碎而且還容易反光不利于學生進行觀看，學生對實驗的失落感使得興趣降低而沒有收到良好的實驗預期效果。教師在實驗中如果運用投影技術不但可以讓所有學生看得清楚，而且還可以降低實驗的危險性，穩定課堂秩序。如NH3噴泉實驗，我們利用垂直投影來放大實驗現象，從而利于班級中所有學生的觀察，調動學生的實驗積極性。學生不僅會驚詫于實驗“奇觀”，必然會在求知欲的驅使下，探究其反應機理。這時正是培養學生創新思維的最佳時機。同樣，在氯氣的制備實驗中，在課堂上操作此類實驗危險性極大。此時教師就可以借助NOBOOK虛擬實驗室來完成實驗的操作，學生不但能夠觀察到實驗現象，也可以在多媒體設備上進行實驗的操作。因此，在化學實驗教學中，教師應表現出出色的駕馭能力，是趣味中充滿哲理、平淡中表現新奇、和緩的洞察細微、激烈的從容不迫、安全的不失嚴謹、危險的不亂方寸、簡單的絕不潦草、復雜的確保成功。使學生通過教師的神態、行為語言強化對化學學習的喜愛，淡化對學習化學和從事化學實驗的恐懼和厭煩，從而誘發與培養學生創造動機。[4]

（二）開展探索性實驗，培養學生的創造思維

化學實驗設計應是中學化學教學的最高目標，實驗設計是對學生各項能力的綜合測試。完成實驗設計題目，讓學生自行設計實驗，可使學生整體思維能力、知識運用能力、創造思維能力得到全面提高。[1]

（1）自主設計實驗方案。“一個實驗、多種方案”的實驗教學法，是指教師在向學生介紹某物質的實驗室制法時，可鼓勵學生思考有哪些方法可以用來制取該物質？我們為什么采用目前的方法作為它的實驗室制法？鼓勵學生敢于標新立異，勇于想象、猜想和假設，最大限度地開拓學生的思維空間。[5]

教師可提前一周布置實驗設計課題，提出預習要求，如：查閱有關資料設計“二氧化碳的實驗室制法”由學生自己擬定實驗方案。學生通過網絡，圖書館等資源查閱到以下方法：①碳酸鈉分別和稀鹽酸、稀硫酸進行反應，②石灰石分別與稀鹽酸、稀硫酸進行反應。以小組為單位，根據實驗室中實驗的反應原則，來確定最佳的實驗方案。學生通過認真觀察實驗現象，結合查閱資料的相關信息，從而確定最佳的試驗方法。在此過程中培養學生自己動腦解決問題的能力，激發學生的發散思維。

（2）準備實驗器材。結合二氧化碳的性質和實驗室制取氧氣的發生裝置，同學們應該選擇那些實驗裝置來制取二氧化碳呢？結合二氧化碳的性質和實驗室收集氧氣的收集裝置，同學們應該選擇那些實驗裝置來收集二氧化碳呢？根據氧氣的性質，我們知道了氧氣可以用排水法和向上排空氣法進行收集。學生已經知道了二氧化碳的相關性質，在此基礎上進行裝置的選擇，培養學生理論聯系實際的能力。各小組將本小組所設計的整套實驗裝置放在講臺上，進行講解。

小組一：選用試管和橡皮塞以及導氣管進行二氧化碳的制備，用向上排空氣法進行收集，驗滿方法是將點燃的木條放在瓶口發現帶火星的木條熄滅。

小組二：選用錐形瓶和分液漏斗作為實驗的發生裝置，收集方法以及驗滿方法和小組一相同。

小組三：用錐形瓶和注射器作為反映的發生裝置，收集方法以及驗滿方法和小組一相同。

在準備實驗器材這個過程中。課堂上確定的實驗方案是可行的，但是在實驗室所允許的條件下是否可行呢？這些問題擺在學生面前來促使學生思考。在沒有現成的實驗儀器時，學生如何利用實驗室現有的實驗器材來進行簡單的組合或者對實驗器材進行優化來達到相同的實驗效果。比如在缺少分液漏斗的情況下，如何組合出一個的實驗裝置與分液漏斗作用相同的實驗裝置。有的同學就聯想到我們生活中所用的注射器。在這個過程中發展學生的聯想和發散思維，培養學生思維的靈活性和創造性。

（3）進行實驗操作。大家根據實驗室制取二氧化碳的整體思路，分別從發生裝置、收集裝置、檢驗方法等進行著手，設計操作步驟，動手進行試驗。以小組為單位來制取一瓶二氧化碳。

在進行實驗操作過程中，安全是第一位的。學生在自己獨立操作之前，教師可以通過多媒體讓學生來觀看實驗的基本操作錄像來強化學生實驗操作能力。在此過程中，通過自己組裝實驗儀器，添加實驗藥品，學生邊思考，邊操作。建構主義認為，學生通過與外部信息的不斷交互，思考，再實踐，從而將知識內化成為自己的知識儲備。因此學生通過獨立進行試驗操作，不但提高了學生實踐能力，也對知識點有一個很好地鞏固。

（4）觀察實驗現象，記錄實驗數據。學生通過觀察最直觀的實驗現象，獲得實驗數據后，在經過分析、判斷、概括、綜合和抽象思維、邏輯推理等思維加工活動，使之產生認識上的飛躍，獲得結論，這是教學中培養學生創新思維的重要途徑。[5]如二氧化碳的驗滿：用點燃的火柴放于集氣瓶瓶口，若火柴熄滅則表明二氧化碳已經收集滿了。那么二氧化碳可以讓帶點燃的木柴熄滅，二氧化碳氣體能否用于滅火呢？在創新思維中，逆向思維是最活躍的部分。學生通過逆向思考，達到了出其不意的效果。

（5）實驗數據處理，完成實驗報告。學生處理完成實驗數據后，在完成實驗報告的過程中也是對整個實驗過程的一種思考。通過對二氧化碳氣體制備的實驗的思考，學生掌握了氣體制備實驗的關鍵點，比如在實驗裝置的選擇，反應條件的控制，氣體收集方法的選擇，以及氣體如何進行檢驗方面有了清晰地認識。在今后的實驗過程中遇到同種問題時，學生就具有了解決這類問題的思路。在整個過程中，培養了學生的科學態度學生處理該問題的能力將變得游刃有余。

三、結語

培養學生的思維能力，關鍵在于教師。教師作為教學活動的引導者、組織者和參與者。首先，要提高自己的科學素養，勇于轉變自己的教育觀念。在實驗中，將學生放在主體地位，發揮學生的作用。教師通過有限的教學實驗來啟發學生，引導學生去解決實驗中所遇到的問題，從而全方位的培養學生的思維能力。

參考文獻：

[1]裘霞.化學實驗教學中學生思維能力培養[J].中國科教創新導刊，2010（06）：77.

[2]何克抗.創造性思維理論：DC模型的建構與論證[M].北京：北京師范大學出版社，2000：3-10.

[3]牟友貴.改進中學化學演示實驗教學的實踐與探索[J].成都教育學院學報，2003（03）：56-66.

[4]沈理明.化學實驗教學與研究[M].廣西：廣西教育出版社，2004：157-159.

[5]鄭紅鷹.中學化學實驗中學生創新思維能力的培養[D].蘇州大學，2009：28-39.