淺談化學實驗教學中學生創新能力的培養

劉友志

基礎教育中的“創新”是指在學習人類已有知識的同時，模擬其發現過程，并進行科學研究方法和科學態度的教育。那么又如何在實驗中培養學生的創新能力呢？筆者就化學實驗教學中培養學生創新能力的實踐談談自己的體會。

一、創設開放式實驗情境，培養學生的創新能力

化學教學中，教師應設計不同教學情境，讓學生觀察化學實驗或聯系生產生活實際，發現問題，并組織他們實踐、討論、尋找解決問題的方法和途徑；利用學生對某些問題的爭議和不同看法，提出各種可能的假設，并通過實驗做多方論證得到合理結論，這樣使學生在這一系列活動過程中逐步提高自己的創新能力。

如在學習氫氧化鈉性質時為幫助學生理解NaOH與CO2反應這一性質，教師提出如何通過實驗證明CO2與NaOH發生了化學反應呢？以問題為導向啟發引導學生思考，學生通過討論認為該反應無明顯現象，但CO2被消耗以后必然引起氣壓變化，以此為切入點來設計實驗必然能夠出現明顯現象。據此學生設計出了不同實驗裝置，如圖：

學生依據自己設計的裝置找實驗老師要來相關儀器和藥品進行實驗都出現了明顯現象。實踐證明在實驗開放的條件下，教師引導學生把實驗知識，實驗方法和實驗操作與培養學生創新能力有機地結合起來，調動學生的創造激情，鼓勵學生思維的獨創性，使其始終處于不斷探索的情境之中，主動實驗，仔細觀察，積極思考。

二、通過創新實驗設計，培養學生創新能力

實驗設計是教師對實驗教學內容進行總體規劃過程，或者是學生根據自己所學的化學知識和技能，獨立或在教師的啟發指導下，對所提出的問題創造性地尋找解決方案。所以在化學實驗教學中，教師通過不失時機地設置疑惑，制造懸念，營造問題情境，引導學生通過實驗進行積極的探索，這對促進其手腦結合和創新能力的培養是大有益處的。

如在“探究蠟燭及其燃燒”實驗中熄滅蠟燭時蠟燭上方會冒出一縷白煙，為檢驗白煙的成分和性質，教材安排的實驗步驟是用火柴去點蠟燭剛熄滅時的白煙。為激發學生的探究熱情和創新能力，我提出如下問題：（1）還有沒有其他方法來檢驗蠟燭熄滅時形成的白煙？（2）蠟燭熄滅時為什么會產生一縷白煙？白煙可能是什么？如何證明你的猜想？

針對第一個問題，有的學生想到課本上用化學方法檢驗，他們另辟蹊徑用物理方法檢驗，熄滅蠟燭時立即將玻璃片罩在白煙上方，然后將玻璃片翻轉過來仔細觀察發現玻璃片上有薄薄的一層固體，用手摸有滑膩感，這層固體用水洗不掉等，這些性質和蠟燭物理性質高度吻合，可以基本確定蠟燭熄滅時產生的白煙是石蠟小顆粒。針對第二個問題，學生經過討論認為：點燃蠟燭后在蠟燭火焰里可能有石蠟蒸汽。熄滅蠟燭時火焰里未燃燒的氣態石蠟迅速液化、凝固變為石蠟小顆粒漂浮在空氣中就能看到一縷白煙。于是學生找老師要來細玻璃管插在火焰底部，用火柴去點另一端出現了小火苗，學生興奮了，他們的猜想是正確的。通過實驗教學設計，引導學生通過實驗設計、操作、觀察思維等過程得出正確結論，培養了學生思維的嚴密性和思維的批判性，提高學生的創新能力。

三、加強課外活動，培養學生創新能力

組織和指導學生開展課外活動，對于提高學生學習化學的興趣，開闊知識視野、培養和發展學生的創新能力，是大有裨益的。課外活動的形式多種多樣，而家庭小實驗是最簡單、最有效的一種。因為家庭實驗是在一個寬松的環境下進行，沒有時間的限制，學生可以反復做，反復觀察，直到滿意為止。這對培養學生的創新精神和獨立動手操作能力、觀察能力很有幫助。如在講完CO2的制取和性質后，要求學生根據所學知識設計實驗：①如何證明雞蛋殼中含有碳酸鹽？②如何除去熱水瓶膽中的水垢？③如何利用一般家庭中常見的物質制取CO2氣體等。每次家庭實驗后，都組織學生交流實驗后的體會，互相取長補短，這對培養學生的創新能力和啟發學生的創新意識有很大的幫助。

四、利用綜合實驗，培養學生的創新能力

強烈的創新意識來源于永不滿足的好奇心和對科學的酷愛。學生創新能力培養可通過探索性實驗和實驗練習來進行。如在學完“CO2的制取和性質”及“CO碳性質”后讓學生設計一種“系列裝置”來制取并驗證CO2的化學性質。學生經過反復討論設計出多種不同裝置，但最典型的裝置莫過于如下裝置

裝置①制取CO2；裝置②證明CO2能與水反應；裝置③④證明CO2與C反應生成了CO；裝置⑤證明CO2能使石灰水變渾濁。最大亮點是學生利用CO性質實驗的設計思路來設計實驗證明C還原CO2，由于C還原CO2沒有明顯現象，于是由增加了裝置④證明C還原CO2生成了CO。這一案例充分顯示出學生的及強的創新能力和嚴密的邏輯思維能力。因為綜合實驗極富有挑戰性，有利于激發學生的創新意識，而同學們為了探求知識，就必須通過規范的操作，仔細的觀察，認真的思考，才能得出結論。教學中，教師應充分利用綜合實驗，鼓勵學生大膽去想、去做。

綜上所述，化學實驗是培養學生的創新思維和創造能力的最佳途徑。教師應重視化學實驗的教學研究，善于從教學及現實生活中發掘創新元素，不斷地滲透到教學中，讓學生從簡單、機械的模仿的體驗，到初品創新的快感，在享受成功的體驗中觸動創新的靈感，成就教育的明天。