在化學實驗中培養學生的創新能力

劉坤

化學是一門以實驗為基礎的自然學科，化學實驗教學不僅可以培養學生的科學態度，訓練學生科學方法，提高學生素質，而且對培養學生的規范性、探索性和創造性有著重要作用，所以在化學教學中，應充分挖掘實驗的創新內容，有意識引導和設計學生的創造活動，培養創造思維，發掘他們的創新意識。

一、創設教學情境，激發學生的創新意識

課堂演示實驗中，為了培養學生的創新意識，在教學實踐中經常根據教學內容創設問題。

情境以調動學生思維活動的積極性、自覺性，使學生的學習過程成為一個積極探索新事物的過程。如學習苯的物理性質時，苯和水都是無色液體，當它們取量差不多時，搞不清苯在哪一層，怎樣通過實驗來確定呢？有同學提出繼續加苯或水，也有同學提出加碘水，還有同學提出加入有色溶液，如CuSO4溶液等。又如，做噴泉實驗時，在觀察分析完畢后，可讓學生分析H2和H2O、Cl2與H2O、Cl2與NaOH、CO2與NaOH是否也可以產生噴泉現象。

另外，應根據課堂內容，適當適時地補充演示實驗。如講鈉的性質后，可補充鈉在盛有煤油和水的試管中反應的實驗，實驗前讓學生預測可能出現的現象，學生都能答出在界面上反應，但鈉是上下運動，還是在界面上游動著反應，學生簡單以為與鈉在水面上反應一樣，老師引導鈉的游動情況與H2逸出的方向有關，經過分析，學生排除了在界面上游動反應的可能性，而是上下往復運動。又如，Na2CO3溶液與CO2反應，學生單憑記憶很難記住，如果補充下面的實驗，學生印象一定很深。如圖，現已用瓶底燒瓶收集得到一瓶CO2，在瓶內有一支扎緊在玻璃管末端的氣球，打開塞子，迅速往瓶里加入Na2CO3溶液，立即塞緊塞子，一段時間后，氣球自動膨脹起來。學生經過思考，明白了氣球膨脹的原因，只能是Na2CO3與CO2反應后，燒瓶內氣壓減小，外界大氣壓大于瓶內氣壓引起的。

二、大膽改進實驗，培養學生的創新能力

教學過程中，不能一味依賴教材，而要大膽探索，不斷改進，盡可能使演示實驗操作簡便，現象明顯，更安全，污染更小。如做銅與硝酸反應的實驗時，利用啟普發生器原理，設計了如圖裝置。實驗時從長頸漏斗中加入硝酸，打開活塞，硝酸流入試管中，開始反應。如是濃HNO3，當紅棕色氣體上升到試管口時，關閉活塞，HNO在氣體壓力下，流回長頸漏斗，反應停止。這樣，不會有有毒氣體排入空氣中，這個裝置操作簡便，效果明顯。做銅與稀HNO3反應實驗時，關閉活塞，產生的氣體為NO，但部分NO與試管中的氧氣反應生成NO，現象受到干擾，這時老師應鼓勵學生排除試管中氧氣的干擾，提高可視效果。學生提出用H2和CO氣體來排除氧氣的干擾，通過對實驗的反復設計修改，提出了如下方案：在試管中加入一些石灰石，再加入稀HNO，待石灰石溶解后，再加入銅片，效果明顯，觀察到了無色的NO，最后打開活塞，讓少量NO氣體從導管口逸出，看到一絲明顯的紅棕色氣體。既增強了學生的環保意識，又鍛煉了學生的實驗能力和創新能力。

三、實驗設計中培養學生的創新意識

化學實驗設計對學生的基礎知識與實驗技能都提出了較高的要求，老師在進行實驗設計前，只需將實驗目的提出，接下來，實驗中有關化學知識和技能運用、方法的采用、儀器的選擇、裝置的連接、實驗順序等，都要學生自己解決。通過實驗設計，讓他們積極開動腦筋，充分發揮主觀能動性，培養學生的探索精神，對發展求異思維、發散思維十分有益，同時還提高了學生解決實際問題的能力。如，學過CO、HS的制備以后，讓學生設計一個隨開隨用的簡易裝置，部分學生能組裝出裝置①圖，然后老師可以提供儀器，加以提示，根據啟普發生器的反應原理，學生又陸續設計出②③④裝置，之后，讓學生用石灰石與鹽酸反應加以印證，學生十分投入，效果明顯。

四、重視對意外實驗現象的分析，培養學生的創新能力

化學實驗的目的不僅在于鞏固知識，更重要的是通過實驗培養學生的探索精神。那么，意外實驗現象可作為一條有效的探索途徑。實驗中若出現意外現象，老師要不失時機的抓著機會，充分利用意外現象引導學生思考。如，高一新教材講放熱反應時，將幾小塊鋁片加入試管，再加入5ml鹽酸，幾乎沒有反應，過了一段時間，開始出現氣泡，一旦出現氣泡后，反應明顯加快，溫度很快升高，最后可達80—90℃，為什么過較長時間才出現氣泡，學生開始討論，鋁與鹽酸一接

觸就要反應，說明剛開始鋁沒有與鹽酸接觸，那鋁片表面是什么呢？老師再展示表面已被氧化的鎂條，學生很快能答出鋁片表面已被氧化，生成了一層致密的氧化物薄膜，必須將這層氧化物除去以后，鋁才與鹽酸反應。只要鋁與鹽酸開始反應，放出的熱使反應速度加快，現象十分明顯。又如，H的燃燒實驗，H2在尖嘴管口點燃，火焰顏色不是淡藍色而是藍中帶黃，這是為什么？學生經分析不能回答，老師再引導燃燒是在導管口進行，學生很快明白，黃色是玻璃導管引起的。那么用什么材料做導管呢？有同學回答用鐵管、鋁管，還有同學用瓷玻管，這個方案得到很多同學的認可。

有時，老師還要將可能出現的錯誤有意設計成錯誤實驗，通地演示錯誤實驗，讓學生直接體會到錯誤實驗所導致的后果，分析原因，在掌握知識同時培養學生的創新意識。如將一塊較大的鈉投入盛有CuSO溶液的試管中，鈉在水面很快燃燒，試管口出現霧狀，并有燃燒現象，同時伴隨尖銳的爆鳴聲，試管內出現藍色和黑色沉淀。學生通過實驗很快感受到鈉與水劇烈反應，放出大量的熱，并分析出生成的NaOH與CuSO反應生成藍色的Cu（OH）沉淀，放出的熱使鈉燃燒并點燃試管內聚集的H2，同時使Cu（OH）部分分解成氧化銅，生成黑色沉淀。又如，鈉的燃燒反應，取一塊略大的鈉放在一支干燥的小試管中部加熱，鈉燃燒試管斷裂，學生很容易聯想到鈉的燃燒放出大量的熱，還有同學會想到玻璃的熔點不高。

創新能力是學生能力體系中極為重要的一環，實驗教學又是創新能力最直接、最有效的培養途徑，所以教學中不僅要發揮實驗教學的優勢，而且要不斷挖掘蘊藏在實驗中的創新因素，并以不同的形式讓學生作出反應，以達到更好培養學生創新能力的目的。