基于化學實驗培養高中學生創新精神的實踐探索

馮志健

【摘 要】培養具有創新素養的高素質人才，是當今教育改革的重大課題，也是高中化學教育改革的一個重要方向。實驗教學作為高中化學教學的基礎，它憑借生動的魅力和豐富的內涵在培養學生創新素質方面發揮著獨特的、無法替代的功能和作用。高中化學教師要充分利用這個優勢，加強和改進化學實驗教學方法，即通過演示實驗喚起學生的創新意識，基于探索性實驗培養學生的創新品質，開展課外活動鍛煉學生的實踐能力，通過自主設計實驗激活學生創新思維，從而達到培養學生的創新精神和創造能力的目的。

【關鍵詞】高中化學;實驗教學;創新思維;創新能力

開發和培養學生的創新能力是創新教育時代的呼喚。培養一批又一批具有創新素養的高素質人才，是當今教育改革的重大課題，也是高中化學教育改革的一個重要方向。實驗教學作為高中化學教學的基礎，它憑借生動的魅力和豐富的內涵在培養學生創新素質方面發揮著獨特的無法替代的功能和作用。高中化學教師要充分利用這個優勢，加強和改進化學實驗教學的方法，努力挖掘化學實驗教學的潛能，從而達到培養學生的創新精神和創造能力的目的。本文從高中化學實驗教學創新的角度探討培養學生創新精神的問題。

一、通過演示實驗喚起學生的創新意識

意識是行動的先導，而學生創新意識的激發又往往來自教師的教學啟迪。根據教學需要創設一些演示實驗，不僅能彌補教學內容的缺憾，幫助學生理解化學知識，還能培養他們不迷信課本、敢于對科學方法進行創新的精神，能喚起學生的創新意識。

例如：在學習二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應時，由于這個反應沒有明顯的實驗現象，從觀察的角度講，學生無法判斷這個反應是否發生。為了幫助學生理解，可設置這樣一個實驗：選取一個健力寶塑料瓶，使其充滿二氧化碳氣體，然后往瓶內注入50毫升氫氧化鈉飽和溶液，立即用塞子塞緊，振蕩片刻，這時，可觀察到塑料瓶奇跡般地癟了下去，且塑料瓶被大氣壓迫而產生的“啪”“啪”的響聲，通過這個實驗可以使學生體驗到二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了反應。又如，高一化學教材中介紹濃硫酸的吸水性時，沒有安排演示實驗，只有一個利用濃硫酸吸水性作干燥的洗氣裝置，學生缺乏對濃硫酸吸水作用的直觀感受，對此，教師可設計如右圖裝置進行實驗：將兩片用水浸濕后的濾紙，分別用兩鐵絲勾上，隨即把橡皮塞塞緊，過15分鐘左右，取下橡皮塞，對比兩片濾紙，可以看到瓶內濾紙變干，從而證明了濃硫酸具有吸水性。當學生看到這些新鮮有趣的演示實驗，興趣盎然，創新精神也隨之萌發。

二、基于探索性實驗培養學生創新品質

中學化學實驗有兩種方法：一種是驗證性實驗，另一種是探索性實驗。前者往往是教師講授化學知識在前，做演示實驗或學生動手做實驗在后，其目的在于驗證、鞏固己學過的化學知識和培養操作技能。先嘗試實驗，然后在觀察實驗的基礎上，通過科學抽象的邏輯思維，自己概括歸納實驗現象，分析實驗數據，從而揭示出物質變化特點及其規律。兩種實驗方法之間差異分析見下表：

基于化學實驗教學實踐，筆者認為，探索性實驗教學方法是探索性教學模式在實驗教學的具體應用。教師在培養學生創造能力、嚴謹求是的科學創新品質、善于運用科學的學習方法主動參與學習過程及發展全面素質方面，采用探索性實驗教學方法可以起到驗證性實驗教學方法不能起到的作用。

探索性實驗教學方法的一般程序和結構為：

三、通過自主設計實驗激活學生創新思維

創新能力的核心是創新思維。而創新思維的主要表現形式就是發散性思維，多角度的思考問題，以求得多種設想、方案或結論。在化學教學中，通過引導學生設計實驗，學生的創新思維可以得到“活化”和發展。以高三教材原電池為例，教師在做了教材中的演示實驗后，補充下面實驗：把2mol/L的NaOH溶液分裝在兩個試管中，然后分別投入純鋁片和表面沉積有銅的鋁片各一片，觀察所發生的現象。后者產生氣泡速率比前前者快，在這基礎上向學生提出下列問題：“能否設計出比較活潑的金屬作正極、不活潑的金屬作負極的原電池？”由于答案是學生熟知的，所以問題一提出，馬上就有學生認為不可能設計出這樣的原電池。但也有學生聯系教師補充實驗展開了聯想，提出了以下方案：

（1）鎂、鋁作電極，浸入NaOH溶液中，鎂的金屬活潑性雖比鋁強，但鎂不跟NaOH溶液反應，所以鋁作負極、鎂作正極。

還有學生聯想到鋁遇冷濃HNO2鈍化，又設計出另一種方案：

（2）鋁、銅作電極，浸入濃HNO2溶液中，鋁的金屬活潑性雖比銅強，但鋁被濃HNO2鈍化作正極，銅作負極。

用電流計驗證，果然符合。化學實驗誘發學生突破常規，跳出原有知識的框框，能使學生的思維激活到最佳狀態，學生的創造能力也能得到培養和鍛煉。

四、開展課外活動鍛煉學生的實踐能力

要培養學生的創新精神，開發學生的創造智力，必須注重將課內所學的知識方法運用到課外實踐中，才能讓其獲得終身受益的創造能力。

化學課外活動主要是組織開展家庭小試驗和社會服務實踐活動。在家庭小實驗活動中，學生可以充分自由的發揮想象力，根據自己的興趣愛好設計實驗方案，進行探究活動。在家庭小實驗活動中，教師還應該進行適當的指導和點撥，如實驗藥品、器具的可取性、成功性的大小、實驗的安全性、觀察方法（觀察的思路、順序）、實驗的操作步驟方法等。在每次活動結束后，應安排學生進行相互交流，這對啟發學生創造能力有很大的幫助。

對于社會實踐服務活動，應根據本地特點來進行。在農村可根據庭院經濟發展特點組織開展活動，如用熟石灰與硫酸銅配制波爾多液農藥防治農作物的病蟲害、用PH試紙測定農田的酸堿度等。在城市，可對當前的熱點“環保”問題進行一些研究，如配合環保部門進行除塵量的測定、水標本采集及水質分析、酸雨的監測等。學生通過社會服務活動不僅能增強環保意識，還能鍛煉自己的創新實踐能力。

創新能力的培養關鍵在于改革課堂教學教學方法和優化教學內容，以培養學生的學習興趣，激發學生的學習潛能。在教學過程中通過設疑探索，引導啟發學生的探索意識，鼓勵學生的創新精神，發展學生的創新思維。總之，加強和改進實驗教學方法，努力挖掘學生的實驗潛能，進一步優化實驗教學，是培養學生的創新精神和創造能力的有效途徑之一。

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