實驗課堂中培養學生的科學探究和創新意識

孫文平 閏秀茹

化學的發展起源于實驗、依賴于實驗，化學實驗是化學教學中有效的教學形式，可有效幫助學生獲取化學知識，培養學生的科學探究和創新意識。《普通高中化學課程標準》（2017年版）（以下簡稱“課標”）中指出”通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學生學習化學的興趣，強化科學探究意識，促進學習方法的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力。”強調化學實驗的作用，以此作為啟迪學生科學思維、培養學生探究能力和情感態度價值觀的重要手段。中學化學教學的重點應該是提高學生的科學素養，強調科學知識、實踐技能與社會發展需求三個方面的關系。在新版的《課標》中，科學探究被認為是改變學生傳統學習方式的一個重要突破口，明確提出“活動探究”的具體模式，如觀察、調查、參觀、資料收集、閱讀、討論、交流、辯論、實驗等。實驗是化學科學的重要基石，實驗是化學問題解決的重要手段實驗，是科學探究的重要途徑。

一、運用引導演示實驗法，培養學生分析解決問題的能力

演示實驗是訓練學生思維的重要途徑。2010年全國新課標卷Ⅱ第28題第（5）小題第②問考查鋅粒與稀硫酸反應一段時間后金屬的顏色，考生多數答為銀白色，若教師在平時教學中進行演示實驗或引導學生進行分組實驗，學生不難發現此時的金屬應該為灰黑色;再如2018年全國新課標卷I第題26醋酸亞鉻的制備是源于教材氫氧化亞鐵的制備。所以在平時教學中應該盡可能多的做演示實驗，若有條件進行學生分組實驗，讓學生從演示實驗的現象中所獲得的感性材料，進行“由表及里、由此及彼”的思考和分析，實現由感性到理性的飛躍。

開始在做演示實驗時，要有明確的實驗說明，說明本次實驗的理論支持，要說明怎么做。如實驗室制取氨的演示實驗，首先師生應該根據化學反應原理，分析采用什么發生裝置;其次應引導學生分析氨可能含有什么樣的雜質，并根據氨和雜質的性質，提出應該如何除去這些雜質及除雜應該選擇的實驗裝置;再次根據氨的物理和化學性質來選擇收集氨的裝置;最后根據氨的物理性質和化學性質解決剩余氨處理的方法。這樣一來，學生就從根本上理解了實驗的現象和內容，以后在遇到類似的氣體制取實驗時，就懂得基本步驟。物質的制備應該注重培養學生圍繞著所制備的物質性質進行有針對性地進行思考，展開思維活動，培養學生良好的邏輯思維能力。

二、通過設計實驗。培養學生的科學探究精神

化學科學探究是指為了能積極主動地獲取化學科學知識，領悟科學研究方法而進行的各種活動。通俗地說，就是讓學生自己去發現問題.主動去尋找答案，而不是被動地接受知識。科學探究重在探索的過程，而不是只注重答案本身。在學生的化學知識結構基本形成后，可根據他們已初步掌握的實驗理論和技能，設計一些實驗習題，最好是課本的實驗改進或課后習題的改編，讓學生自己設計實驗方案和實驗操作，培養學生獨立思考和科學探究精神。

例如：在學習人教版必修一第四章第四節《氨硝酸硫酸》中硝酸的性質時，可要求學生設計有關一氧化氮的制取和性質的實驗方案。并引導學生思考下列問題后再進行設計：

1、實驗室用什么試劑制取NO氣體？（考查實驗原理：銅和稀硝酸）

2、根據原理采用什么發生裝置、收集裝置和尾氣處理裝置？（考查實驗儀器，圓底燒瓶、分液漏斗）

3、設計實驗操作步驟及先后順序（考查實驗操作，氣體制備一凈化一收集一尾氣處理）

4、根據NO的性質在實驗中應該注意哪些？（例如如何防止氧氣與一氧化氮反應，能否用排氣法收集一氧化氮等等）如何處理突發事件？

學生經過思考，相互交流，可能會有不同的實驗設計方案，可以讓學生去實踐，并比較各自方案的優缺點，提出具體的實驗設計方案，然后進行學生演示。而教師在此過程中進行思維訓練，引導學生提高認識，提高學生思維品質。

教師要鼓勵學生對課本上的實驗、習題或歷年高考、模擬題中的實驗題進行設計。這種形式即能鞏固學生的理論知識，又能提高學生設計實驗的能力，可以進一步提高學生的探究能力。

三、運用興趣實驗激發學生的創新意識

創新能力是學生學習的動力和源泉，在高中化學教學中，教師應注重創新能力的培養，要善于運用實驗鼓勵學生提出問題、表達自己的想法，具有質疑精神，積極展開思維活動，逐步提高創新意識，培養學生的創新能力。

如在氫氧化亞鐵的制備實驗教學中引導了學生對現象進行分析，提出如何長時間觀察到白色沉淀，學生從理論分析到實驗驗證，小組同學進行交流借鑒，最終師生合作，提出方案設計方向如下：（1）將溶液中的溶解氧去除（配制的蒸餾水經過煮沸去氧）（2）有效避免空氣溶解（避免懸空滴入溶液，油膜隔絕）（3）制造還原性氛圍（可利用H2，加入保險粉連二亞硫酸鈉等）（4）電化學法（注意電解質溶液的選擇）等，在2018年全國新課標卷I中醋酸亞鉻的制備就考查了學生的創新意識，與氫氧化亞鐵的制備創新實驗很相似。

生活中處處有化學，可以設計生活小實驗，如學生可以設計實驗研究廢舊電池中的成分，研究雞蛋殼的成分，研究土壤成分，研究河水成分，研究鋼鐵銹蝕的現象并提出如何進行防護，研究對室內甲醛的檢測，研究化妝品中某項化學品成分等。通過這些實驗的研究活動，激發學習化學的興趣，了解化學學科的應用，積極展開實踐活動，鼓勵學生發現問題，思考問題，解決問題，提高學生的科學探究和創新意識。

總之，化學是以實驗為基礎的自然科學，在教學中應該多創造條件設計實驗，并鼓勵學生創新實驗方案，激發學生學習化學的學習興趣，培養學生的科學探究能力和創新意識，全面提高學生化學學科核心素養。