化學課也應重視學生創新能力的培養

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，可以說實驗是化學賴以生存并不斷發展的基礎，從一定意義上說，實驗就是化學學科的生命線。抓住“以實驗為基礎”這一基本特征，不僅能使學生加深理解、鞏固化學基礎知識，更主要的意義在于可以培養學生形成科學的思維方式，掌握科學的研究方法。教學中引導學生將課本上的一些實驗通過探索研究，并在此基礎上進行改進、引申、創新，鼓勵學生設計新的實驗，重視實驗過程教學，充分發揮實驗教學對培養學生創新能力的功能。

一、將實驗的驗證性改為探索性，激活創新能力

驗證性實驗和探索性實驗的區別在于，前者根據已學到的化學知識，用實驗來論證其準確性，學生處于被動接受知識的狀態。而后者通過模擬發現知識的過程，使學生了解科學家怎樣工作、怎樣認識世界、怎樣解決需要探索的問題，使學生處于一種主動探索知識的狀態，這對學生智力的發展、能力的提高和科學方法論的形成有很大的影響。

例如：氯氣與水反應的教學過程設計如下：

1、取二瓶氯氣（顏色深淺接近），在一瓶中加入適量的水振蕩。

（1）比較二瓶氯氣的顏色。

（2）比較水溶液和蒸餾水的顏色，可得出什么結論？

2、在氯水中分別滴加少量硝酸銀和碳酸氫鈉固體及幾滴石蕊試驗。

（1）加硝酸產生白色沉淀，說明有什么離子？

（2）加碳酸氫鈉沒有氣泡產生，說明有什么離子？

（3）為何石蕊變紅后會褪色？是氯水中的氯離子起作用，還是氯分子的氧化性，還是氯分子與水反應生成的新物質的氧化性造成的？

3、取二瓶干燥的氯氣，分別加入干燥的藍色石蕊試紙和濕潤的藍色石蕊試紙，觀察比較。

最后得出結論：氯氣溶于水的過程本質是氯氣在水中溶解為主，伴有一定的化學反應：Cl₂+H₂=HCl+HClO。新制氯水中的微粒有H⁺、Cl^-、HClO等。

變“驗證性實驗”為“探索性實驗”，不僅體現了“教為主導，學為主體”的關系，而且在教師的引導下進行探究，學生的自信心得到了增強，激發了探索的興趣，激活了創新能力。

二、重視實驗的過程教學，發展創新能力

實驗教學中教師可根據不同的實驗內容，將實驗的過程“暴露”在學生面前。在實驗的過程中不斷創設問題情境，這種問題要處在學生的最近發展區，讓他跳一跳，就能摘到桃，產生對問題探究的主動性，使設置的問題層層剝離，形成新的知識。

如在“原電池”的教學中，可將課本上的演示實驗改為學生分組實驗，并將實驗的過程分解如下幾步：（1）分別將鋅片、銅片插入稀硫酸中，觀察現象；（2）用導線將鋅片和銅片連接并插入稀硫酸中，觀察銅片上的現象；（3）在導線中接上電流計，觀察電流計指針的偏轉方向；（4）把電池與電流計連接，確定電子流動方向。圍繞實驗現象可創設以下問題情境：（1）電子為何從鋅片流向銅片？（2）銅片上為何有氣泡產生？該氣體是什么氣味？為什么產生這種氣體？可能是其他氣體嗎？（3）鋅片的質量將有何變化？（4）從氧化還原反映的角度來分析兩極各發生了何種反應？（5）從能量轉變的角度來分析原電池是何種裝置？（6）原電池的正、負極如何判斷？

通過上述問題，引導學生對實驗提供的感性材料進行分析、探究、綜合，抽象概括為原電池的組成、原理和能量的變化。緊接著又聯系實驗提出問題：（1）為什么輪船在海里航行比內河航行更易腐蝕？人們可采用哪些措施來防腐？（2）在海里航行的輪船什么部位最易腐蝕？為什么？在實驗的過程中，新舊知識不斷“沖突”，不斷產生疑問，并急于解決疑問，激發了學生解決疑問的熱情，發揮了學生的聯想能力和知識遷移能力，也發展了創新能力。這種創設問題情境拓寬了學生對新知識的理解和認識，發揮了學生聯想能力，也激發了學生的創新意識。

三、通過串聯實驗，凝練創新能力

串聯實驗是對單個實驗進行概括總結，尋找各個實驗之間的整合點，將一些性質實驗串聯在一起的綜合實驗或系列實驗，如復習氯氣的性質是，將氯氣的制備、凈化、干燥，及對干燥、濕潤紅紙的作用、與石蕊試液的作用、與KI溶液反應、手機、尾氣吸收組合成一系列實驗。又如SO₂的性質、NH₃的性質、乙烯的制取及性質等均可設計成系列實驗。通過串聯實驗，可以使知識系統化、條理化、層次化。特別是在復習階段，利用串聯實驗將大大提高復習效率，提升解題能力。例如關于S^2-、I^-、Br^-、Cl^-還原性強弱的教學中，可以將這些單個試管中加入少量氯水和苯，然后依次滴入適量的溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、硫化鈉溶液，充分振蕩、靜置后，可以觀察到上層（苯層）先變成湖色，后變成紫紅色，最后呈五色，而試管底部有淡黃色沉淀產生。

串聯實驗教學過程中，迫使學生調動原有貯存的知識，進行重組，在重組過程中要尋找這些實驗和知識之間的交叉點，結合部位，以及如何重組等問題，既訓練了學生的創新思維，又凝練了創新能力。

四、將定性實驗引申為定量實驗，強化創新能力

定性實驗不只要求通過試驗確定某物質是否有或能否反映，而且還要確定有多少及物質間按怎樣的必然關系發生反應。將一些定性實驗引申到定量實驗，可以訓練學生思維的深刻性，培養學生堅韌不拔的意志品質。可分層次地進行創新分析，用盡可能多的方法來設計實驗方案，并對各方案從操作的可行性和試驗結果的準確性進行評價，從中選擇最優方案，以此來培養學生的創新思維，強化創新能力。

例如：檢驗一久置的亞硫酸鈉樣品是否變質（定性實驗）。引申為：測定一定因露置在空氣中而部分變質的亞硫酸鈉的純度。設計出的方案有：（1）加足量用鹽酸酸化的氯化鋇溶液，過濾后稱沉淀（硫酸鋇）的質量。（2）加足量的鹽酸，測二氧化硫的體積。（3）加足量的鹽酸，將產生的氣體通過堿石灰或氫氧化鈉溶液，稱二氧化硫的質量。產生的氣體直接通過堿石灰或氫氧化鈉溶液，是否會產生誤差？產生的原因？如何消除？（4）直接加入足量氯化鋇溶液，稱亞硫酸鋇和硫酸鋇沉淀的總質量。

五、引導學生設計化學實驗，升華創新能力

實驗設計是一種要求較高的實驗活動，它的主要流程為：提出實驗課題→設計實驗方案→討論方案的可行性→實驗操作→對實驗進行分析、比較、評價。設計實驗不僅能提高學生的自學能力、知識遷移能力、觀察能力、動手操作能力，而且還能培養學生求異思維等方面的創新能力。可以這樣說，實驗設計能力是學生綜合能力和科學素質的體現。

例如，在關于啟普發生器制備氣體這一實驗課題教學時，可以想讓學生思考啟普發生器的原理，用實驗室常用的儀器設計出替代裝置（如：干燥管和燒杯、破底試管和燒杯等）。又如，在學習用倒置漏斗吸收氯化氫氣體后，可以讓學生根據防倒吸的原理，利用實驗室常用儀器設計出具有類似作用的裝置，然后驗證。再如，你可用哪些方法鑒別濃度相同的碳酸鈉和碳酸氫納溶液？并用實驗證之。學生設計了多種方案，并用實驗驗證，其中下列方法非常明顯：（1）加氯化鋇等溶液；（2）滴加鹽酸；（3）滴加酚酞試液；（4）用PH試紙；（5）滴加硫酸鋁溶液。

對學生設計的方案不管成功與否，教師都要做一評價，對成功者給予表揚鼓勵，肯定他們思維的獨創性，對不成功者也要肯定他們設計的積極性。時間證明，引導學生設計實驗，學生的參與熱情很高，是培養學生思維品質和創新能力的有效途徑之一。

總之，化學實驗是中學化學教學內容的主要組成部分，中學化學教學圍繞實驗展開是中學化學教學特點的充分體現，它對激發學生學習化學的興趣，培養學生的創新能力有著獨特的功能，發揮著積極的作用。

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