發揮實驗教學優勢，培養學生創新精神

“有沒有創新能力，能不能進行創新，是當今世界經濟、科技競爭的決定性因素”。激發學生創造性思維，培養出具有創新精神的一代新人是廣大教育工作者奮斗的目標。

一、對創新的認識

1.創新精神與創造性思維

“創新”一詞源于拉丁語，是創造主體根據一定的目標，運用已有的知識信息產生新的、獨特的、有社會價值和個人價值的能力。創新精神的培養必須從人的創造性思維開始，沒有創造性思維就不會有創新精神。

2.創造性思維的形成

思維是人腦對客觀事物間接的概括的反映。創造性思維的形成大致分為五個階段。第一，發現問題階段；第二，準備階段；第三，醞釀階段；第四，豁然開朗階段，也稱“靈感”或“頓悟”階段；第五，檢驗驗證階段，即經過創造性思維所得到的結論必須經過檢驗才能證明其正確與否，而檢驗的最常用的方法便是實驗證明，因此，實

驗與創造性思維的形成是密不可分的。

二、實驗與創新精神的培養

實驗是有目的地使自然界中的現象在特定的條件下再現，它能簡單、明了地突出主要因素。

通過對實驗現象的觀察，借此充分調動多種感官感知刺激，可使學生運用已有知識對實驗現象進行分析、比較、綜合、抽象、概括等不同形式的思維活動，來刺激學生發現新問題，驅使他們積極思考，探究其中奧秘，進而為創造性思維的發展奠定一個良好的基礎。所以教師必須挖掘實驗教學的潛能，特別是實驗復習課，不能簡單地停留在實驗的觀察，更不能是新課的重復，而應創造性設計實驗——源于教材而又高于教材，貼近生活而又側重知識綜合應用，這樣學生才能感覺到問題具有一定挑戰性，從而積極思考，便于學生對知識進行再加工、再整理和再創造，以探求解決問題的新方案、新方法，若長期堅持對學生這種創造性思維的訓練，就會使創新成為學生的一種持久的、穩固的品質，即創新精神。

三、實驗教學中創新精神的培養應遵循的幾項原則

1.轉變教育觀念——學生的主體性原則

化學實驗的功能是為學生提供事實根據，使學生正確認識物質及其變化規律；在實驗過程中培養學生觀察現象、分析和判斷問題、解決問題的能力；培養學生的創新精神和創新能力。然而，目前中學各年級的演示實驗、學生實驗大多注重實驗功能的驗證性。課本編排出實驗條件、步驟和給出相應的藥品來驗證某物質的性質、某物質的制取方法或某個化學反應原理，學生實驗幾乎是依樣畫葫蘆，教師的演示實驗也毫無創意和新意可言。誠然，驗證性實驗對于學生鞏固、掌握書本理論知識，提高自己的實驗能力，熟練地掌握實驗技能技巧是必不可少的環節，然而，須知科學實驗的重要功能是其探索性，探索是發現問題、尋找規律、利用規律的有效途徑。科學發展史表明，任何科學成果的發現和發展都需要經過不懈努力、不斷探索才能得以實現。任何舊知識、舊成果都蘊含著新知識、新成果，都需要加以挖掘、提練。美國哈佛大學校長在世界大學校長論壇上說：“如果沒有好奇心和純粹的求知欲為動力，就不可能產生那些對社會和人類具有巨大價值的發明創造。”這就說明了在好奇心和求知欲的動力下進行不懈努力、艱苦的探索而取得發明創造的偉大成就。探索性的化學實驗就是挖掘書本已有的實驗內容的新意境、新內容，把學生導入科學探索的新起點、新境界、新高度，讓他們親歷其境、刻苦努力地探索新知識、解決新問題、獵取新成果，體會到成功者的喜悅，進一步激發其繼續保持旺盛的創新激情，形成創新思維。如果學生沒有親自參與知識的發生、發展和形成過程，會嚴重挫傷學生思維的積極性，扼殺學生創新的欲望，因此我們必須轉變教育觀念。

（1）教學思想的轉變。

由知識傳授轉變為能力培養，牢固樹立“以人為本”的思想，以發展學生的能力為核心，把教學當作師生相互學習、相互探討的過程，讓學生不僅動口、動腦，還要親自動手，感受知識的形成過程，尋找知識生長點和知識的延伸點，為學生的創新提供基本前提。

（2）教師角色的轉變。

由知識的傳授者轉變為開放性學習的組織者、引導者、評價者。心理學研究表明，人們對自己感興趣的事物總是力求去探索、認知，但興趣不是與生俱來的，需要后天的培養，因此教師要營造一種氛圍，引發學生的學習興趣，再提出探索性問題，科學引導思維發展，并對學生的分析、解答從鼓勵的原則上做出科學的評價，使學生體驗到成功的快樂，為全面發展創新意識和創新能力奠定良好的心理基礎。

2.改革教學方法——科學性原則

(1)創設情景，引發思維。

積極思維是在迫切需要解決問題時開始的，提出問題是思維活動好的開端。

教學中教師設計問題時既要新穎別致，又要富有啟發性、挑戰性、誘惑力，還要具有廣泛的討論空間，創設一種情景來引發學生積極思考。在化學實驗教學時，教師應抓住知識間的滲透和遷移，明確提出問題，將學生的注意力吸引到問題中來，并帶著問題去，鼓勵學生獨立思考、研究、探索并設計實驗方案，使學生思維始終處于積極狀態。

例如，在講物質的鑒別時，我出了這樣的問題：現有一瓶蒸餾水和一瓶飽和食鹽水，如何區分？

學生經過積極思考討論，得出以下幾種方案：

①可用品嘗法。有咸味的一杯是飽和食鹽水，沒有味道的一杯是蒸餾水。

②可用蒸發水分法。分別取少量樣品，在酒精燈上加熱，水分蒸干后能留下固體的，說明原燒杯中的液體是飽和食鹽水；水分蒸干后沒有留下固體的，說明原燒杯中的液體是蒸餾水。

③可加入食鹽。分別向兩燒杯中加入食鹽，不能溶解食鹽的是飽和食鹽水，能溶解食鹽的是蒸餾水。因為某固體在一定溫度下、一定量的溶劑里的溶解能力是有限的，所以一定溫度下，飽和的食鹽水中再加食鹽不能溶解，而蒸餾水中卻可以溶解食鹽。

④分別測量它們的密度。根據所學的物理知識，我們知道食鹽水的密度大于蒸餾水的密度，所以可用密度計分別測量兩杯液體的密度，密度大的一杯是飽和食鹽水，密度小的一杯是蒸餾水。

⑤可放入雞蛋。在兩燒杯中分別放入一個質量、體積相同的雞蛋，雞蛋能浮起的一杯是飽和食鹽水，雞蛋不能浮起的一杯是蒸餾水。根據物理知識，同一物質在不同的液體中，液體的密度越大，該物質所受的浮力越大，飽和食鹽水的密度大于蒸餾水的密度，所以質量、體積相同的雞蛋在飽和食鹽水中的浮力大于蒸餾水中的浮力。

⑥測量它們的導電性。將盛有飽和食鹽水和蒸餾水的燒杯分別接入導電裝置進行實驗，當開關閉合時，小燈泡發亮的是飽和食鹽水，小燈泡不發亮的是蒸餾水。因為食鹽在水中溶解時能生成自由移動的離子，所以食鹽水能導電，小燈泡發亮，而蒸餾水不能導電，所以小燈泡不發亮。

⑦分別將它們冷卻。將盛有液體的兩燒杯用冷卻劑同時冷卻到－3℃，能結冰的一杯是蒸餾水，不能結冰的一杯是飽和食鹽水。因為固體物質溶于水，會使水的沸點升高，凝固點降低。實驗測得：食鹽水的凝固點是－5℃，蒸餾水的凝固點是0℃，所以在－3℃時，食鹽水不會結冰，而蒸餾水會結冰。

⑧測量它們的凝固點。分別取少量樣品，放入試管中，再將試管放入盛有冰塊和硝酸鉀做冷卻劑的大燒杯中，測出凝固點為0℃的是蒸餾水，凝固點為－5℃的是飽和食鹽水。

⑨分別加入硝酸銀溶液和稀硝酸。分別取少量飽和食鹽水和蒸餾水，加入硝酸銀溶液和稀硝酸，能產生白色沉淀的是飽和食鹽水，沒有變化的是蒸餾水。因為飽和食鹽水中含有氯離子，遇到銀離子結合產生氯化銀白色沉淀，而蒸餾水中沒有氯離子，遇到銀離子不會產生氯化銀白色沉淀。

得出以上結論并不是目的，此時教師應引導學生通過分析、比較、聯想、推理的方法評定各個方案的優缺點，把結論的發現權交給學生，讓學生體驗到學習的樂趣，同時培養學生的創新能力。

(2)適時發散，開拓思維。

如何使學生興趣高漲、積極思維，是尤其重要的。教師要從大多數學生的實際水平出發，千方百計啟動非智力因素，設計一些發散性問題，對實驗教學內容進行動態處理，通過變換問題結構、已知條件等不同角度提出問題，提高學生對事物認識的全面性，再及時引導，進行總結，突出主題，實現由感性認識到理性知識的升華。

例如，滬教版課本第98頁演示實驗5－11一氧化碳還原氧化鐵實驗，在新教材中設置了一道討論題（一氧化碳尾氣如何處理）和一套改進的實驗裝置。我要求學生根據一氧化碳的性質再設計其它改進的實驗裝置，一部分學生能提出\"用排水法將一氧化碳收集在集氣瓶中\"的方法，然后我請他們將三種方法進行對比，學生很自然就得出新教材中介紹的點燃尾氣的方法為最佳結論。

(3)克服障礙，鼓勵求異。

科學發現始于提出假設，而提出假設就不能墨守陳規，不能拘泥于舊的思維形式，求異思維也就成了創新精神必不可少的要素。

發展求異思維必須克服兩個障礙。一方面是授課形式上不應拘泥與傳統方式。教師要營造一種輕松、民主的氛圍，宏觀調控教學，活而不亂，保證教學效果。另一方面是要幫助學生克服畏懼或懶惰等心理，克服想說卻不敢說的障礙。有些學生在課上因為害怕說錯了而被笑話，教師應該對他們進行鼓勵，幫助他們建立起起碼的信心后，再激勵學生敢于獨立發表意見。

化學課本中的實驗設計及操作方法雖然都是經過反復驗證的，但實際操作中仍存在著這樣或那樣的不足，在化學實驗教學中，教師應鼓勵學生對其不足的方面加以改進，使之更合理。發動學生對書本中出現的部分實驗進行改進與改革，是學生最喜歡的形式，同時也是培養學生思維的批判性的一種方法。在實驗教學中我們要求學生對教材中的實驗從5個方面進行改進：①如何使儀器裝置更為簡約而科學，②如何使操作更簡化，③如何使實驗現象更明顯直觀，④是否安全，⑤是否可微型化等，同時鼓勵學生從實驗廢棄物（藥品或儀器）、家用品、其他社會物品3個方面選擇實驗材料等等。教師必須注意給學生營造寬松、民主、自由的氣氛，鼓勵學生大膽地提出實驗方案，即使對學生提出不全面、不完善甚至錯誤的實驗方案，也要以表揚鼓勵為主，充分肯定學生在提出實驗方案過程中的主動參與精神和創新意識。另外，教師應允許他們在保證安全的前提下按照自己的方案進行探究活動，讓學生在探究過程中經受挫折的磨練，并體驗探究的樂趣和成功的喜悅。教師引導學生改進、完善、拓展這些實驗，能增強實驗的探索性、綜合性，使之更貼近對實際問題的解決，培養學生的創新能力，同時也能培養他們不迷信課本、勇于對科學方法進行創新的精神。

3.課內外結合——開放性原則

科技不斷發展，選擇開放性教學內容，使學生了解當今的科技與生產和生活的關系就顯得尤為必要。

教師要在平時教學中及時收集整理素材，挖掘教學與生活、教學與科技、教學與社會的結合點，做到有意、有序、有機的滲透，引導學生關心社會，體驗到社會生產中知識的重要價值以及急需解決的重大問題。如課后布置一些家庭小實驗：雞蛋殼成分的確定、含碘食鹽的鑒別等；或者帶領學生深入調查，比如所在地區的水資源及污染情況、所在社區中的生活垃圾解決的方法及不足等；或者在網上查詢相關信息，這樣就把學習空間由教室和書本擴大到整個社會環境。

在復習《鐵的性質》時，鐵三角的關系較難理解，鑒于此，在教學中可充分利用教材給出的實驗，同時穿插一些小問題，如：

問題一：我們生活中所用最多的金屬是什么？它的主要缺點是什么？為什么會發生這樣的變化？如何來防治？

問題二：治療缺鐵性貧血的一種藥物主要成分是硫酸亞鐵（FeSO₄），而硫酸鐵（Fe₂(SO₄)₃）卻無此效果，如何檢驗藥品是否變質，又如何來防止其變質？

當學生正確做答后，教師及時介紹當今世界范圍內由于金屬腐蝕帶來的各種危害和科學家們為防腐所采取的一系列措施，并由此發散開來，綜合分析防止化學藥品變質的方法。學生根據自己的知識基礎和生活體驗提出一系列措施，如加保護層，像油漆、覆蓋搪瓷、加膜、電鍍、添加液體隔絕空氣或水等，還有學生提出先改變物質的結構等方法。教師由問題一和問題二當中鐵發生的化學反應為中心進行總結，讓學生繪出鐵三角的關系圖，使知識在頭腦中更加清晰化、網絡化，使學生的創新思維和創新能力得到較好的培養。

總之，創新精神的培養應把學生看作是具有生命意識的人、具有社會意義的人、具有發展潛能的人和具有獨立個性的人。如此走出標準件式的教學模式，走向多樣化的個性教學就會成為必然。只有重視個性化的教學，才能使學生不致被學習所限制、被鈴聲所規定的學校生活“磨滅了各自的差異性”，才能使學生“豐富多彩的個人世界展現出來”。

（作者系上海師范大學2006級教育管理教育碩士）