在探究性實驗中培養學生的創新能力

化學實驗的功能和探究性學習的特征決定了化學實驗必然是探究性學習的重要途徑?；瘜W探究實驗是指探索研究對象的未知性質，了解它具有怎樣的組成，有哪些屬性和變化特征，以及與其他對象或現象聯系的一種實驗。下面從四個方面淺談怎樣在探究性實驗中培養學生的創新能力。

一、實驗方法

對于一些課堂演示實驗，遇到實驗現象不明顯，操作復雜且安全性較差時，要求教師善于引導學生發現課本演示實驗的不足之處，還要善于啟發學生大膽設想、敢于創新、改進實驗，設計合理的方案，這樣使學生在鞏固已學知識的基礎上，還會進一步完善并有所突破和創新。比如，在學習濃硫酸稀釋實驗時，為了說明向濃硫酸中滴水的危險性，按教科書所設計的方案實驗，沸騰現象不易被觀察，原因是水滴沸騰飛濺起的液滴非常小，并且持續時間很短，因此學生不易觀察到實驗現象，使實驗失去說服力。為此，可啟發學生進行改進創新，如圖:

用鐵絲繃住幾條濕潤的石蕊試紙，穿過導管懸掛于錐形瓶內，并接近濃硫酸液面。打開分液漏斗的活塞，水滴落在濃硫酸液面上，立即沸騰，濺起的酸液落在試紙上，出現紅色的斑點。宏觀的現象證明了水沸騰有酸液濺起。如果實驗不是在密閉容器內進行，硫酸濺到衣服上、皮膚上，后果不堪設想。通過這一實驗的改進足以引起學生對濃硫酸稀釋操作的重視。雖然學生的設計還不夠完善，但體現了學生敢于設想、敢于創新的精神。

二、實驗原理

在復習鹵素中溴水褪色問題時提出:鎂粉可使溴水褪色，其反應原理是怎樣的?在要求學生提出實驗方案前，引導分析溴水的成份，與鎂反應時可能產生的現象，然后幫助設計實驗方案，即教給學生在已知和未知之間如何架設橋梁去進行探究。

第一步:制定設想提出實驗方案，進行實驗驗證

例如溴水中含溴、氫溴酸、次溴酸、水等成分。

Br₂+ H₂0=HBr+HBrO則可能有Mg+Br₂=MgBr₂(A)

Mg+2H⁺=Mg²⁺+ H₂↑ (B)

兩個反應均可能使溴水褪色，故反應原理有三種可能即只發生(A)反應或只發生(B)反應或(A)(B)反應同時發生。那么只需在溴水中加入鎂粉振蕩，觀察現象——有無氣泡產生，即可初步確定為哪一種情形了。實驗驗證后得知:溴水褪色過程中只是一開始產生極少量的氣泡。排除了(A)(B)單獨發生的情形。

第二步:分析總結獲取新知，提出新問題

若(A)反應單獨發生，應無氣泡。若反應(B)單獨發生，氣泡應連續產生直至溴水褪色。而實驗表明氣泡只是一開始產生少量，所以結論是(A)(B)反應同時發生，并以(A)為主。在成功體驗的基礎上，此時再追問學生:“怎樣確證反應是以(A)為主呢?”以激發學生繼續進行深入的探究，培養創新能力。

三、物質性質

認識身邊一些物質的性質是高中化學的重要內容，運用探究實驗的方法可以加深對物質性質的認識、了解和掌握。

如對家庭中使用的碳銨化肥(NH₄HCO₃)分解產物的探究，用下圖實驗裝置來探究其性質，對A加熱一段時間后，發現B中白色粉末變藍色，C中出現渾濁，D中濕潤的石蕊試紙變藍色。通過觀察實驗現象，學生討論碳銨化肥(NH₄HCO₃)分解的產物，再根據分解的產物，由學生自己設計實驗裝置，驗證分解的產物。

四、物質的成分

在學習《化學必修1》氯氣溶于水時，為了弄清楚氯水中存在的微粒，可以設計這樣一個探究性實驗:將新制的氯水分別加到紫色石蕊試液、FeCl₂、Na₂CO₃和AgNO₃等溶液中觀察有何現象，寫出有關的離子方程式。首先讓學生自己進行實驗，然后再組織學生討論、交流，讓學生各抒已見，發現問題，討論問題，相互啟發，教師再巡回點撥，最后在廣納眾議的基礎上得出結論。這種實驗方法，活躍了課堂氣氛，調動了學生參與實驗的積極性，效果較好。同時提高學生觀察實驗現象的能力、發現問題分析問題的能力、文字表達能力，還挖掘出學生潛在的創新能力。在實驗過程中，教師起著引導、指導、點撥、評價的主導作用。學生通過實驗，親自去發現問題，使動手能力和觀察能力得到了培養，學生的自學能力、分析綜合能力得到有效鍛煉與提高。

責任編輯潘孟良