通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

摘要:化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力不可忽視的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文提出切實(shí)采取措施加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新精神及提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的方法。

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)探究 創(chuàng)新

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中占有相當(dāng)?shù)谋戎兀彩菍W(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的基本方法。因此在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)樹立新的教學(xué)觀念，改革注入式的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

一、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境是教師為激發(fā)學(xué)生的情感與激活學(xué)生的思維所做的準(zhǔn)備，教師根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情境，使學(xué)生進(jìn)入一種特定的學(xué)習(xí)狀態(tài)并參與其活動(dòng)之中。教師利用學(xué)生對(duì)某些問題的爭(zhēng)議和不同看法，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的問題情境，驅(qū)使他們調(diào)動(dòng)自己的知識(shí)儲(chǔ)存，提出各種假想，進(jìn)而做出多方認(rèn)證，得到合理的結(jié)論。如用“空氣中的CO2會(huì)不會(huì)變化?”“冬天不經(jīng)常開窗的教室里CO2會(huì)不會(huì)增多?”等問題引導(dǎo)學(xué)生自主探究，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力會(huì)起到重要的作用。

教師一方面可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)他們大膽地去發(fā)現(xiàn)新情況，探討新問題，得出新結(jié)論，另一方面應(yīng)充分利用課本上的家庭小實(shí)驗(yàn)。家庭小實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生在一個(gè)心理狀態(tài)比較寬松的環(huán)境中，不受時(shí)間的限制，也可反復(fù)做、反復(fù)觀察，直到認(rèn)為滿意為止。如學(xué)習(xí)完專題2(必修1)后，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)，使用pH試紙測(cè)定各種水果、食鹽、純堿、小蘇打、食醋等物質(zhì)的酸堿性，使學(xué)生獲得新知識(shí)，知道了有胃酸的病人不宜食用哪些食物。又如學(xué)生利用家中備有的食鹽、堿面、食醋、酒精、糖水和日常用品廢棄物(小燈泡、玻璃杯、廢電池中的碳棒等)進(jìn)行酸堿鹽溶液導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:酸堿鹽溶液導(dǎo)電是因?yàn)槿芤褐写嬖谧杂梢苿?dòng)的離子，而固體和酒精、糖水沒有自由移動(dòng)的離子，所以不能導(dǎo)電。這一實(shí)驗(yàn)使學(xué)生加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

學(xué)生通過(guò)小實(shí)驗(yàn)領(lǐng)略到了成功的喜悅，極大誘發(fā)了學(xué)生獲得化學(xué)知識(shí)的強(qiáng)烈欲望，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。使學(xué)生在參與分析問題、解決問題的過(guò)程中，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，發(fā)掘創(chuàng)新潛能，發(fā)揮聰明才智，從而激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造精神。

二、在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)好化學(xué)知識(shí)、掌握操作技能的重要手段，而且是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、增強(qiáng)創(chuàng)造性的有效途徑。

在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前，首先要求學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，明白實(shí)驗(yàn)的目的、方法和操作步驟，寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，弄清楚通過(guò)本節(jié)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)到什么、要求你掌握什么知識(shí)和技能。

在實(shí)驗(yàn)開始之前，由教師進(jìn)行講解，讓學(xué)生明白要做什么、該怎么做、在操作中該注意什么問題，明白影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。

在達(dá)到以上目的之后，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)還可以怎樣去改進(jìn)，怎樣去操作。教師最好采用啟發(fā)式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維能力和想象力，讓學(xué)生多問幾個(gè)為什么。此時(shí)此刻往往有不少同學(xué)能夠提出問題，如能不能改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，能不能換成其他藥品。教師此時(shí)可因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生努力去嘗試，努力去探究，最后把結(jié)論一起分析、探討，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，為培養(yǎng)學(xué)生的科研精神樹立良好的開端。

例如高一課本關(guān)于“金屬鈉及其化合物的性質(zhì)”有一學(xué)生實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生收集一試管鈉與水反應(yīng)放出的氣體并檢驗(yàn)。它的實(shí)際操作是:將一小塊鈉用鋁箔(事先用針刺一些小孔)包好，再用鑷子夾住，放到裝有水的燒杯底部，待反應(yīng)放出氣體時(shí)，用排水法收集一試管氣體并檢驗(yàn)。此法在實(shí)際操作時(shí)效果不好。鋁箔包得緊，氣體放不出來(lái);包得松又影響氣體的收集。當(dāng)學(xué)生把這些問題反映上來(lái)時(shí)，教師抓住時(shí)機(jī)，發(fā)動(dòng)大家集思廣益改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)大家熱烈的討論，學(xué)生們提出了很多改進(jìn)的方案。其中有一位學(xué)生提出的方案既現(xiàn)象明顯，又易于操作，切實(shí)可行。方案是在裝水的錐形瓶或大試管中(水的體積為容積的2/3)，放一小塊金屬鈉，迅速在瓶口或試管口塞上一個(gè)帶尖嘴玻璃導(dǎo)管的單孔塞。估計(jì)產(chǎn)生的氣體將容器內(nèi)的空氣排完后，點(diǎn)燃尖嘴導(dǎo)管處的氣體，可看到氣體的燃燒現(xiàn)象，證明產(chǎn)生的是氫氣。

通過(guò)自己改進(jìn)實(shí)驗(yàn)而得到的體會(huì)是很深刻的，看到實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成功時(shí)的心情也是無(wú)比喜悅的，這樣一來(lái)不但加深了他們對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

三、改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)

有教師指導(dǎo)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新思維能力的最佳途徑。現(xiàn)行的高中新教材改變了過(guò)去教材敘述過(guò)于完整的風(fēng)格，在許多實(shí)驗(yàn)中沒有給出明確的現(xiàn)象、解釋與結(jié)論，而是以問題或?qū)W案形式來(lái)體現(xiàn)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上去填空、交流、作答并得出結(jié)論。突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究的積極性和獨(dú)立思考性，引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)觀察和理性思維集合在一起。

因此在新課程理念的指導(dǎo)下，教師更應(yīng)充分挖掘教材實(shí)驗(yàn)中的探索性實(shí)驗(yàn)或更多地將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，用心組織、潛心研究、創(chuàng)設(shè)問題情景，指導(dǎo)學(xué)生探究并與學(xué)生一起探究學(xué)習(xí)，展示獲取知識(shí)的過(guò)程。對(duì)學(xué)生進(jìn)行的科學(xué)方法教育滲透在科學(xué)探究的全過(guò)程中，讓學(xué)生在具體的實(shí)踐過(guò)程中，在學(xué)習(xí)和運(yùn)用的過(guò)程中學(xué)習(xí)科學(xué)的方法?？墒箤W(xué)生喜歡在未知的情景中探索，尋求發(fā)現(xiàn)新途徑、新關(guān)系、新知識(shí)，并運(yùn)用知識(shí)解決問題，從而不斷增強(qiáng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。

比如，在講原電池時(shí)，我先提出這樣一個(gè)問題:“家用手電筒中的電池、蓄電池、宇宙火箭中的高能電池是如何產(chǎn)生電能的?”已具備一定化學(xué)知識(shí)的學(xué)生很快意識(shí)到是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。然后我讓學(xué)生利用桌上提供的如下藥品和材料:鐵片、銅片、石墨棒、稀硫酸、硫酸銅晶體、水、蔗糖溶液、電流計(jì)、導(dǎo)線若干。要求設(shè)計(jì)原電池，并驗(yàn)證在外電路(導(dǎo)線上)可獲得電流，并觀察該裝置工作時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。顯然，這是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性、富有創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)課題。通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)藥品和材料進(jìn)行嘗試選擇，并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行適當(dāng)控制，對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察和記錄，接著讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，對(duì)上述幾種原電池的電極材料、溶液成份、電極上現(xiàn)象、電極反應(yīng)進(jìn)行歸納填空，得出結(jié)論:

①構(gòu)成原電池的條件:______________________________________________________

②電極判定方法: ______________________________________________________

③電極反應(yīng)書寫規(guī)律:______________________________________________________

這樣通過(guò)創(chuàng)設(shè)情景、提供藥品和材料進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，而不是讓學(xué)生一邊看書一邊操作，如同“照方抓藥”，學(xué)生會(huì)認(rèn)真地思考、操作，仔細(xì)地觀察，如實(shí)地記錄，積極地根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納，屬于創(chuàng)新性探索課題。學(xué)生的思維被激活，對(duì)促進(jìn)學(xué)生探究能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展有很大的作用。

變“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)為“探索性”實(shí)驗(yàn)，不但能使學(xué)生主動(dòng)地參與探索，還能幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的原理，既“知其然”又“知其所以然”，把感性認(rèn)識(shí)上升到理性高度。“探究性”實(shí)驗(yàn)還提供了理論指導(dǎo)實(shí)踐、在新情境下解決新問題的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

四、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

做好演示實(shí)驗(yàn)是成功上好每一節(jié)化學(xué)課的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于教材中的演示實(shí)驗(yàn)，我總是按大綱要求百分之百地完成。在上課之前，總是認(rèn)真預(yù)演、認(rèn)真思考、勇于探索。在滿足直觀簡(jiǎn)明、易操作、安全可靠、富有啟發(fā)性和創(chuàng)造性的前提下，積極改進(jìn)，力于鉆研。爭(zhēng)做勇于進(jìn)取、善于創(chuàng)新的模范，無(wú)論實(shí)驗(yàn)方法的革新、實(shí)驗(yàn)的新穎設(shè)計(jì)，對(duì)于學(xué)生都有很強(qiáng)的感染力，會(huì)潛移默化地在學(xué)生中播下創(chuàng)新的種子。

如在講單質(zhì)碘的性質(zhì)時(shí)，把碘升華這一物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)與碘的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(碘與鐵反應(yīng))組合設(shè)計(jì)為一個(gè)實(shí)驗(yàn);在蒸發(fā)皿中混合適量鐵粉和碘，再滴入幾滴水作催化劑，立即看到紫紅色蒸氣冉冉升起，將表面皿罩在蒸氣上方，即可看到碘蒸氣凝結(jié)為固體碘。這樣演示不僅使學(xué)生印象深刻，而且掌握了碘的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

又如在檢驗(yàn)二價(jià)鐵離子時(shí)，我并沒有按課本上的程序直接去做，而是先用硫氰化鉀溶液和亞鐵氰化鉀溶液分別在白紙上寫成無(wú)色的字，再用裝有三氯化鐵溶液的噴霧器噴霧，便顯出血紅大字，頓時(shí)課堂氣氛十分活躍，這時(shí)再去完成其他的教學(xué)任務(wù)，效果很好。

再如講鎂的性質(zhì)時(shí)，我先提出鎂帶能不能在CO2中燃燒，學(xué)生意見不統(tǒng)一，大多數(shù)人認(rèn)為不能燃燒，其理由是CO2 能夠滅火，給學(xué)生一定的時(shí)間討論、思考，然后再做演示實(shí)驗(yàn)。通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不但體現(xiàn)了演示實(shí)驗(yàn)的基本功能，還能夠啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先提供真實(shí)、鮮明、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，刺激學(xué)生感官，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí);其次提供典型、系列的實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生想象、思維、記憶、遷移;最后設(shè)計(jì)最有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

(作者單位:浙江省嘉興市秀水高級(jí)中學(xué))