試論高中化學(xué)如何開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)培育學(xué)生的創(chuàng)新精神

摘要實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基石，化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是高中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也是一種教學(xué)方式，充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用有利于提高高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，培育學(xué)生創(chuàng)新能力。本文將對(duì)如何開(kāi)展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，培育學(xué)生的創(chuàng)新精神進(jìn)行淺要論述。

中圖分類(lèi)號(hào):G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，有利于學(xué)生的手腦并用，實(shí)驗(yàn)的直觀性、生動(dòng)性有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的探求欲望;實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)格要求，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，特別是對(duì)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)其意義是無(wú)可比擬的。達(dá)維多夫說(shuō):“要解決現(xiàn)代學(xué)校教育的根本任務(wù)，歸根結(jié)底要通過(guò)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的設(shè)計(jì)而改變思維類(lèi)型”，顯然，基于化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，創(chuàng)造性開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)是培養(yǎng)創(chuàng)新精神的基本途徑。中學(xué)化學(xué)中的創(chuàng)新教育不是去開(kāi)拓和創(chuàng)新未知的知識(shí)和知識(shí)體系，而是創(chuàng)設(shè)一定條件和氛圍，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生去模擬、探究原科學(xué)家的實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)“新”現(xiàn)象;通過(guò)聯(lián)想、判斷、推理和綜合分析，歸納出物質(zhì)呈現(xiàn)如此現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。本文重點(diǎn)談?wù)勗趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

1 開(kāi)發(fā)探索性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造態(tài)度和創(chuàng)新思維

將實(shí)驗(yàn)作為一種基本的認(rèn)知手段來(lái)組織教學(xué)，重新設(shè)定認(rèn)知環(huán)境，是開(kāi)發(fā)探索功能的主渠道，這是培養(yǎng)創(chuàng)新精神實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造思維的橋梁和手段。例如:在學(xué)習(xí)元素周期律時(shí)，元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化時(shí)。課本以11~17號(hào)元素為例，其中對(duì)Na、Mg、Al三種元素的單質(zhì)與水反應(yīng)置換出H2的難易程度的實(shí)驗(yàn)探索，就是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的好例子，設(shè)計(jì)如下:

[知識(shí)技能目標(biāo)]通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探索Na、Mg、Al金屬單質(zhì)與水反應(yīng)置換出H2的難易程度。

[能力方法目標(biāo)]通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)及氧化還原規(guī)律的探討訓(xùn)練學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)造思維能力。

[情感態(tài)度目標(biāo)]在科學(xué)探究過(guò)程中，通過(guò)學(xué)生的分析、比較、選擇等過(guò)程不斷提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

[實(shí)驗(yàn)要求]

(1)Na與H2O能劇烈反應(yīng)放出氫氣。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較Na、Mg、Al與冷水反應(yīng)的劇烈程度。

(2)Mg、Al不與冷水反應(yīng)是否證明它們不與水反應(yīng)?怎樣證明Mg、A1與熱水能發(fā)生反應(yīng)呢?如果加熱的溫度超過(guò)100℃，此實(shí)驗(yàn)沒(méi)計(jì)又有什么不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)更能說(shuō)明問(wèn)題呢?

(3)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，控制實(shí)驗(yàn)條件，謹(jǐn)慎操作，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。

有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)，侯氏制堿法原理實(shí)驗(yàn)都可以開(kāi)發(fā)出來(lái)讓學(xué)生去探索，引導(dǎo)學(xué)生主要依靠自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)解決問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)他們對(duì)知識(shí)創(chuàng)新的渴求和創(chuàng)造理想，放手讓學(xué)生觀察、思考、想象、質(zhì)疑、動(dòng)口、動(dòng)腦、動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2 引導(dǎo)學(xué)生參與知識(shí)形成過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)遵循“觀察——思考——?jiǎng)?chuàng)新”這一原則。例如:在進(jìn)行“氯氣實(shí)驗(yàn)室制法”的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生弄清楚了實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)程序:(發(fā)生裝置-凈化裝置一收集裝置一驗(yàn)證裝置-尾氣處理裝置等)，理解了控制反應(yīng)條件，對(duì)比試驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)方法，我先讓學(xué)生回顧課本氧氣的裝置圖示，再讓學(xué)生思考改進(jìn)措施，并追問(wèn):

(1)該裝置是否能收集到純凈干燥的Cl2?

(2)添加哪些儀器和試劑可收集到純凈而干燥的C12?

(3)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Cl2的漂白性?

(4)Cl2是大氣污染物之一，如何進(jìn)行尾氣處理?

給學(xué)生充分的思考討論時(shí)間，并給學(xué)生發(fā)表自己見(jiàn)解的機(jī)會(huì)。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程能讓學(xué)生親自體會(huì)創(chuàng)新思考的樂(lè)趣和創(chuàng)新工作的艱辛，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的合作意識(shí)，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力可以獲得意想不到的效果。同時(shí)也為學(xué)生學(xué)習(xí)后面 SO2、NH3、CH4、CH2 = CH2等氣體的制法打下良好的基礎(chǔ)，讓學(xué)生能舉一反三，觸類(lèi)旁通。

3 注意開(kāi)發(fā)失敗實(shí)驗(yàn)的功能

對(duì)于失敗的實(shí)驗(yàn)，教師必須注意引導(dǎo)學(xué)生不要?dú)怵H并且告訴學(xué)生這可能是發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、創(chuàng)造新方法的契機(jī)，并與學(xué)生一起探討失敗的原因及產(chǎn)生的新問(wèn)題。例如:銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，許多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察不到硫酸銅溶液應(yīng)有的藍(lán)色，此時(shí)教師應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么得不到藍(lán)色溶液?如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)以得到理想的效果?從而給學(xué)生提供創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。

4 營(yíng)造良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)習(xí)的氛圍

學(xué)生對(duì)事物有天然的好奇心和探究的愿望，學(xué)習(xí)的進(jìn)行很大程度上取決于這種自然傾向的激發(fā)，教師必須注意給學(xué)生營(yíng)造寬松、民主、自由的氣氛。英國(guó)哲學(xué)家約翰·密爾曾說(shuō)過(guò):“天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸”。在通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出實(shí)驗(yàn)方案，即使是對(duì)學(xué)生提出的不全面、不完善甚至錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案，也要以表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)為主，充分肯定學(xué)生在提出實(shí)驗(yàn)方案過(guò)程中的主動(dòng)參與精神和創(chuàng)新意識(shí)。另外，教師應(yīng)保護(hù)學(xué)生的好奇心、探究欲和探究性行為，允許他們?cè)诒ＷC安全的前提下按照自己的方案進(jìn)行探究活動(dòng)，讓學(xué)生在探究過(guò)程中經(jīng)受挫折的磨煉，并體驗(yàn)探究的樂(lè)趣和成功的喜悅。創(chuàng)造條件全面開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生隨時(shí)隨地可進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)自己動(dòng)手解決疑難，體會(huì)失敗與成功，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，為創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。

5 指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力

組織和指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展化學(xué)課外活動(dòng)，進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)，可以加深對(duì)課堂知識(shí)的理解與鞏固，擴(kuò)大知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造才能。但必須注意科學(xué)性、可行性、安全性、趣味性等原則，以便更好地引導(dǎo)學(xué)生有的放矢地開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然除此之外，還必須提供必要的場(chǎng)所和試驗(yàn)場(chǎng)地。對(duì)于課外實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，筆者認(rèn)為主要有以下幾種:

(1)知識(shí)鞏固性實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)行中學(xué)教材中，有些部分實(shí)驗(yàn)很少，為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解和鞏固，可組織學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如在學(xué)習(xí)硫化氫和二氧化硫時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論、交流、設(shè)計(jì)出一套全封閉式制取硫化氫和二氧化硫氣體，并同時(shí)驗(yàn)證兩種氣體化學(xué)性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)裝置。在學(xué)習(xí)過(guò)氧化鈉性質(zhì)時(shí)，組織學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)氧化鈉與二氧化碳、水、鹽酸反應(yīng)生成的氣體是氧氣，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明過(guò)氧化鈉具有漂白性、還原性、氧化性等。通過(guò)對(duì)平行班的同一教學(xué)內(nèi)容對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，安排課外實(shí)驗(yàn)的班級(jí)對(duì)這些內(nèi)容掌握得既快又牢，而僅通過(guò)講解與練習(xí)結(jié)合教學(xué)的班級(jí)掌握的情況就要差得多。

(2)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和儀器的改進(jìn)。在過(guò)去的教學(xué)中，教學(xué)實(shí)驗(yàn)和儀器改進(jìn)僅僅是教師和教研人員的活動(dòng)。為充分挖掘?qū)W生潛能，開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，筆者做了一些嘗試，積極鼓勵(lì)全體學(xué)生參與教學(xué)實(shí)驗(yàn)和儀器改進(jìn)。如實(shí)驗(yàn)室中鐵架臺(tái)極易生銹，導(dǎo)致螺絲無(wú)法自由旋轉(zhuǎn)，給實(shí)驗(yàn)者帶來(lái)了極大的不便，為此，我組織織全體學(xué)生共同探討，設(shè)計(jì)出一種無(wú)螺絲、使用簡(jiǎn)便且生銹后仍可順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的鐵架臺(tái)，我們?cè)僖膊粸殍F架的銹蝕而犯愁了。學(xué)生們還將很多實(shí)驗(yàn)改成微型實(shí)驗(yàn)，不僅節(jié)約了試劑，取得了更佳實(shí)驗(yàn)效果，也促進(jìn)了師生間的相互交流，培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神。

(3)知識(shí)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。結(jié)合課本知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)知識(shí)于社會(huì)生產(chǎn)和生活，如配制土農(nóng)藥、檢驗(yàn)土質(zhì)、水質(zhì)、大氣成分，設(shè)計(jì)凈水裝置，進(jìn)行金屬防護(hù)，利用廢鐵屑制綠礬、回收銀等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性，培養(yǎng)應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的技能，為社會(huì)輸送具有基本科學(xué)素質(zhì)的實(shí)用型人才，為學(xué)生走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(4)趣味性試驗(yàn)。設(shè)置部分趣味性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，科學(xué)地培養(yǎng)學(xué)生的興趣品質(zhì)，增強(qiáng)奮發(fā)向上、自強(qiáng)不息的自信心。如指導(dǎo)學(xué)生做可燃雪糕，用水點(diǎn)火，水中花園，指紋顯現(xiàn)，雞蛋入瓶，噴霧現(xiàn)畫(huà)等各種豐富多彩的課外實(shí)驗(yàn)。在聯(lián)歡會(huì)上學(xué)生可根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)魔術(shù)、小品等節(jié)目，為大家?guī)?lái)更多的歡樂(lè)。

總之，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力主要在自身的實(shí)踐中形成的，學(xué)生在實(shí)踐中獲得獨(dú)立探索、自主創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，獲得對(duì)科學(xué)研究和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)感受。這種內(nèi)心的體驗(yàn)就是培養(yǎng)創(chuàng)新精神并轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新行為的原動(dòng)力?；瘜W(xué)教學(xué)應(yīng)充分利用創(chuàng)造性的試驗(yàn)教學(xué)，重視和加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。