化學實驗與學生創新能力的培養

顏森 李和東

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗是化學學科的靈魂。化學實驗不僅是學生獲取直觀信息、認識化學世界的窗口，而且是幫助學生認識化學規律、形成化學概念、理解和鞏固化學知識、提高各種能力的重要途徑。化學實驗過程是培養學生創新精神和創新能力的最佳途徑，是其他學科所不能替代的。筆者在實驗教學過程中做了以下幾點嘗試，對培養學生的創新精神和創新能力收到較好的效果。

1 運用化學史實中的實驗過程及現象激發學生的創新意識

在教學過程中很多人都會提到一句話：“溫故而知新。”但由于受到許多因素的影響，有關化學史實的教學往往被很多教師所忽視。然而，化學史就是一部不斷創新的科學史，是對培養學生創新意識和創新精神很好的素材。通過對化學史實中某些實驗過程及現象的描述，可使學生興趣盎然，極大地激發學生動腦思維、動手實驗和渴望創新的積極性。

例如，在學習空氣時，向學生介紹空氣的發現史；學習氫氣時，介紹16世紀中葉和17世紀的一些科學家發現某些金屬與酸（無強氧化性）反應產生一種可燃性氣體氫氣的方法，在工業上雖無實用價值，卻是實驗室制取少量氫氣的極為簡捷的方法；學習王水時，介紹丹麥著名物理學家波爾是怎樣巧藏諾貝爾金質獎章的；在學習磷時，介紹法國人布蘭特是怎樣發現磷的；等等。

2 利用開放性實驗習題，培養學生的創新能力

開放性習題是指題目的設計是開放的，答案是靈活多樣的，只要答案是合理的，都是正確的。開放性習題的出現是對傳統封閉性習題的挑戰，這類習題旨在鼓勵學生運用已有的知識和經驗，對問題發表自己的見解，不同能力的學生可以從不同的角度、不同的側面、不同的范圍、不同的層次去分析、去選擇解決問題的方法和途徑，學生答題的過程就是一個創新過程。利用開放性實驗習題，給學生提供多角度考慮問題的機會，讓學生在解決問題的過程中體驗樂趣，領悟知識，感受成功的喜悅，從而激發學生的創新精神和培養學生的創新能力。

例如，在分液漏斗中，用一種有機溶劑提取水溶液里某無色物質時，靜置分層后，如果不知道哪一層是“水層”，試設計一種簡便的判斷方法。給出題目，讓學生根據自己已掌握的知識，并在教師適當的提示下認真思考，仔細分析、比較后，給出以下幾個合理簡便的方案。

【方案一】取一只小試管，打開分液漏斗的活塞，慢慢放出少量液體（這是取樣檢驗的常規方法，后面表述用“取樣”），往其中加入少量的水。如果加水后，試管內的液體不分層，則說明分液漏斗中下層是“水層”；反之，上層為“水層”。

【方案二】取樣，向其中加入少量的四氯化碳或苯，若試管中液體分層，則說明分液漏斗中的下層為“水層”；反之，上層為“水層”。

【方案三】取樣，用膠頭滴管取少量待測液，滴2～3滴到無水CuSO4固體上，觀察白色固體上是否有藍色出現，若有變化，則說明分液漏斗中下層為“水層”；反之，上層為“水層”。

3 開展設計型實驗，培養學生的創新能力

實踐是創新的搖籃，通過學生自己思考設計實驗，既可以培養學生動手動腦解決問題的能力，讓學生體驗到成功的喜悅，又可以培養學生的創新思維能力和創新設計能力。實驗設計要求：1）根據實驗原理選擇實驗所需的試劑、藥品；2）確定實驗所需的裝置、儀器及連接順序；3）盡可能保證實驗設計的科學性和嚴謹性。這樣便迫使學生自己去發現問題、去查閱資料、去設計、去探索、去創新。布置任務后，給學生一段時間，讓他們去獨立思考、查閱資料、設計實驗。然后再組織學生一起對他們提出的設計方案進行分析、討論，比較設計方案的可行性和優缺點等。選擇其中幾組方案由學生在課堂上進行演示，對比較好的設計給予表揚，對于較差的設計則從其中找出“閃爍點”給予肯定，從而調動各層次學生的創造積極性，并培養他們的創新精神和創新能力。

總之，注重實驗教學的探索與創新，給學生留出自由思考的空間，增加學生獨立設計、獨立操作實驗的機會，是提高學生素質，培養學生創新精神和創新能力的有效途徑之一。以上只是筆者在實驗教學中的一些初步嘗試，還有待在今后的教學實踐中不斷地提高和深化。

（作者單位：1 山東省東平縣接山鎮第二中學；2 山東省東平縣接山鎮第一中學）