巧用化學(xué)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)創(chuàng)新能力

三江侗族自治縣位于廣西壯族自治區(qū)北部，湘、黔、桂三省（區(qū)）交界處，總?cè)丝?6.13萬，侗族占全縣總?cè)丝诘?5%。以前侗族沒有自己的文字，許多優(yōu)秀的文化傳統(tǒng)、生活習(xí)俗、社交禮儀等都是靠著優(yōu)美的歌聲一代一代往下傳，“漢人有字傳書本，侗族無字傳歌聲；祖輩傳唱到父輩，父輩傳唱到兒孫”是侗民族生活的真實(shí)寫照。又由于侗民族“艱苦樸素、吃苦耐勞、勤儉奮斗、團(tuán)結(jié)和諧”的民族精神的代代傳承，侗族學(xué)生性格當(dāng)中不服輸和樂于助人的特點(diǎn)尤為突出。在全面推進(jìn)素質(zhì)教育的今天，學(xué)科教學(xué)凸顯培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的要求。如何在侗族學(xué)生的學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)呢？我從化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)出發(fā)，從侗民族學(xué)生的特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行了積極的探索。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑很多，豐富多彩、現(xiàn)象各異的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，最能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也就成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。

一、學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

興趣是最好的老師，學(xué)生只有對(duì)化學(xué)科學(xué)有著強(qiáng)烈的探索欲望和濃厚的興趣，才可能激發(fā)出創(chuàng)新潛能。化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，有趣味性、科學(xué)性，生動(dòng)形象，中學(xué)生都很喜愛觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此，做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以吸引學(xué)生的興趣、好奇心和求知欲，容易使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣，使學(xué)生產(chǎn)生主動(dòng)探求知識(shí)的欲望，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。比如教師在做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生正確地觀察實(shí)驗(yàn)，將觀察到六種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（鈉熔化成小球、浮于水面、產(chǎn)生氣體、使酚酞溶液變紅、放熱、鈉最后消失），整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生始終保持濃厚的興趣。教師借機(jī)提出問題：這個(gè)反應(yīng)為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象？這些現(xiàn)象分別反映出金屬鈉的哪些性質(zhì)？學(xué)生在興奮之后，就會(huì)投入到積極的思考之中，從而達(dá)到了學(xué)習(xí)的預(yù)期效果。

二、設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)推動(dòng)著化學(xué)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力方面有著獨(dú)特的作用，特別是在中學(xué)階段，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)形成能力有著特別重要的意義。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅要求學(xué)生掌握一定的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，而且還要求他們靈活地創(chuàng)造性地綜合運(yùn)用這些知識(shí)和技能。

1．從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法上創(chuàng)新

從目前常用的教學(xué)方法看，如能注意組織學(xué)生從盡可能多的角度和方法去考慮問題，則有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

例如在鐵的化合物的教學(xué)中，用FeSO4溶液和NaOH溶液制Fe（OH）2沉淀時(shí)，所得的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色。這是因?yàn)榘l(fā)生了如下兩個(gè)反應(yīng)：

FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2+Na2SO4

4Fe（OH）2+O2+H2O=4Fe（OH）３

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，原來是氧氣在作怪，于是我提出問題，怎樣防止Fe（OH）2被氧化或使其被氧化的速度減慢？學(xué)生通過積極思考，紛紛提出了改進(jìn)辦法：

① 用新制的FeSO4溶液和NaOH溶液；

② 在FeSO4溶液中加幾滴硫酸和幾枚鐵釘；

③ 配制FeSO4和NaOH溶液前，把蒸餾水煮沸，冷卻后再配；

④ 將膠頭滴管伸入FeSO4溶液以下；

⑤ 滴幾滴植物油于FeSO4溶液上以隔絕空氣。

事實(shí)表明，通過合理設(shè)計(jì)問題，讓學(xué)生“思考—嘗試—解決問題”，活躍了課堂氣氛，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

2．從實(shí)驗(yàn)裝置用途上創(chuàng)新

常規(guī)儀器或裝置都有其主要用途，但并非是唯一用途。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我經(jīng)常提出這樣的問題：這種儀器還有什么用途？如錐形瓶，既可用作反應(yīng)容器，如中和滴定等，還可加上雙孔橡皮塞及導(dǎo)氣管，用作洗氣瓶或安全瓶，如果再加上一個(gè)量筒，又可組成排水量氣裝置，加上雙孔塞和分液漏斗，可用于制氫氣、二氧化碳、乙炔等氣體。再如球形干燥管，除了用來盛裝固體干燥劑干燥氣體外，還可用于防止倒吸。

在教學(xué)活動(dòng)中，既要傳授知識(shí)，更要傳授方法，重要的是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理地歸納總結(jié)，在總結(jié)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新。如對(duì)于氣體的制備裝置，我們可以將它們分為四大基本類型：

類型1：固體+固體加熱型，如加熱高錳酸鉀或制備氧氣、氨氣。

類型2：固體+液體不加熱型，如制備二氧化碳、氫氣。

類型3：固體+液體加熱型，如制備氯氣、氯化氫氣體。

類型4：液體+液體加熱型，如制備乙烯。

當(dāng)然，這種分類并不是絕對(duì)的，比如說制氧氣，可以選類型1，加熱高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳，也可以用類型2，即雙氧水加二氧化錳或用過氧化鈉與水反應(yīng)。還可以是電解，就是一種裝置可以制備多種氣體，一種氣體也可以是用多種裝置來制備。這樣學(xué)生的思維就拓展了。

三、設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新探究能力

培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵是培養(yǎng)創(chuàng)造思維，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，特別是要培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)實(shí)際情況完成探究實(shí)驗(yàn)，并能正確表達(dá)自己的觀點(diǎn)。我在教學(xué)中，利用侗族學(xué)生不服輸?shù)男愿裉攸c(diǎn)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使學(xué)生積極動(dòng)腦、動(dòng)手，反復(fù)推理、驗(yàn)證和完善，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和探究能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。如在學(xué)習(xí)《 原電池 》一節(jié)中，先將銅片和鋅片分別插入稀硫酸中，學(xué)生觀察到鋅片上有氣泡冒出，銅片上沒有。用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來，同時(shí)把它們插入稀硫酸中，觀察到什么現(xiàn)象？為什么銅片上也會(huì)有氣泡冒出？是什么氣體？電子從哪里來？怎樣檢驗(yàn)電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移的方向是什么？一連串的問題，一環(huán)扣一環(huán)，將學(xué)生領(lǐng)入到化學(xué)的神奇世界中，這樣的教學(xué)不但大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的態(tài)度和探究、創(chuàng)新的精神。

設(shè)計(jì)性或探索性實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力等方面所具有的作用，是其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)無法比擬的。所以，我們可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，讓學(xué)生發(fā)揮自己的聰明才智，大膽設(shè)計(jì)方案，探索解決問題的多種途徑和方法，再親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。如在學(xué)習(xí)乙醇的催化的氧化時(shí)，課本上是將灼熱的銅絲插入到無水乙醇中，看到了明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生能說出反應(yīng)的原理。這時(shí)可以提問學(xué)生，能不能另外設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？有學(xué)生就想到酒精燈的燃料是酒精，而酒精燈的外焰溫度高、內(nèi)焰溫度低，可否將銅絲在酒精燈外焰灼燒變黑后，將變黑的部分（氧化銅）移到酒精燈的內(nèi)焰片刻？有了這樣的問題后，學(xué)生馬上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果黑色部分真的恢復(fù)了紅色，學(xué)生感受到了自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。

又如由金屬鋁制備氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、工業(yè)上制硫酸的反應(yīng)條件的選擇，都可以讓學(xué)生自己思考，小組討論，設(shè)計(jì)出自己或小組的實(shí)驗(yàn)方案，然后通過分組解釋原理，對(duì)比數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，評(píng)價(jià)各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，如何改進(jìn)使方案更為合理，等等，有條件時(shí)也可以讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，親自實(shí)踐，領(lǐng)略“創(chuàng)新”成功的滋味，學(xué)生在活動(dòng)中得到了很好的鍛煉。

在教學(xué)過程中類似情景舉不勝舉。雖然學(xué)生有時(shí)突然的提問會(huì)影響和打斷教師的講解思路，但我們應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生能提問題、多提問題、會(huì)提問題。不斷滿足學(xué)生的好奇心、求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)，才能使他們的創(chuàng)新思維能力提升一個(gè)檔次。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師必須充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，想方設(shè)法地進(jìn)行豐富多彩的實(shí)驗(yàn)和活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，特別是要根據(jù)侗族學(xué)生的特點(diǎn)，讓他們體驗(yàn)到積極思維和實(shí)踐過程的成功，教學(xué)上就能收到良好的效果。

（作者單位：三江縣中學(xué)，廣西 三江，545500）