在微型化學(xué)實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

【摘要】近年來，微型化學(xué)實驗受到了國內(nèi)外化學(xué)界的廣泛關(guān)注，從常規(guī)實驗到微型實驗方法的改變，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。通過對微型化學(xué)實驗的改進(jìn)、設(shè)計，能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，挖掘創(chuàng)新潛能，拓寬創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新水平。

【關(guān)鍵詞】微型化學(xué)實驗 創(chuàng)新思維 創(chuàng)新能力 創(chuàng)新意識

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）12-0184-01

化學(xué)實驗的微型化是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方法，通過有意識的讓學(xué)生參與到微型實驗的設(shè)計和應(yīng)用中，能提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。將微型化學(xué)實驗引入課堂，讓每一個學(xué)生都能動手做一些微型化學(xué)實驗，都能參加到微型化學(xué)實驗的創(chuàng)造與設(shè)計中來，它有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

一、微型化學(xué)儀器的制造培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力

微型化學(xué)實驗所用的儀器，有些利用生活中的一些廢舊物品或身邊的材料制成的，學(xué)生在完成儀器制作的過程中，想象力、創(chuàng)造力、操作能力都充分的激發(fā)和調(diào)動起來，他們還要不斷改進(jìn)自己的設(shè)計與制作，使自制儀器更能適應(yīng)微型實驗的要求，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力，也提高了他們的實驗?zāi)芰Α?/p>

在微型化學(xué)儀器的制造過程中，教師應(yīng)有意識地留給學(xué)生足夠的空間，讓學(xué)生有自由想象的余地。我們在開展微型實驗活動課的過程中，往往選用比較簡單的塑料儀器，由于儀器的不成熟性，破壞了學(xué)生依賴現(xiàn)有儀器的思維定勢，給學(xué)生提供了創(chuàng)造的空間。如帶領(lǐng)學(xué)生利用舊雪碧瓶、細(xì)砂、棉花、紗布等制作簡易凈水器，利用塑料瓶等進(jìn)行溫室效應(yīng)的驗證等。但在微型化學(xué)儀器的制造過程中教師要及時進(jìn)行指導(dǎo)，如塑料儀器不適于加熱等，學(xué)會在生活中尋找可以代替實驗室儀器的器材，告訴學(xué)生要有一雙發(fā)現(xiàn)化學(xué)的眼睛。在老師的指導(dǎo)下，對于氫氣還原氧化銅、制氧氣等不易微型化的實驗，學(xué)生經(jīng)過考慮，找來口服液瓶等代用品。儀器微型化后，鐵架臺等已無法使用，學(xué)生立即自己制作，有的用小夾子，有的用鋁導(dǎo)線，做成了可以使用的架子。經(jīng)過幾次實驗，學(xué)生的實驗興趣和實驗?zāi)芰τ辛撕艽蟮奶岣撸材茏孕性O(shè)計微型實驗，學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)造能力得到了提高。

二、常規(guī)實驗的改進(jìn)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維

實驗的設(shè)計過程充分顯示了學(xué)生的創(chuàng)造才能，啟發(fā)了創(chuàng)新思維。我們要從學(xué)生熟悉的實驗入手，提出問題，設(shè)計思路，逐漸引入。如實驗課上讓學(xué)生自行設(shè)計電解水的微型實驗裝置：電解池、氣體收集器、氣體的檢驗、性質(zhì)。學(xué)生最終能夠設(shè)計出：用飲料瓶剪下瓶口部分配上塞子，可得到大小不一的電解池，用鐵釘或縫衣針作電極等很好地完成了實驗。

實驗室利用濃HCl、MnO2和KOH制KClO3時，按教材進(jìn)行實驗，藥品用量大，廢棄物多，Cl2又有毒，污染嚴(yán)重，這時教師可以引發(fā)學(xué)生思考：為了降低成本，減少污染，怎樣優(yōu)化實驗？設(shè)計一套制備KClO3的微型實驗方案。學(xué)生根據(jù)實驗的一些弊端和微型化學(xué)實驗的特點，優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計裝置，利用微型酒精燈做加熱裝置，二口燒瓶（10ml）和多用滴淀管（4ml）作反應(yīng)裝置，用去底的多用滴管作導(dǎo)氣裝置，用青霉素瓶作反應(yīng)裝置和尾氣吸收裝置。通過思考，學(xué)生利用微型化學(xué)實驗藥品少，污染小的特點對實驗進(jìn)行合理的設(shè)計制造，還進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新，用青霉素瓶做反應(yīng)裝置減少了KOH對玻璃儀器的腐蝕。總體來看，微型實驗設(shè)計合理，安全，實驗快速，效果好，充分體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)生在實驗過程中積極動手，發(fā)揮思維的積極性，使設(shè)計更有創(chuàng)造性，新穎性和實用性，發(fā)揮了創(chuàng)新的潛能，提高了創(chuàng)新能力。

現(xiàn)行的化學(xué)實驗多為驗證性實驗，學(xué)生不做實驗就已經(jīng)知道實驗結(jié)果，難以達(dá)到預(yù)期的實驗教學(xué)目標(biāo)。利用微型化學(xué)實驗將一些驗證性實驗改為探究實驗，通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，體現(xiàn)創(chuàng)新的水平。探究性實驗根據(jù)掌握的知識對物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行探討研究，設(shè)計實驗。學(xué)生可能會設(shè)計出不同的微型實驗的設(shè)計方案，教師可以讓學(xué)生對各個實驗方案加以評價，使學(xué)生相互了解不同的創(chuàng)新思維。學(xué)生在相互討論中能夠激發(fā)創(chuàng)新意識，發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，拓寬創(chuàng)新的空間，提高創(chuàng)新的能力。

另外，在設(shè)計微型化學(xué)實驗時，不象做演示實驗?zāi)菢尤菀壮晒Γ袝r往往會失敗，如在做CuSO4與NH3·H2O反應(yīng)實驗時，本應(yīng)在加入少量氨水溶液時應(yīng)先有藍(lán)色Cu（OH）2SO4沉淀生成，再加入過量氨水，沉淀消失溶液變成深藍(lán)色。但做微型實驗時，有時加入少量氨水后得不到淺藍(lán)色的Cu（OH）2SO4沉淀，繼續(xù)滴加仍然得不得到藍(lán)色沉淀。這可能是微型實驗所需藥品少，加入“少量”時其實就已過量，Cu（OH）2SO4來不及沉淀就迅速與分子結(jié)合生成深藍(lán)色[Cu（NH3）4]2+離子。因此，微型實驗要求學(xué)生的操作必須精確、仔細(xì)。當(dāng)實驗出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，要求學(xué)生應(yīng)據(jù)實記錄，并認(rèn)真分析探索其中的原因。當(dāng)找出失敗的原因時，則是創(chuàng)新的另一個突破，這樣更能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、微型化學(xué)趣味實驗有利于提高學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)新意識

微型趣味實驗，為創(chuàng)新精神提供了廣闊的空間，培養(yǎng)了學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神，使學(xué)生積極的進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。例如，教師可以布置一些有趣的實驗課題來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。如讓學(xué)生自行設(shè)計隱形墨水。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生們進(jìn)行探索性設(shè)計與實驗。他們獲得了多種隱形墨水的方案：如AgNO3顯色試劑為Na2S； FeCl3顯色試劑為KSCN。出人意料的是有的同學(xué)竟然使用（NH4）2SO4做隱形墨水，顯色方法為加熱，這個設(shè)計學(xué)生將銨鹽分解和濃硫酸脫水性這兩方面知識綜合起來加以靈活運(yùn)用，從而發(fā)現(xiàn)了一種新穎的隱形墨水。從上面的例子可以看出，微型化學(xué)實驗?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生大腦深處蘊(yùn)藏的巨大的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，使學(xué)生的創(chuàng)新天地更寬闊，極大程度的提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

微型化學(xué)實驗可以進(jìn)行一些類似科學(xué)性研究實驗的模擬，在模擬的過程中使學(xué)生認(rèn)識化學(xué)，體會化學(xué)的學(xué)科魅力，提高綜合化學(xué)科學(xué)素質(zhì)。在微型化學(xué)實驗中教師要留給學(xué)生創(chuàng)新的空間，要及時地加以引導(dǎo)充分利用微型化學(xué)實驗儀，很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為將來的化學(xué)學(xué)習(xí)和化學(xué)科學(xué)研究打下了良好的基礎(chǔ)。