學生化學實驗的思維方法與創新思維能力培養淺談

張龍海

摘要：化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學實驗教學在化學教學中的地位可謂舉足輕重。因此，學生實驗能力的培養尤為重要。依據《化學課程標準》，學生的實驗能力包括：能識別常用儀器和較為典型的實驗裝置圖；能用正確的化學實驗基本操作完成《化學課程標準》中規定的實驗；能觀察和記錄實驗現象，分析實驗過程和結果，處理簡單實驗數據，并能得出合理結論；能根據實驗目的及要求，設計簡單實驗進行物質的制備、鑒別、分離和提純操作。能設計簡單的化學實驗探究方案，并對簡單的實驗方案做出正確評價。本文主要從三方面來論述化學實驗的思維方法與創新思維能力的提升。

關鍵詞：化學實驗；思維方法；創新思維

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）10-0057

學生實驗能力的提升依賴于正確的實驗思維。學生的創新能力主要體現在學生對實驗中的思維方法有清晰的感知、深刻的領會、透徹的理解和創新的應用。而思維方法的掌握能使學生具備創新的潛力，能指導學生學會如何運用自己的智慧去進行創造性的思考和操作，產生新穎、獨特、具有社會價值和個人價值的創造性成果。

一、化學實驗中必須重視科學思維方法的教與學

實驗探究是學生實驗能力的綜合體現，從實驗的設計、操作到分析實驗結果，總結歸納規律，都離不開科學的思維方法。思維方法在方法論意義上指導著實驗的操作及思考問題、解決問題所采用的手段或方式。化學實驗的思維方法有觀察法、分析法、歸納法、對比法、類比法以及綜合法等。具備了正確的化學實驗思維方法，有助于揭示要研究的化學現象、化學規律的本質屬性和內部規律。在現行的人教版初中化學教材的選材中，隨處都可覓見閃爍著創造性工作的實驗和科學家巧妙而靈活的思維方法。如空氣中氧氣含量的測定等。就其思維方法來說，是一種“觀察——推理——歸納”法。教材的設計讓學生觀察集氣瓶中進入水的體積，分析產生的原因，進一步得出空氣中氧氣的體積分數。通過對紅磷點燃方式的改變，引領學生對數據準確性和環保的思考。教師要善于通過具體的實驗，啟迪學生的思維，培養學生的實驗創新能力。

二、化學實驗教學在思維方法上存在的問題

化學實驗中，學生的認識活動已不僅是理解已經學習過的化學原理、變化規律，學會做幾個化學實驗，得出實驗的結果，更重要的是要掌握化學實驗的思維方法。思維方法比實驗結果更為重要。結果主要以知識的形式出現，知識本身在人的頭腦中存留的時間不會太長，日后用不到的知識很快就會被遺忘。有用的是思維的方法。方法是有效的、靈活的和富有創造性的。而在目前的中學化學實驗教學中教師在對學生思維方法的指導上存在一些問題，主要表現在：

1. 教學的功利性，使對學生實驗思維和創新能力的培養被淡化。考什么教什么、考什么做什么，甚至押題、賭題，不按教材規定的實驗開設、學生不進實驗室、黑板上講實驗、試卷上做實驗成為一種普遍現象。

2. 教師對實驗的程序性強調過多，學生被動地按步驟操作，束縛了學生學習主動性的發揮

化學實驗過程中，學習活動的主動性和創新能力密不可分，創新是建立在學習活動主動性的基礎之上的，主動性發揮的程度，反映了創新的學習水平。學生只有主動地感知、主動地質疑問難、主動地解疑，調動思維的積極參與，其智力活動才會具有更高的創新性。化學實驗教學中，教師要求學生按照某種統一的模式去思考，對實驗原理、實驗步驟過于詳細的講解，給予了學生過多過細的指導，學生缺少探索、自由發揮的情境，不利于發展學生的創新思維能力。

3. 僅僅將實驗視為知識的鞏固過程而不是學生思維能力和創新能力的培養過程

教師認為學生的學習是回顧、學習和接受已建立的化學知識、實驗思想、實驗方法等。學生的學習是一種重復，而不是創新、發明，對學生而言不可能有思維方法上的創新。教師受到這種既有教學觀念的影響，給學生傳授的知識主要是人類積累下來的已成為知識體系中的一種確定性知識，告訴學生的多是結論性的東西，不能誘導學生去探索新的問題。因而學生形成一種觀念即知識是完整的，學生們看不到知識的不確定性，缺乏思考新的思維方法的意識，思維在封閉的體系中凝固成一點，形成思維定勢，不利于學生創新思維能力的發展。

4. 關注學生實驗結果是否正確，而不關注實驗過程中的思維方法

學習的創新不僅反映在行為結果上，產出新穎、獨特、有價值的成果，而且還反映在行為過程中。解決問題的過程更能體現出學生的創新思維能力。實驗時，學生常常是做了實驗就急于得出實驗結論，以完成教師布置的學習任務。學生不能有意識地思考實驗中蘊涵的思維方法，不能時常、及時地反思自己的思維方法。教師也常常忽視對實驗過程中學生思維方法的觀察、理解和評價，而是過多地對結論予以評價。我們的教學實踐證明，學生做了實驗不一定能得出正確的結論，只有在實驗的基礎上，運用正確的思維方法，進行認真的思考，才可以確保得出科學的結論。

5. 實驗教學中沒能使學生把知識轉化為解決實際問題的思維方法

學生在學習化學概念、原理、規律時，通常是直接通過定義來理解和掌握的。學生把這些知識作為一種靜態的知識來理解記憶，缺少理論聯系實際的思維方法。學生在實驗課上常常反映出理論歸理論，實驗歸實驗，不能有效地把所學的理論彼此聯系，靈活地運用于實驗，不能使知識成為一種動態的知識，成為思考和解決問題的一種思維方法。

三、化學實驗教學是學生創新思維方法培養的有效路徑

1. 創設問題情境，讓學生動手

化學實驗教學中，教師可做重點的和具有啟發性的講授，給學生留下更多的時間讓其動手，去探索、去發現、去討論，讓學生在“做中學”。教師針對某些關鍵性操作或學生認識上易發生矛盾、有爭議的地方，設計好問題，組織學生小組討論。學生間彼此交流、各抒己見，講解各自的想法及操作過程，介紹和分析研究的結果。這樣，給學生營造一種互問互答、互相啟發、互相學習的討論式課堂氣氛，有利于培養學生的創新思維能力。

2. 學生實驗是一種思維方式的創新

學生的實驗雖然是一種繼承和驗證式操作，但對學生個體來說，其過程就是一種思維創新。教師要敢于放手，要把“學生實驗是一種接受學習”的觀念向“學生實驗是一種發現學習”的觀念轉化。教學中，教師精心創設一些能夠引起學生思維方法遷移、變化、更新的問題，喚起學生舉一反三、觸類旁通地思考問題。思維方法的創新不是要求學生必須創造出新的方法。事實上，學生用思維方法遷移性地去解決問題的過程中，就充分體現出了學生的創造性學習，思維方法的創新性應用。

3. 將實驗過程中思維方法的培養貫穿于化學教學的各個環節，逐步形成系統的思維方法

化學教材設計中的每個實驗都有實驗思想和方法的應用、創新和演化，循序漸進。化學教材中安排的實驗，都蘊涵著具有普遍意義的化學思想和方法。化學家的思維方法常常表現出創造性，創造性地研究化學現象、化學規律。思維方法一般以隱性的方式存在著。教師在教學中適當地介紹和滲透歷史上化學實驗中的思維方法，啟迪、開闊學生的思維，豐富學生的知識，有利于培養學生的創新思維能力。教師有意識地鼓勵學生分析、理解化學實驗的原始設計思想，挖掘原理中的思維方法，分析、比較不同的化學實驗的思維方法，并對方法進行整理、概括和提煉，最終形成認知結構中系統的思維方法體系。

4. 以問題為導向，強化對學生從知識轉化為思維方法、創新能力的訓練是化學實驗教學重要功能

從中學生的智力發展來看，他們已具有一定思考問題的能力，但創造性的發揮受到已有知識、方法和經驗的限制。學生在化學理論的學習中，不善于將已學的概念、原理、規律轉化成分析、處理、解決問題的思路和方法，不善于使知識具有方法的意義。化學中的許多概念、原理、規則都直接指導著思維的操作。為此，教師在講解化學概念、原理、規律時，要讓學生清楚地知道何時、何地以及怎樣正確地使用它們，并結合實際中的應用講授，將理論知識轉化為程序性或策略性知識，形成思考問題的方法。學生或許還不十分清楚化學研究中的各種思維方法的概念、本質特征及其對學習的重要性，也未能深刻地理解各種思維方法在化學實驗中的具體應用。為此，教師應在自身對思維方法有深刻理解的基礎上，向學生講清和介紹各種思維方法的本質內涵及其在實驗中的應用，給學生理論聯系實際的指導。endprint