探索化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)融合創(chuàng)新意識(shí)的方法

□ 海南省海口市海南華僑中學(xué) 成新宇

習(xí)總書記提出“在創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)人才、在創(chuàng)新活動(dòng)中培育人才、在創(chuàng)新事業(yè)中凝聚人才”。對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)融合創(chuàng)新意識(shí)是社會(huì)發(fā)展的要求，也是落實(shí)高中化學(xué)核心素養(yǎng)的重要方法。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識(shí)世界的一種重要途徑。早期新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)就源于生活、生產(chǎn)這一原始實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，北京大學(xué)劉先華副教授來(lái)海南華僑中學(xué)宣講時(shí)提出：源于基礎(chǔ)，才講創(chuàng)新。高中是學(xué)生一生的基礎(chǔ)知識(shí)的積累關(guān)鍵階段，那么，在現(xiàn)階段如何融合高中化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、勇于探究的創(chuàng)新意識(shí)呢？

一、探究實(shí)驗(yàn)主體學(xué)生化，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力

以往的探究實(shí)驗(yàn)大多是由教師做給學(xué)生看，再講給學(xué)生聽，這種做法忽視了學(xué)生的主體性，把學(xué)生當(dāng)作被動(dòng)接受的“容器”，沒有完全發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)的作用，不利于學(xué)生創(chuàng)新潛力的挖掘。如果能讓學(xué)生帶著任務(wù)，懷著好奇、困惑的心情，以解決問題為目標(biāo)，互辯互補(bǔ)，親自設(shè)計(jì)、操作，收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，獲得新知，這樣的實(shí)驗(yàn)探究主體學(xué)生化，能更好挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力。

如在學(xué)習(xí)鹵代烴時(shí)，學(xué)生由于沒有知識(shí)鋪墊“溴乙烷與硝酸銀溶液能否反應(yīng)”。于是教師可提出問題：如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究呢？學(xué)生根據(jù)假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)：向裝有溴乙烷的試管中加入硝酸銀溶液，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生了解到溴乙烷中不存在溴離子。然后再進(jìn)行溴乙烷的水解實(shí)驗(yàn)。取水解后的溶液2毫升，滴加硝酸銀溶液，在另一只干凈試管中加入氫氧化鈉溶液，再加硝酸銀溶液。學(xué)生親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)對(duì)比可知：氫氧化鈉溶液和硝酸銀溶液反應(yīng)也能產(chǎn)生沉淀。通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵原子，需要在鹵代烴的水解實(shí)驗(yàn)后，先加硝酸溶液酸化這一教學(xué)難點(diǎn)。在選修四的教學(xué)過(guò)程中，難溶電解質(zhì)溶解平衡中的演示實(shí)驗(yàn)。我們高二備課組把實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新并讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：向裝有適量的硝酸銀溶液的試管中，加入足量氯化鈉溶液，待沉淀完全后，過(guò)濾，繼續(xù)向?yàn)V液中加入飽和氯化鈉溶液。學(xué)生能觀察到白色沉淀的產(chǎn)生，從而了解難溶電解質(zhì)溶解平衡的概念。

二、探究實(shí)驗(yàn)形式多樣化，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

同一實(shí)驗(yàn)采取多種形式進(jìn)行可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生已掌握的實(shí)驗(yàn)原理為依托，學(xué)生被動(dòng)地使用固定的實(shí)驗(yàn)儀器、給定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表面上這樣看似乎可以高效地完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但大部分學(xué)生沒有自己思考、探究，是被動(dòng)地學(xué)習(xí)。采用多種實(shí)驗(yàn)探究形式，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中提出有效的問題，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維。探究實(shí)驗(yàn)形式的多樣性，可以從儀器、藥品的用量、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡榷喾矫孢M(jìn)行啟發(fā)，從而有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，達(dá)到源于課本，高于課本的效果。

例如在我們學(xué)校高二化學(xué)教學(xué)中，在進(jìn)行完選修五的官能團(tuán)及分類的教學(xué)后，我設(shè)計(jì)了一堂課：“誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞——神奇的有機(jī)實(shí)驗(yàn)”。在該課的銀鏡實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)觀看興趣小組制作的乙醛和新制銀氨溶液的銀鏡實(shí)驗(yàn)的視頻，師生共同分析其原理及相應(yīng)的離子方程式，提出如何根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)原理，控制不同的條件，達(dá)到漂亮的銀鏡實(shí)驗(yàn)的目的？學(xué)生結(jié)合自己所學(xué)知識(shí)分析，通過(guò)提高氫氧根濃度，來(lái)替代加熱達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，并現(xiàn)場(chǎng)選擇不同的儀器，例如小玻璃藥瓶、圓底燒瓶、試管等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此時(shí)，我又提出問題：如何用少量的試劑在大的圓底燒瓶?jī)?nèi)部呈現(xiàn)光亮的銀鏡？學(xué)生通過(guò)思考，進(jìn)行改進(jìn)：在圓底燒瓶?jī)?nèi)，加入硝酸銀溶液大約6毫升，加入稀氨水至產(chǎn)生的白色沉淀恰好消失，再加入6滴15%的氫氧化鈉溶液，加入5毫升葡萄糖溶液，然后把圓底燒瓶放在塑料燒杯上慢慢滾動(dòng)。大約2分鐘后，一個(gè)內(nèi)壁鍍滿白色銀鏡的圓底燒瓶就產(chǎn)生了，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)圓底燒瓶，使藥劑充分和圓底燒瓶壁內(nèi)相接觸，達(dá)到銀裝素裹的世界。這次實(shí)驗(yàn)通過(guò)選用不同的器材、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)達(dá)到同一實(shí)驗(yàn)效果的目的。

三、探究實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所生活化，開拓學(xué)生的創(chuàng)新視角

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出了新的課程理念，其中之一就是“從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)”。生活中，在面臨與化學(xué)有關(guān)的綜合問題時(shí)，要讓學(xué)生懂得應(yīng)用化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)做出合理分析、推斷，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行源于生活的探究實(shí)驗(yàn)，用身邊最熟悉的生活用品，去探索生活中的化學(xué)規(guī)律。探究實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所生活化，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、樂趣，還能開拓學(xué)生的創(chuàng)新視角。

例如講“乙酸的性質(zhì)”的時(shí)候，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)：取2個(gè)碗分別倒入適量食醋、水，然后再放入雞蛋殼。認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并拍視頻上傳到班級(jí)微信群，從而激勵(lì)每個(gè)學(xué)生認(rèn)真參與，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明雞蛋殼是與乙酸反應(yīng)的。在講蛋白質(zhì)的性質(zhì)的時(shí)候，讓學(xué)生回家煎雞蛋或用開水沖雞蛋花，向蛋清液中加食鹽實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生沉淀，各取適量沉淀加水，觀察沉淀是否溶解？這樣通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，再一次用廚房用品進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，體會(huì)化學(xué)生活化，即“從生活走向化學(xué)”。學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的灼燒鑒別后，讓學(xué)生課后檢驗(yàn)家中各種毛線的材質(zhì)是否有區(qū)別？并提出問題：冬天，你在內(nèi)地上大學(xué)，買衣服時(shí)，如何鑒別真假羊毛衣服？可用衣服說(shuō)明袋中的備用材質(zhì)進(jìn)行灼燒，若有燒焦羽毛氣味的是真羊毛。化學(xué)實(shí)驗(yàn)走出課堂融入生活、服務(wù)于生活，即“從化學(xué)走向社會(huì)”。

四、探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程現(xiàn)代化，發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新思維

在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明確、不清晰的、用肉眼無(wú)法觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及一些耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)、條件苛刻的實(shí)驗(yàn)，不適合用于課堂現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以考慮發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，由實(shí)際實(shí)驗(yàn)改為模擬實(shí)驗(yàn)，改變探究手段，虛與實(shí)巧妙融合，實(shí)現(xiàn)探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程現(xiàn)代化，發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新方式。

如在一次考核的示范課上，為了更精確呈現(xiàn)課本中碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與鹽酸的反應(yīng)，用肉眼來(lái)目測(cè)對(duì)比氣泡的快慢容易產(chǎn)生誤差的實(shí)驗(yàn)。我對(duì)這部分實(shí)驗(yàn)的研究方式進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新：借助多媒體、數(shù)字化手持技術(shù)，用二氧化碳探頭從壓強(qiáng)來(lái)判定。學(xué)生能清晰地看到壓強(qiáng)隨著二氧化碳的產(chǎn)生而增大，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)出的壓強(qiáng)與時(shí)間動(dòng)態(tài)圖像，學(xué)生可知：相同條件下碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)比碳酸鈉的更快。在原電池的教學(xué)中，為更好理解反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)后采用多媒體動(dòng)畫，把鋅片溶解、氣泡產(chǎn)生等宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與溶液中離子遷移，電極、導(dǎo)線中電子運(yùn)動(dòng)等微觀層面聯(lián)立起來(lái)。這樣，學(xué)生既拓寬了知識(shí)面，又學(xué)會(huì)了借助多種手段，特別是發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)服務(wù)于我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，有利于發(fā)散學(xué)生的創(chuàng)新思維。

化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科賴以形成和發(fā)展的源泉。圍繞著化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)這個(gè)核心，將創(chuàng)新意識(shí)適當(dāng)融合在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素質(zhì)，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，落實(shí)高中化學(xué)核心素養(yǎng)。