利用實(shí)驗(yàn)教學(xué) 開(kāi)展創(chuàng)新教育

楊紀(jì)宏

摘要：培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力是現(xiàn)代教育的要求，也是化學(xué)教學(xué)改革的方向，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極開(kāi)展創(chuàng)新教育，有利于發(fā)展學(xué)生的素質(zhì)和能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的同時(shí)，對(duì)教育學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的態(tài)度，掌握科學(xué)的方法，培養(yǎng)創(chuàng)新精神等均有極大的優(yōu)勢(shì)。下面就實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行“創(chuàng)新教育”的做法和體會(huì)作以下介紹。

一、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

1.利用趣味實(shí)驗(yàn)，喚醒創(chuàng)新意識(shí)

美國(guó)哈佛大學(xué)校長(zhǎng)在世界大學(xué)校長(zhǎng)論壇講過(guò)：“如果沒(méi)有好奇心和純粹的求知欲為動(dòng)力，就不可能產(chǎn)生那些對(duì)社會(huì)和人類(lèi)具有具大價(jià)值的發(fā)明創(chuàng)造”。創(chuàng)新意識(shí)是指在好奇心和強(qiáng)烈的求知欲驅(qū)動(dòng)下一種愿意發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、積極去探究的心理取向，是創(chuàng)新的動(dòng)力源泉。化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是奇妙的，會(huì)使學(xué)生感到新鮮、驚奇，易對(duì)化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。因而教師要善于用演示實(shí)驗(yàn)的趣味性去誘發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲，從而喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。如序言課中的“小小照明彈”、“肥皂泡炸彈”、“清水變牛奶”等有趣的實(shí)驗(yàn)，都使學(xué)生感到化學(xué)是一門(mén)充滿神奇、魔幻的學(xué)科，進(jìn)而激勵(lì)他們?nèi)デ笾⑷ヌ剿鳌⑷?chuàng)新。

2.增設(shè)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)表明：任何創(chuàng)新都源于問(wèn)題。因此，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及時(shí)提出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，再適當(dāng)增設(shè)演示實(shí)驗(yàn)，使其在不斷的探索性學(xué)習(xí)中逐步培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。例如：講硫酸銅的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，在回憶了第八章曾講過(guò)的“濕法煉銅”，根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，排在前面的金屬可以將后面的金屬?gòu)乃柠}溶液中置換出來(lái)，除了“鐵釘變銅釘”以外，我又做了”鋅片變銅片”的實(shí)驗(yàn)，然后讓學(xué)生思考K、Ca、Na能不能從硫酸銅溶液中置換出銅？此時(shí)我就增設(shè)了鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前同學(xué)們推測(cè)該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是“在銀白色的金屬鈉表面覆蓋著紫紅色的銅。”然而實(shí)驗(yàn)時(shí)卻觀察到了意想不到的現(xiàn)象：鈉首先熔化成小球，在液面上迅速游動(dòng)，且發(fā)出嘶嘶響聲，很快溶液中出現(xiàn)了藍(lán)色絮狀沉淀并有黑色固體產(chǎn)生，而不是鈉把銅從其鹽溶液中置換出來(lái)。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析：這是因?yàn)殁c首先與溶液中的水反應(yīng)生成了氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再和硫酸銅反應(yīng)生成了藍(lán)色氫氧化銅沉淀，氫氧化銅是不溶性堿，受熱分解生成黑色氧化銅。這樣做會(huì)引導(dǎo)學(xué)生探索未知實(shí)驗(yàn)，未知事項(xiàng)，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)。

二、開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)新思維

1.打破思維定勢(shì)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，教師必須引導(dǎo)學(xué)生打破思維定勢(shì)，加強(qiáng)思維的發(fā)散性和求異性。例如將一個(gè)鋁制的盛飲料的易拉罐內(nèi)充滿二氧化碳?xì)怏w，然后往罐內(nèi)注人適量氫氧化鈉溶液，立即用膠布將罐口密封，反應(yīng)一段時(shí)間后可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么？分析物質(zhì)發(fā)生變化，從加入的物質(zhì)考慮，這是學(xué)生固有的思維定勢(shì)，所以一般學(xué)生只分析NaOH與CO2反應(yīng)得出一個(gè)易拉罐變癟的現(xiàn)象，而忽視了容器本身：“鋁”與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，因此漏了“癟了的罐重新又鼓起來(lái)”的現(xiàn)象。

2.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，展開(kāi)創(chuàng)新思維

科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)科學(xué)探究，可以了解事物的本質(zhì)及變化的根源，把感性的認(rèn)識(shí)上升到理性，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生在獲得化學(xué)知識(shí)和技能的同時(shí)，體驗(yàn)探究的樂(lè)趣。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式，它的功能是其他教學(xué)手段無(wú)法替代的，能充分幫助學(xué)生建立創(chuàng)新思路。學(xué)習(xí)了CO2的化學(xué)性質(zhì)后，向?qū)W生推出如圖所示的一組實(shí)驗(yàn)：當(dāng)在大燒杯內(nèi)和桌上點(diǎn)燃長(zhǎng)短相同的2組蠟燭時(shí)設(shè)問(wèn)：若向燒杯里慢慢倒入CO2氣體，和將另一大小相同的燒杯蓋在 桌上，指出2組中先熄滅的蠟燭，并解釋原因。討論中對(duì)甲實(shí)驗(yàn)中短蠟燭先熄滅的觀點(diǎn)基本一致，原因是CO2的密度比空氣大。對(duì)乙實(shí)驗(yàn)有2種觀點(diǎn)：一種認(rèn)為是短的先熄滅，理由是蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO2落在燒杯的下面;另種觀點(diǎn)認(rèn)為長(zhǎng)的先熄滅，理由是蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO2是熱氣體，其分子間的距離較大而導(dǎo)致氣體密度比空氣小，熱的CO2氣體此時(shí)聚積在上部。討論完畢后，學(xué)生靜悄悄地等待著演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。當(dāng)向燒杯中倒入CO2時(shí)，是短蠟燭先熄滅了。當(dāng)用燒杯蓋在桌上蠟燭上時(shí)，不一會(huì)是長(zhǎng)蠟燭先熄滅了。教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)探究這些實(shí)驗(yàn)，不僅使學(xué)生深刻理解所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，更重要的是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，展開(kāi)創(chuàng)新思維，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。

三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

1.通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是一種高素質(zhì)的綜合能力，是在運(yùn)用已知知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去解決新問(wèn)題過(guò)程中產(chǎn)生新穎的觀點(diǎn)，獨(dú)特的方法，并用之解決問(wèn)題的一種高層次的綜合能力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅靡延械闹R(shí)儲(chǔ)備和實(shí)驗(yàn)技能，通過(guò)探究確定實(shí)驗(yàn)儀器、藥品、裝置和操作方案的一種學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。例如：演示Fe（OH）2的制取實(shí)驗(yàn)往往由于Fe（OH）2易被氧化而很難看到白色沉淀，為此讓學(xué)生設(shè)計(jì)一種能制得白色Fe（OH）2沉淀的實(shí)驗(yàn)方法。有的學(xué)生采用排除氧氣的傳統(tǒng)方法;有的采用反應(yīng)物上面加有機(jī)溶劑的隔絕空氣法;還有的采用加過(guò)量鐵釘?shù)倪€原法;還有同學(xué)巧妙地利用注射器完成了實(shí)驗(yàn)，得到了理想的實(shí)驗(yàn)效果。

2.通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般要求裝置簡(jiǎn)單，操作方便，藥品節(jié)省，現(xiàn)象明顯，而教材上有的實(shí)驗(yàn)存在不足，并非最佳方案。教師要引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的改進(jìn)，使之更趨完美，這也不失為創(chuàng)新的一種形式。例如，初中化學(xué)教材CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)對(duì)尾氣的處理方法是將它點(diǎn)燃，我們從環(huán)保和能源利用的角度出發(fā)，此法存在著顯然的不足之處，那么有沒(méi)有既能保護(hù)環(huán)境，又能避免CO浪費(fèi)的處理方法？同學(xué)們開(kāi)動(dòng)腦筋，想出了好幾種改進(jìn)方法，其中較好的方法有兩種：一是將除去了CO2的CO用導(dǎo)氣管重新通人玻璃管中去還原CuO，將CO重復(fù)利用而又不污染環(huán)境;二是將除去了CO2的CO用導(dǎo)氣管通到酒精燈火焰的上方，利用CO燃燒時(shí)放出的熱量還原CuO從而達(dá)到節(jié)約燃料的目的。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，不僅使學(xué)生加深了對(duì)CO性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)裝置的認(rèn)識(shí)，而且在此過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，創(chuàng)新是時(shí)代的要求，中學(xué)化學(xué)教學(xué)應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)實(shí)際充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能，在教學(xué)過(guò)程中，切實(shí)落實(shí)創(chuàng)新教育，使學(xué)生形成良好的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)習(xí)慣，全面促進(jìn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》2003年第9期

[2]《化學(xué)教學(xué)論》劉知新