探究化學實驗教學與學牛創新能力的培養

鄧輝光

【摘 要】本文通過辨析化學實驗教學和創新能力培養的關系，指出現階段高中化學實驗課中存在的創新能力培養問題，提出建立清晰的化學實驗教學創新能力培養模式，制定合理的化學實驗教學創新能力培養步驟，以培養學生的創新能力。

【關鍵詞】高中化學 實驗教學 創新能力 培養措施

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）02B-0147-02

根據《普通高中化學課程標準》（簡稱《化學標準》）中對“科學探究與創新意識”核心素養的描述，就是在高中化學教學中“運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究;勤于實踐，善于合作，敢于質疑，用于創新”?？梢?，化學實驗教學是培養學生創新能力的重要途徑。逆向思維、創新能力也是提升學生化學水平的必要素養?！痘瘜W標準》強調化學課程教學是“重視開展‘素養為本的教學”，教學實踐活動應重視教學內容的結構化設計，不斷融入新要素、新手段來激發學生化學興趣，促進學生在該門課程中的學習方式、思維、途徑的創新?；瘜W實驗具有理論性與實踐性統一的特點，無疑為創新能力培養提供了有利條件。

一、化學實驗教學與學生創新能力培養的聯系

立足高中化學課程分析，化學實驗教學雖然屬于化學課堂的組成部分，但它不是一個獨立的知識傳授體系，更不能把它看作是與理論課堂相對立的存在。傳統高中化學課堂教學模式下存在一個很明顯的認知誤區，以教學空間為劃分依據，將化學課堂一分為二。其一是以傳授化學原理、定律、公式等基礎知識為主的理論課堂，也就是高中化學課堂教學的一般模式，教學空間為教室。其二是以化學實驗操作為主的實踐課堂，用于觀察和了解高中化學實驗現象，包括梳理實驗步驟、了解實驗器材、總結實驗規律等，教學空間為實驗室。這種一分為二的教學認知，不僅否定了化學是一門自然科學的定位，也割裂了化學實驗教學與學生創新能力培養的聯系?！痘瘜W標準》指出，化學實驗教學的本質是換一種方式去理解、掌握化學知識，它將碎片化的知識點通過操作形式加以整合（如實驗步驟），并利用直觀形式（如化學現象）呈現出來。要取得化學實驗教學效果，單靠“照貓畫虎”的動作模仿是不足以實現的。學生必須掌握必要的化學知識，并能夠將化學知識轉化成實驗操作。而從理論向實踐轉化的渠道并不是唯一的，這就為學生創新能力培養提供廣闊空間。

二、化學實驗教學中學生創新能力培養存在的問題

客觀上分析，創新能力并不屬于學校教育下的顯性能力范疇，尤其高中化學自身的特殊性，在教學實踐中存在較多的顯性能力培養要求，如計算能力、推導能力、分析能力等，且實驗教學相比常規教學處于弱勢地位，進一步削減高中化學實驗教學對學生創新能力的培養效果。據此，為謀求高中化學實驗教學對學生創新能力的培養，不僅要加強針對性引導，而且要明確問題所在。

（一）化學實驗教學中缺乏對創新能力培養的重視。教育理念是教學行為的先導。從現階段高中化學實驗教學情況分析，盡管《化學標準》明確了創新能力培養的重要性，但相應的教育理念并未在實驗教學層面形成，致使傳統教學方法仍然大行其道。進入化學實驗室之后，仍然沿用常規課堂教學方式，以教師講解為主。學生跟隨教師之后模仿實驗操作，通過大量重復練習讓學生熟練掌握各種儀器使用方法、原料的使用規范。這是明顯的被動式教學（學習）方式，對學生創新能力培養沒有多大益處。同時，從高中化學實驗教學的組織形式來看，實驗被過度形式化，甚至儀式化。大部分學生在著手化學實驗之前，并不能對實驗原理、實驗過程、實驗結果及注意事項等形成清晰的認識。教師采用“分組實驗”的組織方式，提前準備好實驗材料、裝備、流程等，學生只需要按圖索驥即可，這無形中扼殺了學生創新能力培養的機會。高中化學實驗教學中缺乏對創新理念的重視，歸根結底是受到高考指揮棒的影響，答題正確、考試高分成為唯一的教學目的，而學生是否具有化學創新能力，并不被看作是化學教學任務。

（二）化學實驗教學方式不利于創新能力培養。前文中提到創新能力并不屬于顯性能力，這一論斷在化學、物理、生物等理科課程中尤為明顯，教師無法通過一段時間（如一學期、一學年）的培養就能清晰地看到效果，而計算能力、分析能力等這種顯性能力則可以通過卷面考試的形式清晰獲知。這種明顯對比之下，會造成教師傾向于易出成果的教學方式，如“填鴨式”“說教式”教學法，由此造成化學實驗教學中的“模仿動作”現象，而不是主動激勵學生去探索創新?；瘜W實驗教學方式造成的創新思維培養障礙主要表現在兩個方面：其一，組織方面。高中化學實驗教學大多以班級為基本單位，這種組織方式有利于教師統一管理、統一教學、統一指導，能夠保障教學效率。但是，學生化學實驗創新能力的培養是建立在學生個體差異之上的，包括基礎知識掌握差異、邏輯思維差異、問題切入點差異等，更適合采用“一對一”的實驗教學方法。由此，在班級組織規模下，教師面對學生“一對多”開展教學活動，很難滿足個體之間的有效互動，從而限制了學生創新思維引導和創新活動開展。其二，資源方面?；瘜W實驗教學過度依賴學校現有的教學資源，毫不夸張地說，現行高中化學實驗課時的多少、如何安排，主要依據化學教材中涉及的課程內容，且以必修部分為主。這樣造成實驗教學視域狹隘，學生可接觸的化學器材、原料、方法等稀少，顯然不利于創新能力培養。

（三）化學實驗教學評價制度忽視創新性要素。高中化學實驗教學評價制度普遍存在重結果而不重過程的弊端，如“焰色反應”只關注最后燃燒的顏色、產物，制備氫氧化亞鐵的實驗只關注最后的沉淀物特征，而實驗過程的評價相對模糊。但創新性要素又大多存在實驗過程之中，這就容易限制學生創新能力培養的主動性、積極性。究其原因，一方面是因為我國在高中化學實驗考核方面并未形成系統、完整的考核評價體系，大部分高中化學實驗并未列入高考序列，更不用提對實驗創新的加分機制。另一方面，與高中化學實驗教學管理制度有密切關系，實驗教學更強調安全性、節約性，尤其化學實驗需要消耗一定教育成本，創新性要素勢必會增加資源消耗。

三、化學實驗教學中學生創新能力培養的策略

（一）建立清晰的化學實驗教學創新能力培養模式。立足高中化學實驗教學整體層次，教師應建立適用于每一種實驗的創新能力培養模式。具體可按以下“三步走”實現。

第一步，強調學生對化學實驗理論與實踐的統一性認識。應該認識到，高中化學理論課堂與實驗課堂是高度一致的，理論、實踐只是相對存在，并在不同教學場景下存在主次之分，而不存在理論、實踐的絕對隔離。在常規課堂教學模式下，要注重實驗教學內容的滲透，如根據公式、定理等銜接實驗步驟、過程。相對應的，化學實驗教學過程中也要強調理論知識的應用，避免學生陷入照葫蘆畫瓢的單一模仿境地。

第二步，強調對學生創新意識及創新思維的喚醒和強化。進入實驗室環境后，倡導學生自主、探索、合作地進行實驗，避免教師進行過多的干預。但在各環節上，可給予學生一定的啟發，以此喚醒學生創新意識、強化創新思維，使學生能夠在實驗過程中形成新的想法。

第三步，強調對學生創新知識和創新技能的掌握和應用。在一輪實驗結束之后，鼓勵學生對已經操作過的實驗步驟、過程、儀器等進行反思，提出創新的實驗設計。

（二）制訂合理的化學實驗教學創新能力培養步驟。根據以上模式的構思，在化學實驗教學中培養學生創新能力至少要通過兩個課時實現，且兩個課時均是圍繞同一個實驗項目展開，具體步驟如下。

第一，實驗體驗。第一課時重點讓學生感受實驗內容，形成直觀想象思維。例如，《物質的分離與提純》實驗，讓學生重點體驗過濾、萃取、結晶、分液等操作技能，在混合物的提純、分離操作方面形成科學的邏輯順序。

第二，實驗反思。第一課時結束之后，鼓勵學生總結“標準試驗”的優勢、缺陷，以及可能存在的改進之處，并將之作為創新能力培養的突破口。以《物質的分離與提純》為例，讓學生反思不同分離方法的原理，通過對比總結適用范圍，例如“過濾和結晶”之間的差異，“結晶和蒸餾”應該如何組合運用。

第三，實驗創新?；趧撔碌莫毺匦砸?，教師應引導學生發掘生活中的現象，利用化學實驗教學所掌握的知識、技能解決現實問題。在實驗對象上要盡量避開教科書上的實驗項目，這樣更能夠突出創新能力培養的“顯性”成果。例如，化學教材上有關《物質的分離與提純》實驗都是基于試劑形態展開的，如“氯化鉀和硝酸鉀固體混合物”。在現實生活中很少有機會看到這樣的“混合物質”，可以將實驗對象改為“糖水如何提純”“糖和鹽如何分離”等問題。學生在課下進行創新實驗設計，進入第二課時之后進行相關操作。教師將評價重點放在學生實驗設計、實驗過程上，對實驗結果可適度放寬。

化學實驗教學不僅是培養學生創新能力的絕佳途徑，而且是提升學生化學核心素養的必要手段。高中化學教師要積極轉變教學理念、改進教學方式、豐富教學資源，為學生創新能力提升奠定堅實基礎。

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