高中化學實驗教學中學生創新能力培養的途徑與方法

王喜東

摘?要：隨著新課程改革的不斷深入，高中化學實驗教學日益受到重視.本文旨在探討在高中化學實驗教學中如何有效培養學生的創新能力.通過具體的教學案例，分析了實驗教學與創新能力的內在聯系，并提出了幾種實用的教學方法，以期為學生的創新思維發展提供實踐指導.

關鍵詞：高中化學；實驗教學；創新能力；培養方法

中圖分類號：G632???文獻標識碼：A???文章編號：1008-0333（2024）15-0115-03

在知識經濟時代，創新能力已成為衡量人才質量的重要標準.高中化學作為自然科學的一門基礎課程，其實驗教學不僅是理論知識的驗證和應用過程，更是培養學生創新能力、實踐能力和科學探究精神的重要途徑.然而，傳統的高中化學實驗教學往往重視知識的灌輸和實驗技能的訓練，忽視了對學生創新意識和創新能力的培養.因此，在新課程改革的背景下，通過實驗教學如何有效培養學生的創新能力，成為當前高中化學教育亟待解決的問題.

1 高中化學實驗教學中創新能力培養的重要性

創新能力是指個體在解決問題的過程中，能夠運用已有的知識和經驗，通過獨立思考和創造性勞動，產生新穎、獨特、有價值的思維成果或物質成果的能力.在高中化學實驗教學中，培養學生的創新能力具有重要意義.首先，創新能力的培養有助于激發學生的學習興趣和探究欲望.傳統的實驗教學往往以教師為中心，學生處于被動接受的狀態.而通過創新實驗的設計和操作，學生可以親自動手、動腦，體驗科學探究的樂趣，從而更加積極主動地參與到實驗學習中來.其次，創新能力的培養有助于提高學生的實踐能力和問題解決能力.在實驗過程中，學生不僅需要掌握基本的實驗技能和操作方法，還需要學會如何面對問題、分析問題和解決問題.這種實踐能力的培養，將有助于學生在未來的學習和工作中更好地適應各種復雜多變的環境和挑戰.最后，創新能力的培養有助于促進學生的全面發展.創新能力的培養不僅涉及知識的獲取和應用，還涉及思維方式的轉變和人格特質的完善.通過實驗教學中的創新實踐，學生可以逐步形成獨立思考、敢于質疑、勇于探索的良好品質，從而實現自身素質的全面提升.

2 高中化學實驗教學中創新能力培養的途徑與方法

2.1 創新實驗教學內容，激發學生的探究興趣

2.1.1 設計開放性的任務，激活學生創新發散思維

在傳統的化學實驗課堂教學中，通常的課堂模式是教師進行演示，學生觀察反應現象和驗證產物.這種方法雖然可以讓學生了解反應的基本過程，但過于簡單，缺乏探究性，學生在課堂中注意力不易集中，不利于培養學生的創新能力，且學生會在固定模式中思維受限，產生思維定式.為了規避這一教學弊端，教師可以在實驗教學中設計開放性的任務，激活學生發散思維，從探究和理解化學知識內涵的角度設計開放性的實驗任務，鼓勵學生多角度感悟化學理論，既可以挖掘學生的思維潛能，又能夠達到培養學生創新思維的目的.

例如：在“噴泉實驗”后，學生初步認識了“氨氣易溶于水”的知識點，接著教師設計開放式任務：“有其他更簡單的方法證明氨氣易溶于水嗎？”學生結合生活經驗和已經掌握的化學知識多角度思考，大膽分享自己的驗證方法，有的學生提出：“在盛氨氣的塑料瓶中加入一定量的水，塞好瓶蓋振蕩，會發現瓶子變扁了.”有的學生提出：“在裝滿氨氣的塑料瓶倒扣在水中，可以發現水面呈現上升的趨勢.”還有的學生提出：“取少量濃氨水進行加熱，對比收集其他體積變化證明氨氣溶于水.”在開放性任務驅動下，激活學生的思維，鼓勵學生從不同的角度思考問題，深入理解化學知識，既讓學生體會到了化學知識學習應用的多元化、多樣化，又開發了學生的潛能智慧，避免學生產生思維定式，全面提升學生的創新能力和綜合素養［1］.

2.1.2 設計探究性實驗，培養創新能力

為了培養學生的創新思維能力，教師要在課堂上營造探究性氛圍，讓學生深度理解化學理論并在不同的問題情境中理解和應用化學知識［2］.結合探究性試驗的教學模式，為學生打造不同的問題情境，激發其探究欲，讓學生體會化學探究性試驗的樂趣，積極主動思考，靈活運用所學的知識，創新實驗驗證的方式，完善化學知識結構和實踐應用.

以“鐵的氧化與還原”實驗為例，教師可以設計如下探究性問題情境：“我們都知道鐵在空氣中會逐漸生銹，那么鐵生銹的過程是怎樣的？鐵銹的主要成分是什么？如何設計實驗來驗證我們的猜想？”通過這些問題，教師可以引導學生從化學的角度去思考鐵生銹的機理，并嘗試設計實驗來驗證自己的猜想.在實驗設計過程中，教師可以鼓勵學生利用自己已有的化學知識，結合網絡資源和圖書資料，分析鐵的性質、鐵的氧化還原反應等相關內容.學生可以在小組內展開討論，共同設計實驗方案，確定實驗步驟和所需器材.在實驗過程中，學生可以觀察實驗現象、記錄實驗數據、分析實驗結果，并嘗試解釋實驗現象背后的化學原理.通過這樣的探究性實驗，學生不僅能夠加深對鐵氧化還原反應的理解，還能夠培養自己的創新思維能力和實驗操作能力.同時，學生在實驗過程中還能夠學會如何運用化學知識解決實際問題，提高自己的化學素養和實踐能力.

2.2 創新實驗教學方式，提升學生的實踐能力

2.2.1 開展小組合作實驗，培養團隊協作能力

在“一定物質的量濃度溶液的配制”實驗中，教師可以采用小組合作的方式進行教學，以培養學生的團隊協作能力.首先，教師將學生分成若干小組，每組人數適中，以便每個學生都有機會參與實驗操作和討論.教師向學生介紹實驗的基本原理和要求，并強調實驗操作的規范性和準確性.接著，學生以小組為單位，共同制定實驗方案.每個小組的成員要明確自己的任務和分工，共同協作完成實驗.學生在小組中互相學習、互相幫助，遇到問題時可以一起討論解決.這種合作學習的氛圍可以培養學生的團隊協作精神，提高他們的溝通能力和解決問題的能力［3］.在實驗過程中，教師要注意觀察學生的操作，及時糾正錯誤的操作和習慣.同時，教師還要引導學生認真記錄實驗數據，對實驗結果進行正確地分析和處理.通過小組合作實驗，學生可以深入理解一定物質的量濃度溶液的配制原理和方法，同時也可以培養自己的實踐能力和團隊協作能力.此外，教師還可以根據實際情況，設計一些具有挑戰性的實驗任務，讓學生通過小組合作的方式完成.這些任務可以涉及多個方面的知識和技能，需要學生綜合運用所學知識來解決.通過完成任務，學生可以進一步提高自己的能力和團隊協作能力.

例如：在探究氨氣的還原性實驗時候，教師鼓勵學生以自主學習小組的形式設計實驗方案，學生在小組討論的過程中聯合所學的新舊知識，整理實驗資料、設計實驗操作步驟，積累化學實驗動手操作的經驗.在探究氨氣還原性質的時候，學生參照教材設置實驗裝置，小組討論后提出探究實驗與氨氣制取實驗結合在一起，設計對比實驗的方式，改變氨氣化學反應的條件，對比實驗效果.在自主探究的過程中，學生以小組的形式明確研究主題，劃分探究實驗責任分工，記錄實驗現象，總結實驗經驗.在氨氣還原性探究實驗中，學生聯合氨氣制取實驗，調整化學實驗條件，提出假設，驗證結論，實驗中學生產生創新的想法，作出實驗假設，小組共同探究有效地將創新想法轉化為實際的實驗操作，培養學生的創新能力.

小組合作不僅是一種有效的教學方式，更是培養學生團隊協作能力的重要途徑.當學生被分成小組后，承擔一定的實驗責任，有助于集中學生實驗注意力和參與積極性.小組合作在學生之間取長補短，互相交流創新思維，完善實驗思路和操作步驟的設計，確保實驗順利完成.

2.2.2 構建翻轉課堂模式，培養學生質疑創新思維能力

在化學課堂教學中構建翻轉課堂，突出學生的主體地位，鼓勵學生發散思維，課堂講解中教師引導學生合理質疑，提出創新性的學習和驗證的思路，從而使得學生敢于質疑、敢于創新、敢于驗證［4］.對于大膽創新、質疑的學生，教師適當給予鼓勵，在課堂中構建敢于創新、樂于創新的氛圍.

例如：在講解“影響化學反應速率的因素”時，教師鼓勵學生大膽發言，將主動思考的成果表達分享出來，以“高錳酸鉀溶液與草酸產生化學反應”的演示實驗構建翻轉課堂，通過化學觀察實驗，提問學生化學反應現象，讓學生自主思考并假設影響化學反應速率的因素是哪些？基于學生提出的影響因素，教師鼓勵學生改變草酸與高錳酸鉀溶液的反應條件，自主驗證學生自己提出的假設，并讓學生在實驗總結的分析影響化學反應速率的因素是如何影響化學實驗？哪些實驗現象證明化學反應變快或變慢了？翻轉課堂打造自由的氛圍，圍繞化學實驗觀察和化學反應式分析、化合物性質分析，鼓勵學生大膽質疑，脫離課本自由發揮，創新性地探索影響化學反應速率的因素，進而提升和鍛煉學生的創新能力.

2.3 創新實驗教學評價，促進學生的全面發展

2.3.1 實施多元化評價，關注學生的個體差異

在傳統的實驗教學評價中，教師往往只關注學生的實驗結果，忽視了他們在實驗過程中的努力和表現.這種單一的評價方式不利于培養學生的創新能力，因為實驗過程本身就是一個探索和創新的過程.為了更好地培養學生的創新能力，教師應該實施多元化的評價策略，關注學生的個體差異和發展需求［5］.首先，教師可以采用過程性評價方式，關注學生在實驗過程中的表現.這包括實驗操作是否規范、觀察是否仔細、記錄是否完整等.通過觀察學生在實驗過程中的表現，教師可以發現學生的問題所在，并及時給予指導和幫助.同時，過程性評價還可以幫助學生更好地了解自己的實驗能力和水平，發現自己的不足之處，從而有針對性地改進和提高.其次，教師還可以采用結果性評價方式，關注學生實驗結果的準確性和創新性.對于實驗結果，教師不僅要關注學生是否得到了正確的結論，還要關注他們所得結論的方法和思路是否具有創新性.

2.3.2 開展創新實驗成果展示活動，激發學生的創新熱情

為了激發學生的創新熱情，教師可以定期組織創新實驗成果展示活動.這種活動為學生提供了一個展示自己創新成果的平臺，讓他們有機會向同學、老師展示自己的實驗方案、過程和結果.在展示活動中，學生可以選擇以報告、展板、多媒體等形式展示自己的實驗成果.他們可以詳細介紹實驗的設計思路、實驗過程、數據分析以及結論等.通過這樣的展示，學生不僅能夠鍛煉自己的表達能力，還能夠培養自信心和批判性思維.此外，展示活動還可以為學生提供一個交流和學習的機會.在展示過程中，學生可以向其他同學和老師提問、交流心得和經驗.通過與其他同學的交流，學生可以發現自己的不足之處，學習他人的優點和經驗，從而進一步增強自己的實驗技能和創新意識.通過創新實驗成果展示活動，學生的創新熱情得到了有效激發.他們更加積極地參與到實驗中，嘗試不同的實驗方法和思路，努力探索新的實驗領域.這種活動不僅有助于培養學生的創新能力和實驗技能，還能夠促進學生的全面發展.

3 結束語

高中化學課堂教學過程中，通過創新實驗教學內容、教學方式和教學評價等方面的改革與實踐，可以有效地激發學生的探究興趣、提升學生的實踐能力和培養其創新思維.為了切實提高學生創新思維能力，教師需要不斷更新自己的教育觀念和教學方法，豐富課堂教學內容的設計，指導學生進行自主參與實驗學習和創新實踐.不斷提高學生的實驗技能和創新實踐能力，培養學生建立化學學科素養，為今后的學習和成長奠定基礎.

參考文獻：

［1］顧永輝.探究高中化學教學中培養學生創新思維和創新能力的策略[J].今天，2023（3）：171-172.

[2] 魏彩瑩，朱芳.探究高中化學教學中培養學生創新思維和創新能力的策略[J].學苑教育，2022（15）：3.

[3] 歐陽子良.淺談任務驅動教學在高中化學實驗課堂的應用[J].創新教育研究，2023，11（12）：4.

[4] 楊帆.任務驅動教學模式下培養學生實驗創新能力的研究[J].課堂內外（高中教研），2022（2）：99-100.

[5] 劉金翠.普通高中學業水平化學實驗考試的現狀，反思與建議[J].化學教育（中英文），2023，44（3）：6.

［責任編輯：季春陽］