淺談化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

劉友志

基礎(chǔ)教育中的“創(chuàng)新”是指在學(xué)習(xí)人類已有知識的同時(shí)，模擬其發(fā)現(xiàn)過程，并進(jìn)行科學(xué)研究方法和科學(xué)態(tài)度的教育。那么又如何在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？筆者就化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐談?wù)勛约旱捏w會。

一、創(chuàng)設(shè)開放式實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)不同教學(xué)情境，讓學(xué)生觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)或聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，發(fā)現(xiàn)問題，并組織他們實(shí)踐、討論、尋找解決問題的方法和途徑；利用學(xué)生對某些問題的爭議和不同看法，提出各種可能的假設(shè)，并通過實(shí)驗(yàn)做多方論證得到合理結(jié)論，這樣使學(xué)生在這一系列活動過程中逐步提高自己的創(chuàng)新能力。

如在學(xué)習(xí)氫氧化鈉性質(zhì)時(shí)為幫助學(xué)生理解NaOH與CO2反應(yīng)這一性質(zhì)，教師提出如何通過實(shí)驗(yàn)證明CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢？以問題為導(dǎo)向啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生通過討論認(rèn)為該反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，但CO2被消耗以后必然引起氣壓變化，以此為切入點(diǎn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)必然能夠出現(xiàn)明顯現(xiàn)象。據(jù)此學(xué)生設(shè)計(jì)出了不同實(shí)驗(yàn)裝置，如圖：

學(xué)生依據(jù)自己設(shè)計(jì)的裝置找實(shí)驗(yàn)老師要來相關(guān)儀器和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)都出現(xiàn)了明顯現(xiàn)象。實(shí)踐證明在實(shí)驗(yàn)開放的條件下，教師引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)知識，實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)操作與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有機(jī)地結(jié)合起來，調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)造激情，鼓勵(lì)學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性，使其始終處于不斷探索的情境之中，主動實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察，積極思考。

二、通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是教師對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總體規(guī)劃過程，或者是學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的化學(xué)知識和技能，獨(dú)立或在教師的啟發(fā)指導(dǎo)下，對所提出的問題創(chuàng)造性地尋找解決方案。所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過不失時(shí)機(jī)地設(shè)置疑惑，制造懸念，營造問題情境，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行積極的探索，這對促進(jìn)其手腦結(jié)合和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是大有益處的。

如在“探究蠟燭及其燃燒”實(shí)驗(yàn)中熄滅蠟燭時(shí)蠟燭上方會冒出一縷白煙，為檢驗(yàn)白煙的成分和性質(zhì)，教材安排的實(shí)驗(yàn)步驟是用火柴去點(diǎn)蠟燭剛熄滅時(shí)的白煙。為激發(fā)學(xué)生的探究熱情和創(chuàng)新能力，我提出如下問題：（1）還有沒有其他方法來檢驗(yàn)蠟燭熄滅時(shí)形成的白煙？（2）蠟燭熄滅時(shí)為什么會產(chǎn)生一縷白煙？白煙可能是什么？如何證明你的猜想？

針對第一個(gè)問題，有的學(xué)生想到課本上用化學(xué)方法檢驗(yàn)，他們另辟蹊徑用物理方法檢驗(yàn)，熄滅蠟燭時(shí)立即將玻璃片罩在白煙上方，然后將玻璃片翻轉(zhuǎn)過來仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)玻璃片上有薄薄的一層固體，用手摸有滑膩感，這層固體用水洗不掉等，這些性質(zhì)和蠟燭物理性質(zhì)高度吻合，可以基本確定蠟燭熄滅時(shí)產(chǎn)生的白煙是石蠟小顆粒。針對第二個(gè)問題，學(xué)生經(jīng)過討論認(rèn)為：點(diǎn)燃蠟燭后在蠟燭火焰里可能有石蠟蒸汽。熄滅蠟燭時(shí)火焰里未燃燒的氣態(tài)石蠟迅速液化、凝固變?yōu)槭炐☆w粒漂浮在空氣中就能看到一縷白煙。于是學(xué)生找老師要來細(xì)玻璃管插在火焰底部，用火柴去點(diǎn)另一端出現(xiàn)了小火苗，學(xué)生興奮了，他們的猜想是正確的。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、觀察思維等過程得出正確結(jié)論，培養(yǎng)了學(xué)生思維的嚴(yán)密性和思維的批判性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、加強(qiáng)課外活動，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

組織和指導(dǎo)學(xué)生開展課外活動，對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，開闊知識視野、培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力，是大有裨益的。課外活動的形式多種多樣，而家庭小實(shí)驗(yàn)是最簡單、最有效的一種。因?yàn)榧彝?shí)驗(yàn)是在一個(gè)寬松的環(huán)境下進(jìn)行，沒有時(shí)間的限制，學(xué)生可以反復(fù)做，反復(fù)觀察，直到滿意為止。這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和獨(dú)立動手操作能力、觀察能力很有幫助。如在講完CO2的制取和性質(zhì)后，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：①如何證明雞蛋殼中含有碳酸鹽？②如何除去熱水瓶膽中的水垢？③如何利用一般家庭中常見的物質(zhì)制取CO2氣體等。每次家庭實(shí)驗(yàn)后，都組織學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)后的體會，互相取長補(bǔ)短，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識有很大的幫助。

四、利用綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識來源于永不滿足的好奇心和對科學(xué)的酷愛。學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)可通過探索性實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)練習(xí)來進(jìn)行。如在學(xué)完“CO2的制取和性質(zhì)”及“CO碳性質(zhì)”后讓學(xué)生設(shè)計(jì)一種“系列裝置”來制取并驗(yàn)證CO2的化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生經(jīng)過反復(fù)討論設(shè)計(jì)出多種不同裝置，但最典型的裝置莫過于如下裝置

裝置①制取CO2；裝置②證明CO2能與水反應(yīng)；裝置③④證明CO2與C反應(yīng)生成了CO；裝置⑤證明CO2能使石灰水變渾濁。最大亮點(diǎn)是學(xué)生利用CO性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明C還原CO2，由于C還原CO2沒有明顯現(xiàn)象，于是由增加了裝置④證明C還原CO2生成了CO。這一案例充分顯示出學(xué)生的及強(qiáng)的創(chuàng)新能力和嚴(yán)密的邏輯思維能力。因?yàn)榫C合實(shí)驗(yàn)極富有挑戰(zhàn)性，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，而同學(xué)們?yōu)榱颂角笾R，就必須通過規(guī)范的操作，仔細(xì)的觀察，認(rèn)真的思考，才能得出結(jié)論。教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用綜合實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽去想、去做。

綜上所述，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的最佳途徑。教師應(yīng)重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究，善于從教學(xué)及現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)掘創(chuàng)新元素，不斷地滲透到教學(xué)中，讓學(xué)生從簡單、機(jī)械的模仿的體驗(yàn)，到初品創(chuàng)新的快感，在享受成功的體驗(yàn)中觸動創(chuàng)新的靈感，成就教育的明天。