實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課中培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新思維能力的方法初探

【摘 要】本文以教材“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”為例，通過讓學(xué)生閱讀編制報(bào)告、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)評(píng)比、交流展示、綜合分析、方案聚焦、開展實(shí)驗(yàn)等，初步探究在學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的方法。

【關(guān)鍵詞】教材實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新思維;方法探究;實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

《初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確提出，教師應(yīng)安排和組織學(xué)生至少完成8個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“勤于實(shí)踐，善于合作，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新[1]?！薄盎瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的精髓是創(chuàng)新，創(chuàng)新是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的本質(zhì)特征[2]?！币虼?，化學(xué)教師要激發(fā)學(xué)生的好奇心和想象力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，使學(xué)生敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。

1? ?問題提出

“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”是人教版教材上“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2”的內(nèi)容?！读x務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“精心設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]?！痹诘诹鶈卧罢n題2”和“課題3”的教學(xué)中，筆者開展了讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)二氧化碳的制取和收集裝置、預(yù)測(cè)二氧化碳的性質(zhì)和分組的實(shí)驗(yàn)，并完成了該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。而讓學(xué)生簡(jiǎn)單重復(fù)做該實(shí)驗(yàn)，他們會(huì)感覺枯燥無味。

現(xiàn)以“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2”為例談如何在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的方法：閱讀教材，轉(zhuǎn)化文本，多元表達(dá)→大膽質(zhì)疑，創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→變革教法學(xué)法，開展實(shí)驗(yàn)評(píng)比→交流問題，發(fā)散思維，展示不同設(shè)計(jì)→綜合分析，聚焦思維，選擇最佳方案→開展實(shí)驗(yàn)，分享成果。

2? ?教學(xué)實(shí)踐

2.1? 閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

課前要求學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告。讓各小組根據(jù)組員編制的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行交流討論，整合優(yōu)化討論內(nèi)容，提煉出小組最佳的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中，學(xué)生通過閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，書寫實(shí)驗(yàn)用品名稱，理解實(shí)驗(yàn)操作，預(yù)測(cè)、推理、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式。

讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式表達(dá)出來，并轉(zhuǎn)化為書面表達(dá)。讓學(xué)生從不同的角度表達(dá)同一事物，容易使他們形成多元性的創(chuàng)新思維。

2.2? 大膽質(zhì)疑，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

要求學(xué)生在編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上，找一找實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題，如實(shí)驗(yàn)不連貫;需要多次制取CO2;鹽酸用量較多;實(shí)驗(yàn)操作較繁雜;傾倒CO2使蠟燭熄滅的操作，容易失敗等。愛因斯坦說過：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要，因?yàn)榻鉀Q問題也許僅僅是一個(gè)教學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已。而提出新的問題新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！弊寣W(xué)生從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，從不同的角度審視實(shí)驗(yàn)，敢于質(zhì)疑，敢于向課本實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)，以懷疑和批判的態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，會(huì)使學(xué)生的求異思維得到培養(yǎng)。

要求學(xué)生在問題的基礎(chǔ)上，交流討論，明確改進(jìn)意圖，進(jìn)而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生提出可將多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置融合在一起，這樣能節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品，操作簡(jiǎn)單，便于觀察，現(xiàn)象明顯;也可用生活中的廢舊物品代替部分實(shí)驗(yàn)用品。美國(guó)“阿波羅”登月計(jì)劃總指揮韋伯曾指出：“阿波羅計(jì)劃中沒有一項(xiàng)新發(fā)明的技術(shù)，都是現(xiàn)成的技術(shù)，關(guān)鍵在于綜合。”學(xué)生若能綜合問題，并提出改進(jìn)意圖，整合改進(jìn)裝置，那么學(xué)生的創(chuàng)新思維能力就會(huì)得到培養(yǎng)。

2.3? 開展實(shí)驗(yàn)評(píng)比，變革實(shí)驗(yàn)教法學(xué)法

在學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)，提前告訴他們本次實(shí)驗(yàn)課的評(píng)比內(nèi)容，并在實(shí)驗(yàn)課開始前，公布實(shí)驗(yàn)評(píng)比規(guī)則。實(shí)驗(yàn)過程中，筆者利用手機(jī)拍攝了學(xué)生操作中存在的問題，并在比賽結(jié)束后一一點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

“適當(dāng)?shù)亻_展一些化學(xué)競(jìng)賽是激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣的有效手段”，而且“初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)最主要的是要?jiǎng)邮衷囈辉嚕瑒?dòng)腦想一想[4]。”這樣能讓學(xué)生保持高度的興奮和專注，并充分運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生鍛煉實(shí)踐應(yīng)用能力。有的學(xué)生為了取得好成績(jī)?cè)谡n前就摩拳擦掌，利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室練習(xí)基本操作。學(xué)生通過眼、耳、鼻、手等的直觀感知逐漸形成知覺，再上升到對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和裝置的表象、表征等認(rèn)識(shí)，最后達(dá)到靈活運(yùn)用，為自己創(chuàng)新能力的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.4? 質(zhì)疑與交流，展示不同設(shè)計(jì)

各小組代表交流本組發(fā)現(xiàn)的問題、解決的思路、改進(jìn)的意圖，展示自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置。

隨著知識(shí)的增加、自我意識(shí)的覺醒、思維獨(dú)立性和批判性的發(fā)展，初中生喜歡懷疑、爭(zhēng)論，不唯書、不唯權(quán)威，敢于提出不同的見解，“希望自己的個(gè)性為他人所理解，自己的人格能被別人尊重，自己的想法能夠被肯定”[4]。所以可利用學(xué)生的這些心理特征組織開展交流討論，讓學(xué)生在交流展示中善于聽取意見、尊重他人，在肯定自己的某些思路和設(shè)計(jì)的同時(shí)，也改善自己存在的問題，從而培養(yǎng)學(xué)生從多角度、多層次、多側(cè)面思考問題的能力。

2.5? 綜合分析，選擇最佳方案

學(xué)生經(jīng)過交流討論，分析對(duì)比了各組設(shè)計(jì)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，聚焦思維，改進(jìn)了其他裝置，最終設(shè)計(jì)出了新的實(shí)驗(yàn)裝置。他們?cè)O(shè)計(jì)了利用銅絲上沾有石蕊溶液的棉球來探究二氧化碳的密度以及與水的反應(yīng)，導(dǎo)管外的蠟燭熄滅不但可以證明二氧化碳不燃燒、不支持燃燒的性質(zhì)，還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿。整個(gè)裝置簡(jiǎn)單、實(shí)用。學(xué)生將其他小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置與自己組的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行對(duì)比，形成了自己對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的整體認(rèn)識(shí)，比較后選擇了設(shè)計(jì)更科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)裝置，從而掌握了擇優(yōu)選擇的收斂思維能力。

2.6? 開展實(shí)驗(yàn)，分享成果

讓學(xué)生再次動(dòng)手，完成實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)創(chuàng)造性勞動(dòng)帶來的愉悅，并分享快樂和幸福。這樣學(xué)生開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的興趣不但得到了充分滿足，而且還能激發(fā)他們對(duì)其他創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的渴求，并內(nèi)化為持久的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

3? ?教學(xué)反思

3.1? 中學(xué)生的創(chuàng)新思維能力不同于科學(xué)家

科學(xué)家的創(chuàng)新能力是指具有前無古人的獨(dú)到之處，在前人、常人的基礎(chǔ)上有新的見解、新的發(fā)現(xiàn)、新的突破，具有一定范圍內(nèi)的首創(chuàng)性和開拓性。而針對(duì)中學(xué)生來講，筆者認(rèn)為，只要是通過他們自己的實(shí)踐、觀察、分析、歸納所獲得的規(guī)律、解題思路以及對(duì)某些概念、定律、習(xí)題等的結(jié)論進(jìn)行延伸或推廣都可理解為創(chuàng)新。如教師可引導(dǎo)學(xué)生從不同角度表達(dá)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從而讓學(xué)生知道解答問題的方法不是單一的，可以從多種方案、多種途徑中去探索、去選擇、去解決。又如教師可引導(dǎo)學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生敢于質(zhì)疑，對(duì)疑難問題提出自己的思路和見解，通過自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作、主動(dòng)論證等回答了自己的質(zhì)疑。這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，又能使學(xué)生學(xué)得活、理解得深、記得牢，還能激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

3.2? 教學(xué)方式的創(chuàng)新帶動(dòng)學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新

教師的“教”是為學(xué)生的“學(xué)”服務(wù)的，要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)方式[1]。上海市特級(jí)教師、正高級(jí)教師關(guān)景雙說：“教法就是學(xué)法，學(xué)法是教法的影子。”教師創(chuàng)新教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式會(huì)隨之創(chuàng)新，其創(chuàng)新思維也會(huì)隨之得到培養(yǎng)。教師在實(shí)驗(yàn)課使用評(píng)比教學(xué)、合作教學(xué)、探究教學(xué)等教學(xué)方式，學(xué)生就會(huì)采取課前課中、線上線下、與同學(xué)交流等進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，與同伴合作交流、切磋評(píng)比。這樣學(xué)生的內(nèi)生動(dòng)力會(huì)得到激發(fā)，他們也會(huì)享受課堂教學(xué)方式變革帶來的愉悅。

3.3? 課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新促進(jìn)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新

一是學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，不唯師、不唯書，敢于質(zhì)疑、敢于變革、敢于探究;二是學(xué)生能主動(dòng)把化學(xué)與生活生產(chǎn)相聯(lián)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，用生活中的素材代替?shí)驗(yàn)器材，開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新;三是學(xué)生對(duì)課外實(shí)驗(yàn)有興趣，既能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)器材和生活器材的功能，去猜想、去設(shè)計(jì)，也能從不同的角度去試一試、做一做，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)失敗的痛苦和實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。

3.4? 實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰︼@著提高

從第六單元的學(xué)習(xí)和期末考試的成績(jī)看，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的成績(jī)優(yōu)于對(duì)比班，特別是實(shí)驗(yàn)班得分明顯優(yōu)于對(duì)比班。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識(shí)和名稱的書寫、儀器功能的理解、裝置的連接、操作現(xiàn)象結(jié)論的表達(dá)、實(shí)驗(yàn)的基本操作等明顯優(yōu)于對(duì)比班。

初中化學(xué)教材中的“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”是創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)方式、發(fā)展學(xué)生興趣、提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的極好素材和載體。但是，筆者認(rèn)為在教學(xué)中還要進(jìn)一步豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式、變革教學(xué)方式方法，從課內(nèi)實(shí)驗(yàn)延伸到課外實(shí)驗(yàn)、從化學(xué)實(shí)驗(yàn)延伸到生活實(shí)踐，從而讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)與自身息息相關(guān)的生活物品所富有的思考價(jià)值、創(chuàng)新價(jià)值、實(shí)驗(yàn)價(jià)值，自覺地增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究興趣。如果教師長(zhǎng)期堅(jiān)持，那么學(xué)生的創(chuàng)新思維必然會(huì)得到充分的培養(yǎng)和發(fā)展。

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[4]馬宏佳，汪學(xué)英.化學(xué)教學(xué)論（第一版）[M].南京：南京大學(xué)出版社，2014.

【作者簡(jiǎn)介】

李志全（1976～），男，漢族，重慶人，本科，中級(jí)。研究方向：中學(xué)化學(xué)教育教學(xué)。