浅谈化学实验教学中学生创新能力的培养.doc

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浅谈化学实验教学中学生创新能力的培养

化学是一门以实验为基础的科学，化学实验是化学的基础和灵魂，它在培养学生的科学态度，训练学生的科学思维方法，特别是完善学生的创新思维和培养学生实践能力，具有独特的功效。

因此，如何在中学化学教学中对学生实施创新精神、创新思维和创新能力的培养，已成为当前我们化学教师研究的一个重要课题。

笔者仅就在化学实验教学中，学生创新能力的认识及培养作一些探索。

一、明确实验教学目标，树立创新意识

中学化学教学大纲中要求“培养和发展学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力，引导学生学习科学方法，提高学生的科学探究能力；激发学生自主学习的热情，使学生体验科学探究的乐趣”。

为了充分发挥实验教学在培养学生创新能力中的作用，教师在实验教学中必须理解学生创新能力的内涵，树立教学的创新意识。

基础教育中的“创新”是指在学习人类已有知识的同时，模拟其发现过程，并进行科学研究方法和科学态度的教育。

它的创新能力是指学生的一种自我发现和自我超越能力，是学生群体对自然规律及学科研究方法进行学习和探索的一种综合能力。

在化学学科中，学生的创新能力应是包括对化学知识的认知能力，分析和解决化学问题的构思能力，寻找掌握知识，解决问题方法的新颖性和奇特的应变能力以及独创的实践能力。

创新能力的培养，是面对全体学生的创新潜能进行启动和培育。

因此教师在实验教学中力求做到：

1、应加强实验教学的民主性。

充分发挥学生在教学中的主体作用，积极引导学生在课堂上畅所欲言，提倡学生对实验过程的现象、结果以及实验的操作要求提出自己的看法，鼓励学生对教师的讲课内容或课本上的讲解提出质疑，营造一个宽松的课堂气氛和民主环境。

激发，培养学生的创新精神，促进学生创新思维的形成。

2、教师应努力唤起学生在学习上对知识技能的独立思考的向往。

鼓励学生自己设计实验操作程序或对课本上实验操作步骤进行部分修改，在教师指导下进行实验；可以自己寻找试剂、仪器的代用品，在教师指导下进行实验，这样学生就会感到自己真正掌握了学习的主动权；教学过程中教师应注意使用启发式，不能用结论来代替学生的思维过程。

这样学生才能独立思考，不受拘束地探索，他们就可以享受到学习的乐趣，从而激发起学习的主动性和积极性。

3、教学中应保护学生的创新积极性。

对学生的评价要起到激励学习愿望，萌发创新之念的作用，对于在教学中提出自己的意见、看法的学生，首先要鼓励，其次要认真客观地分析，哪怕学生提出的问题是错误的，也要肯定学生的积极性，不能让学生感到有压力，而是让其感到只要发表了自己的看法，就会有收获，就会有进步。

此外，教师还可以通过增加实验设计，布置课外实验等办法，激发学生的创造精神。

总之，教师应有意识地把创新思维用于化学教学实践中，让学生在化学实验中感悟创新过程，达到创新能力培养的目的。

二、实施开放性实验教学，培养创新能力

在化学实验教学中，教师有了创新观念，那么又如何在实验中培养学生的创新能力呢？

笔者经过教学实践，认为首先教师应有意识地培养学生的创新意识，其次进行化学实验题的开放式改编和训练，提高学生的思维品质，再次鼓励学生讨论设计实验，培养学生的创新和实践能力。

1、创设实验开放式情境，培养学生的创新意识。

创新意识的培养，也就是推崇创新，追求创新。

在化学教学中，教师应设计不同的教学情境，让学生观察化学实验或联系生产生活的实际，发现问题，并组织他们实践、讨论、寻找解决问题的方法和途径；利用学生对某些问题的争议和不同看法，创设导致与学生认知冲突的化学情境，激化他们意识中的矛盾，驱使他们调动已有的经验，提出各种可能的假想，并做多方论证，积极思维，认真实验而得到合理的结论，这样使学生从中体验到科学探究和发现的乐趣，激发学生的创新意识。

例一、在演示氯气的实验室制法时，教师可增加下列问题：

㈠用固体MnO2和浓盐酸反应制Cl2，①可用常见的三种制取气体装置中的哪一种？

为什么？

②能否用其它的反应原理制取氯气？

为什么？

③能否用其它试剂或药品代替MnO2或浓盐酸？

为什么？

㈡实验结束时，①多余的Cl2，应如何处理？

能否直接排入空气中？

②可以用哪些装置进行余气吸收？

能否设计更好的尾气吸收装置？

③若分别用NaOH溶液或石灰水吸收哪一种效果更好？

为什么？

㈢假如实验过程中最后收集不到氯气，则实验失败的原因可能有哪些？

为什么？

例二、在演示无水乙醇与钠反应的实验时，㈠设计无水乙醇与钠反应和乙醇溶液与钠反应，让学生观察现象，比较剧烈程度，然后再提出问题：

为什么后者剧烈？

㈡反应后分别滴加酚酞试液，让学生观察两种液体颜色变化，再提出问题：

乙醇钠溶液变红色，说明什么问题？

㈢如何将98%的酒精加工成所需的无水乙醇？

下列试剂中（无水氯化钙、浓硫酸、氧化钙、无水硫酸铜），不能选用的试剂是什么？

最好的试剂是什么？

为什么？

在对问题探讨的基础上，要求学生拓宽思路，设想甚至想象，目的在于尽可能通过讨论和实验，使学生从中体验到科学探究和发现的乐趣，从而激发学生的创新意识，只有在强烈的创新意识引导下，学生才可能产生强烈的创新动机，树立创新精神，才能充分发挥创新潜能和聪明才智，释放创新激情。

2、通过创意实验设计，营造创造空间，培养创新思维

实验设计是教师对实验教学内容进行总体规划过程，或者是学生根据自己所学的化学知识和技能，独立或在教师的启发指导下，灵活并创造性地对所提出的问题寻找解决方案。

在设计实验的过程中，学生主体参与意识强，思维异常活跃，创造潜能得到了开发，当他们根据所设计的方案完成了实验时，便会产生成功的愉悦感，从而使创新意识和创新兴趣得到了强化，创新能力就得到了提高。

所以在化学实验教学中，教师通过不失时机地设置疑惑，制造悬念，营造强烈的问题情境，引导学生通过实验进行积极的探索，这对促进其手脑结合和创新能力的培养是大有益处的。

例如：

Cu与浓HNO3反应的实验，按教材的要求完成实验，产生的NO2易污染空气，为了减少污染，可设置下列问题并讨论，①请同学们设计当实验现象明显时，若要及时停止反应，可采用什么方法？

为什么？

学生经过讨论提出多种方法：

如加水冲稀；用冷水冷却试管；将试管中的混和物迅速倾倒入水槽中或倾倒入NaOH溶液中；将铜及时拿出等。

显然加水冲稀是违背实验原则的，用冷水冷却不能停止反应，而将Cu及时取出并迅速投入NaOH溶液的方法是可行的，但试管中的铜片如何取出？

有没有使操作简单易行的铜片代替品？

又是一个问题，再让学生讨论，最后得到答案是将一根一端绕成螺旋状的铜丝代替铜片。

这样，如果要立即使反应停止，只要把铜丝拉出试管即可。

②将一根铜丝插入到微热的稀硝酸中，在接近液面上方容易产生红棕色气体，干扰实验现象，为什么？

如何设计实验才能明显观察到试管内的无色气体呢？

学生会动脑思考，讨论得出在插入铜丝前先加入少量的NaHCO3固体把空气排出试管，或先将燃着的木条伸入试管中直至熄灭，除去试管中的氧气的结论，再提出问题，以上方法哪种较好？

学生讨论得出用NaHCO3较好。

通过实验教学设计，引导学生通过手的操作，眼的观察，脑的思维得出正确的结论，充分地培养了学生思维的严密性和思维的批判性，从而提高学生的创新能力。

所以教师在实验教学中应有意识地进行创新实验教学的思维导向，这是知识点学习和创新能力培养之所在，也是今后实验教学研究的重点。

其实，学生创新能力的培养，主要通过探索性实验和实验练习使学生领悟如何进行知识、思维、能力的转换，以基础学科知识去应对千变万化的实际问题，例如在演示氨气的喷泉实验时，可提出下列问题：

①  氨气的喷泉实验，可否用稀盐酸代替水？

为什么？

②  能不能用CO2和NaOH溶液或氯气和NaOH溶液作喷泉实验，为什么？

③  可否不利用化学反应而产生喷泉现象？

为什么？

④  若用浓酒精；汽油和水；铁块和稀盐酸做喷泉实验，应如何设计装置？

⑤若不用胶头滴管时，使氨气和氯化氢气体与水同时做双喷泉实验，应如何设计装置？

（a）（b）

让学生自己设计实验方案，逐一认真实验，仔细观察实验现象，认真记录，并进行归纳总结得出正确结论：

下边气压大于上边气压，且有足够的压强差。

如上例中④学生会利用喷泉原理。

使浓酒精；汽油和水，分别盛在连有导管的密闭容器中，加热产生蒸汽形成压强差，从而形成喷泉；并设计出合理的装置。

如上图（a）（省略加热装置），对于⑤学生通过讨论也能设计出如上图（b）的装置。

这样的实验教学，培养了学生的创新精神，丰富了学生的思维，学生的创新能力也得到进一步的加强。

综上所述，化学实验为培养学生的创新思维和创造能力提供了最佳环境。

它对学生都有很强的感染力，能激发学生的创造动机，在学生心里上播下了创新的种子。

因此，教师应重视化学实验的教学研究，增强创新的教学意识，把实验知识，实验方法与实验操作与培养学生创新能力有机地结合起来，调动学生的多种思维因素，鼓励学生思维的独创性，使他们始终处于不断探索的情境之中，主动实验，仔细观察，积极思考，这样，学生的创新能力就能得到更好的提高。