運(yùn)用化學(xué)探索實驗 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

探索性實驗是指人們?yōu)榱颂街骂I(lǐng)域、認(rèn)識新事物，運(yùn)用推測、假設(shè)和構(gòu)想然后通過驗證其成敗的一種手段。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，實驗教學(xué)是很重要的一環(huán)，它有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造性思維。那么，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中，如何有效地運(yùn)用探索實驗來培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維呢？通過近幾年的化學(xué)教學(xué)實踐，我談?wù)勛约旱木唧w做法。

一、 加強(qiáng)模仿探索訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維品質(zhì)和思維模式

傳統(tǒng)的實驗多數(shù)情況下是讓學(xué)生做老師教過的實驗，重復(fù)教師演示過的實驗，但模仿探索訓(xùn)練不同，它必須體現(xiàn)先仿后創(chuàng)，仿中創(chuàng)新。

1.提出問題，傳授方法

例如在復(fù)習(xí)鹵素中溴水褪色的反應(yīng)機(jī)理時，在要求學(xué)生提出實驗方案前，引導(dǎo)分析溴水的成分，與鎂反應(yīng)時可能產(chǎn)生的現(xiàn)象，現(xiàn)象與結(jié)論的關(guān)系，然后幫助設(shè)計實驗方案，即教給學(xué)生在已知和未知之間如何架設(shè)橋梁的方法。

2.制定設(shè)想，提出方案，實驗驗證

例如溴水中含溴、氫溴酸、次溴酸、水等成分。

Br2+H2O=HBr+HBrO

則可能有

Mg+Br2=MgBr2（A）

Mg+2H+=Mg2++H2↑（B）

兩個反應(yīng)均可能使溴水褪色，故反應(yīng)機(jī)理有三種可能：（1）只發(fā)生（A）反應(yīng)；（2）只發(fā)生（B）反應(yīng)；（3）（A）（B）反應(yīng)同時發(fā)生。那么只需在溴水中加入鎂粉振蕩，觀察現(xiàn)象（有無氣泡產(chǎn)生）即可初步確定為哪一種情形了。實驗驗證后得知：溴水褪色過程中只是一開始產(chǎn)生極少量的氣泡。排除了（A）（B）單獨(dú)發(fā)生的情形。

3.分析總結(jié)，獲取新知，提出新問題

若（A）反應(yīng)單獨(dú)發(fā)生，應(yīng)無氣泡。若（B）反應(yīng)單獨(dú)發(fā)生，氣泡應(yīng)連續(xù)產(chǎn)生直至溴水褪色。而實驗表明氣泡只是一開始產(chǎn)生少量，所以結(jié)論是（A）（B）反應(yīng)同時發(fā)生，并以（A）為主。在成功體驗的基礎(chǔ)上，此時進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生“怎樣確證反應(yīng)是以（A）為主”，以激發(fā)繼續(xù)進(jìn)行深入的探索。

在此基礎(chǔ)上，可讓學(xué)生模仿探索鎂與氯化銨溶液反應(yīng)，鋅與硝酸銅溶液反應(yīng)等的機(jī)理，以培養(yǎng)他們科學(xué)探索的態(tài)度和方法，增強(qiáng)思維的變通性和靈活性。

二、 引導(dǎo)學(xué)生自主探索訓(xùn)練，全面提高他們的創(chuàng)新思維能力

自主探索的主體是學(xué)生，教師的作用是“導(dǎo)”，即把握探索的大方向，不能讓學(xué)生的探索帶有隨意性和盲目性，而是具有針對性和可操作性。教師要注重引導(dǎo)學(xué)生的理論探索，明辨是非，以期達(dá)到選擇最佳探索實驗方案的目的。

1.啟發(fā)思維，鼓勵學(xué)生提出問題

例如在《膠體》一節(jié)教學(xué)中，先讓學(xué)生寫出碘化鉀溶液和硝酸銀溶液反應(yīng)方程式：AgNO3+KI=KNO3+AgI↓，接著提出問題：是否在任何情況下兩者反應(yīng)都能產(chǎn)生沉淀呢？帶著這個疑問，我要求學(xué)生閱讀膠體制備內(nèi)容，隨后演示了AgI膠體制備實驗。學(xué)生在得到出乎意料的結(jié)論后，都在思考沒有出現(xiàn)沉淀的原因。此時我因勢利導(dǎo)，提醒他們：“AgI為什么不沉淀下來？請從反應(yīng)條件分析回答，并設(shè)法證明你的推理?！?/p>

學(xué)生積極討論，各抒己見，產(chǎn)生了兩種合理的假設(shè)：（1）若用濃度更大的碘化鉀和硝酸銀反應(yīng)會有沉淀生成出現(xiàn)渾濁；（2）若用更多的硝酸銀溶液會有沉淀。接著讓學(xué)生演示：1mol·L -1的碘化鉀溶液10ml與1mol·L -1的硝酸銀溶液8—10滴反應(yīng)；0.01mol·L -1碘化鉀與0.01mol·L -1硝酸銀溶液等體積混合。實驗結(jié)果均有沉淀或渾濁，符合學(xué)生自己的猜想，學(xué)生們?yōu)樽约旱募僭O(shè)得到驗證而很興奮，更增添了他們探索問題的信心和熱情。

2.誘導(dǎo)探求，合理設(shè)計和評價解決問題的方案

在學(xué)生的問題提出以后，教師適當(dāng)引導(dǎo)分析，為制定設(shè)想、提出假設(shè)和實驗方案作參考依據(jù)，把握實驗過程的操作安全。在我演示實驗室制取乙烯的實驗時，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并產(chǎn)生疑惑，燒瓶內(nèi)的殘留物為什么會變黑，是否有新的黑色物質(zhì)生成？此時我就啟發(fā)他們：肯定有新物質(zhì)生成，但不知是什么物質(zhì)，為什么有這種物質(zhì)生成，此外是否會產(chǎn)生影響乙烯純度的物質(zhì)，怎樣用實驗論證。這樣就激起了大家強(qiáng)烈的興趣和欲望，有好幾位學(xué)生提出想要驗證其中有關(guān)的副產(chǎn)物。在課外活動時，我就幫助他們分析了其中可能的產(chǎn)物，讓他們思考設(shè)計方案，分析實驗中可能出現(xiàn)的不安全因素等。經(jīng)過幾輪相互間討論，形成了一套初步方案。

（1）單質(zhì)碳驗證：將反應(yīng)殘留液用水稀釋后靜置傾去上層液體，再用水洗滌，將其過濾，觀察是否得到黑色固體。

（2）單質(zhì)碳被氧化驗證：制乙烯裝置中，接上兩只盛品紅溶液的洗氣瓶，觀察第一只是否褪色來驗證二氧化碳，觀察第二只是否褪色來驗證二氧化碳是否已被完全吸收，第三只洗氣瓶接上盛澄清石灰水的洗氣瓶用以驗證是否有二氧化碳生成。

我看了方案以后，提出了幾個需要注意的問題：殘留液用水稀釋怎樣進(jìn)行？得到的黑色固體為什么肯定是碳？品紅溶液洗氣瓶為什么要用兩只？經(jīng)過逐步評價和推敲不存在實驗危險后，我讓學(xué)生根據(jù)詳細(xì)的操作步驟進(jìn)行動手實驗，直至得到滿意效果。

在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)過程中，要根據(jù)實驗的內(nèi)容、目的和學(xué)生的實際，充分挖掘和擴(kuò)充探索性實驗，以對容易混淆、模糊不清概念和問題進(jìn)行實驗探索。只有這樣，才可能通過探索性實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高他們自主創(chuàng)新的能力，達(dá)到教學(xué)相長的目的。