化學實驗中設置問題情景，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力

摘要：通過一個關鍵性問題，引導學生運用科學的方法，同中求異，異中求同，使學生能從不同的角度進行獨立地分析和思考，進而使學生的創(chuàng)造性思維能力得到長足發(fā)展。

關鍵詞：科學；不同的角度；創(chuàng)造性思維能力

文章編號：1005－6629(2009)05－0023－03

學生對自然界的事物懷有好奇心，對還不懂的現(xiàn)象總喜歡問幾個為什么。教師應該愛護學生的這種精神，在教學中精心設置問題情境，給學生提供一個發(fā)散性思維的機會，創(chuàng)設一個能刺激學生發(fā)散性思維的環(huán)境，逐漸養(yǎng)成多方面、多角度認識和解決問題的習慣，從而達到培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力的目的。

學生的創(chuàng)造性思維主要是通過擴散性問題來激勵的。所謂擴散性問題，其典型特點是：對某一問題的解決你想到了哪些可能性？還有什么不同的想法？教師所追求的目標不是唯一的正確解答，而是使學生產生或提出盡可能多、盡可能新、盡可能前所未有的獨創(chuàng)的想法、見解和可能性[1]。

有一次我在做完“氨氣的制取和性質”實驗后，發(fā)現(xiàn)有不少試管炸裂，又聯(lián)想到“甲烷的制取和性質”實驗及初中學過的“氫氣、氧氣的制取”等實驗，試管都會有不同程度的損壞，感覺到這么多試管白白扔進垃圾箱很讓人心痛，但大部分師生對此都很漠視。我當時就突發(fā)奇想，給學生上一堂別出心裁的實驗課“設計廢試管的再利用實驗方案”，并按自己設計的方案進行實驗。

學生接觸這一題目的第一反應可謂千奇百怪：茫然、質疑、眉頭緊鎖、可笑甚至是不屑一顧，這既在意料之中也在意料之外，茫然、質疑、可笑甚至是不屑一顧是意料之中，試管破了既盛不住液體、固體也盛不住氣體，它怎么會再利用呢？這些破試管又不值錢，值得浪費那么多腦細胞嗎？眉頭緊鎖卻是出乎筆者意料之外的。我立即讓這幾位眉頭緊鎖的同學陳述一下他們各自的想法，大多是在回憶已學過的有關試管實驗，但說不出具體的實例，只有一位同學說出了有關廢試管的再利用的個例，這是我在講“硫化氫的制取和性質”實驗時講過的用廢試管、帯彎玻璃管的單孔橡膠塞、燒杯等組成的“固+液”簡易啟普發(fā)生器。我立即肯定和表揚了這位同學，其他同學也受到了鼓舞，情緒也逐漸高漲起來。此時，我又不失時機地進行了點撥：廢試管雖然炸裂、穿底或掉底，是不是可以想個法子彌補這些不足，使它仍具有試管的大部分功能呢？引導同學們順著這個方向去思考和設計實驗方案，然后又將同學們的實驗方案大體分類，再根據(jù)不同的實驗方案將全班分成若干個實驗小組，各小組先進行討論，弄清實驗原理后，選擇合適的實驗材料和實驗方法進行實驗。整個實驗從設計、安裝到結束大約用了20-30分鐘，實驗完畢后，我對幾種典型的實驗方案做了點評和點撥：為了消除思維定勢的消極影響，設計實驗方案時應不滿足于一條思路、一個模式、一種方法，應從多方面、多角度思考問題。

對具有代表性的三種設計方案及特點的評述如下：

1 簡易O₂制取裝置

1.1實驗裝置(見圖1)

1. 50 %鹽酸; 2. 250 mL燒杯; 3. 穿底廢試管; 4. 帶有玻璃彎管的單孔橡膠塞; 5. 蝴蝶止水夾K; 6.包有適量Na₂O₂粉末的石棉絨團; 7. CaCl₂; 8. 包有NaHCO₃粉末的棉團;9. 大理石; 10.碎玻璃或碎瓷片

圖1 簡易O₂制取裝置

1.2 實驗步驟

(1)先將適量的碎玻璃或碎瓷片裝入穿底大試管的最底層，再加入適量的大理石；

(2)先將脫脂棉平鋪開，往上面均勻撒適量碳酸氫鈉粉末后，再將其包成棉團塞如廢試管中大理石的上面；接著再裝入適量的無水氯化鈣；

(3)將包有適量過氧化鈉粉末的石棉絨團塞入廢試管中；

(4)塞入橡膠塞，將廢試管放到盛有50﹪鹽酸的燒杯中，用鐵夾固定好（鐵夾未畫出），然后打開K，住一會兒將帶有余燼的木條伸入集氣瓶口內，木條復燃；

(5)關閉K，一會兒后廢試管內的酸液被壓回燒杯，反應即可停止。

1.3 特點評述

(1)裝置簡單，便于操作；

(2)該裝置是受前面我們提到過的簡易啟普發(fā)生器的啟發(fā)而設計出的，可培養(yǎng)學生的知識遷移能力；

(3)廢試管的應用，收到了廢物再利用的效果，可培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀；

(4)藥品用量少且無環(huán)境污染，可培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。

2 H₂S和SO₂反應裝置

2.1實驗裝置（見圖2）

1.Ф20 mm×200 mm掉底支管試管（事先將其底部裁齊）；

2.帯直玻璃管的單孔橡膠塞；3.單孔橡膠塞；

4.Ф12 mm×70 mm廢小試管；5.蘸有濃氫氧化鈉溶液的棉團；

圖2 H₂S和SO₂反應裝置

2.2 實驗步驟

(1)按圖2將儀器安裝好, 并檢查裝置的氣密性;

(2)將事先準備好的H₂S和SO₂緩緩通入支管大試管中，不一會兒，在管壁上可見大量黃色硫附著，立即停止通入H₂S和SO₂氣體。(附著硫的儀器可用熱的石灰水洗滌)

2.3 特點評述

(1)裝置復雜，操作反復，需要兩套氣體發(fā)生裝置；

(2)用廢試管既做氣體的反應裝置，又做尾氣的吸收裝置，很有創(chuàng)意；

(3)廢試管的應用，可培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀和綠色化學意識。

(4)一器多用，可培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維能力。

3 NH₃的干燥和吸收裝置

3.1實驗裝置（見圖3）

1. Ф20 mm×200 mm掉底大試管（事先將其底部裁齊）；2.帯直玻璃管的單孔橡膠塞； 3.帯彎玻璃管的單孔橡膠塞； 4.疏松的棉團； 5. Ф12 mm×70 mm廢小試管；6.250 mL燒杯；7.堿石灰；8. 酚酞試液。

圖3 NH₃的干燥和吸收裝置

3.2 實驗步驟

(1)按圖3將儀器安裝好, 并檢查裝置的氣密性;

(2)裝入堿石灰：先將廢試管的一端用帯直玻璃管的單孔橡膠塞塞好，接著塞入一團疏松的棉花，然后用藥匙將適量堿石灰裝入，再塞入一團疏松的棉花，最后用帯直玻璃管的單孔橡膠塞塞入廢試管的另一端；

(3)按圖3將其余儀器連接好后，打開止水夾K，緩緩通入NH₃，不一會兒酚酞試液變紅，停止通入NH₃，1-2分鐘后在廢小試管內可見有一段水柱生成。

3.3 特點評述

(1)該裝置是受干燥管和漏斗可做氣體的干燥和吸收裝置的啟發(fā)而設計的，可培養(yǎng)學生的知識遷移能力和發(fā)散性思維能力；

(2)用廢試管做氣體的干燥和吸收裝置，頗具創(chuàng)意；

(3)廢試管的引用，收到了廢物再利用的效果，可培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀。

同學們聽了點評和點撥后個個躍躍欲試，余興未盡，紛紛發(fā)表自己的想法和見解，由于時間的關系，我讓同學們把這個問題帶到課后，再設計一個盡可能新、盡可能前所未有、獨創(chuàng)的實驗方案，新方案都無不迸射出智慧的火花，無一例外地滲透著創(chuàng)新意識，到下一節(jié)課時又按改進后的方案進行實驗，這次實驗時間大大縮短，有的小組從安裝到結束僅僅用了十幾分鐘的時間，實驗后我對改進后的實驗方案也做了詳細的點評（詳見：點評后的實驗方案及特點評述）。

點評后的有代表性的兩種實驗方案及特點評述

4Cl₂的性質檢驗裝置

4.1 實驗裝置（見圖4）

1. Ф20 mm×200 mm掉底大試管（事先將其底部裁齊）；2. 帯直玻璃管的單孔橡膠塞；3. 蘸有NaOH溶液的棉團；4.浸有飽和酸性高錳酸鉀溶液的濾紙條；5. 浸有飽和淀粉KI溶液的濾紙條；6. 浸有品紅溶液的濾紙條；

圖4 Cl₂的性質檢驗裝置

4.2 實驗步驟

(1)按圖4將2塞入1中，用鑷子依次將4，5，6從廢試管的另一端放入，最后將3塞入；

(2)緩緩通入Cl₂，2-3分鐘后濾紙條4（白色→紅棕色），5（白色→藍色），6（紅色→白色）分別發(fā)生顏色變化，從而體現(xiàn)氯氣的各種典型性質：4（氧化性），5（氧化性），6（HClO的漂白性）；

(3)該裝置還可檢驗H₂S和SO₂的特征性質，4，5，6處的濾紙條須根據(jù)氣體的不同而做相應變化。

4.3 特點評述

(1)裝置簡單，便于操作，現(xiàn)象明顯，成功率高；

(2)用廢試管既做性質的檢驗裝置，又做尾氣的吸收裝置，具有創(chuàng)新意識；

(3)廢試管的使用，收到了廢物再利用的效果，可培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展觀；

(4)藥品用量少且無環(huán)境污染；

(5)一器多用, 可培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。

5SO₂的發(fā)生和性質檢驗裝置

5.1實驗裝置（見圖5）

1.Ф20 mm×200 mm掉底大試管（事先將其底部裁齊，在靠近管口三分之一處燒制一凸出圓形）；2.單孔橡膠塞；3.長頸滴管；4.凹穴；5.蘸有濃NaOH的棉團；6. 浸有飽和酸性高錳酸鉀溶液的濾紙條；7. 浸有酸性品紅溶液的濾紙條；8.濕潤的藍石蕊試紙；9. 浸有飽和KI溶液的濾紙條。

圖5 SO₂的發(fā)生和性質檢驗裝置

5.2實驗步驟

(1)在凹穴4處加入少量固體NaSO₃, 在長頸滴管3里吸入65 %硫酸，塞緊橡膠塞2（事先應調節(jié)好長頸滴管3伸進試管內的長短，以便讓滴管的尖端正好處于凸出圓形4的上部），再將蘸有濃NaOH溶液的棉團塞入廢試管的另一端；

(2)然后擠壓膠頭慢慢滴入4-6滴65 %硫酸,即可發(fā)生反應并有SO₂氣體生成，2-3分鐘后濾紙環(huán)、試紙分別發(fā)生顏色變化，從而驗證相應氣體的各種典型性質；

(3)實驗現(xiàn)象：6（紫色→白色）， 7（紅色→白色），8（藍色→紅色），9（白色→紫黑色）；

(4)體現(xiàn)性質：6（還原性），7（漂白性），8（酸性），9（氧化性）。

5.3 特點評述

(1)裝置簡單，便于操作，藥品用量少，無環(huán)境污染，可培養(yǎng)學生的環(huán)保意識；

(2)便于比較和觀察氣體的性質和現(xiàn)象，且現(xiàn)象明顯，成功率高；

(3)廢試管既做氣體的發(fā)生裝置又做性質檢驗裝置，頗具創(chuàng)意，有利于培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維能力；

(4)廢試管的利用，收到了“變廢為寶”的效果，可培養(yǎng)學生的綠色化學意識和可持續(xù)發(fā)展觀；

(5)該裝置還可做H₂S、Cl₂、NO₂、C₂H₂等氣體的發(fā)生和性質檢驗裝置。

總之，學生在設計實驗方案時教師要適時做好引導，推薦查閱相關的資料，指導收集、處理相關信息的技巧和方法，不使他們過多地碰壁。但是，教師也不可一味包辦，要讓學生經受挫折，從中總結經驗教訓，不斷改進實驗，發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，發(fā)展學生的創(chuàng)造能力，鼓勵學生創(chuàng)新。當然，有時實驗不一定會取得令人滿意的結果，此時，教師要鼓勵學生通過合作學習，充分發(fā)揮集體的智慧，討論、分析實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，并通過思考找出解決問題的方法，進而使學生的創(chuàng)造性思維能力得到長足發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉寶國.開設實驗選修課培養(yǎng)學生發(fā)散性思維能力[J].化學教學.2006，（6）：3-4.