在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

梁日富

摘 要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)中如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，已成為越來越多的化學(xué)教師關(guān)注的問題。教師要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，充分利用教材中的趣味素材，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和逆向思維。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)情境；創(chuàng)新思維

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，其最大特點(diǎn)是讓學(xué)生觀察的機(jī)會多，動手、動腦思考的機(jī)會多。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)和發(fā)展有著重要的作用。在化學(xué)教學(xué)中，作者采用以下方法，就提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力這一論題作了初步的探討。

一、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

知識是在一定的情境中產(chǎn)生的，學(xué)生學(xué)到知識后，要將知識轉(zhuǎn)化為能力，需要對情境有深刻的理解?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供一個(gè)真實(shí)而完整的問題情境，使學(xué)生產(chǎn)生求知的需要，并通過合作學(xué)習(xí)和主動探索，親身經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、形成問題到解決問題，即獲得“真知”。在教學(xué)過程中，教師通過創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

例如，在講授二氧化硫性質(zhì)時(shí)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)命題：

實(shí)驗(yàn)（1）：把二氧化硫氣體通入盛有品紅溶液的試管里，觀察品紅溶液紅色褪去。把試管加熱，再觀察，溶液紅色又顯示出來。

實(shí)驗(yàn)（2）：把氯水滴入盛有品紅溶液的試管里，觀察品紅溶液紅色褪去。把試管加熱，再觀察，溶液始終不顯示紅色。

問：從實(shí)驗(yàn)（1）（2）中你能得出哪些結(jié)論？如果改用雙氧水或臭氧替代氯水做上述對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果又如何？顯然，這組實(shí)驗(yàn)一方面可以引發(fā)學(xué)生正向思維，聯(lián)系氯水的漂白性原理，另一方面也可以激發(fā)學(xué)生逆向思維，推斷二氧化硫與品紅發(fā)生了可逆反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，受熱又分解出二氧化硫，其反應(yīng)可表示為：SO2+品紅=無色物質(zhì)+Q（熱量），這不僅為探索SO2的漂白性提供了豐富的感性材料，而且易于激發(fā)學(xué)生對H2O2、O3的漂白性原理的主動探索研究，也為以后學(xué)習(xí)可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡原理的教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、變驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)為探究式實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

在教學(xué)過程中，教師可根據(jù)教材內(nèi)容特點(diǎn)，把一些驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)通過創(chuàng)設(shè)問題情境變?yōu)樘骄渴綄?shí)驗(yàn)，模擬發(fā)現(xiàn)知識的過程，使學(xué)生了解科學(xué)家怎樣認(rèn)識世界，怎樣解決需要探索的問題。例如，銅與稀硝酸反應(yīng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，由于反應(yīng)生成的NO極易被空氣中的O2氧化生成紅棕色的NO2氣體，學(xué)生難以觀察到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過對實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)（如下圖），就可以克服上述缺點(diǎn)。打開分液漏斗活塞，用稀硝酸裝滿U型管，將管內(nèi)空氣排除，然后關(guān)閉活塞進(jìn)行反應(yīng)，生成的NO氣體將稀硝酸排入右端的漏斗中，避免了生成的NO氣體與空氣中O2接觸的可能，而且將NO氣體的制備與性質(zhì)融為一體。學(xué)生既可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)的主要產(chǎn)物一一無色微溶于水的NO氣體和藍(lán)色的硝酸銅溶液；當(dāng)打開分液漏斗的活塞時(shí)，又可演示NO與O2反應(yīng)生成紅棕色NO2氣體，避免了NO2氣體對空氣形成污染，且該裝置能重復(fù)使用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，既彌補(bǔ)了書上實(shí)驗(yàn)的不足，滿足了學(xué)生渴望成功的心理，又提升了創(chuàng)新能力。

三、充分挖掘?qū)嶒?yàn)中的趣味性素材，延伸學(xué)生的創(chuàng)新思維觸角

興趣是最好的老師。教師可利用興趣這個(gè)“催化劑”來激發(fā)學(xué)生探求化學(xué)知識的欲望。

例如，檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子，先將黃紙剪成一朵花的形狀，然后將黃紙用硫氰化鉀溶液浸濕，晾干后備用。實(shí)驗(yàn)時(shí)向玩具打水槍內(nèi)注入氯化鐵溶液，再用水槍向一張普通黃紙射擊，以示槍內(nèi)無紅色物質(zhì)。最后向花瓣射擊，結(jié)果花瓣呈現(xiàn)一片紅色，頓時(shí)，學(xué)生們興趣大增。這個(gè)實(shí)驗(yàn)留給學(xué)生的印象極深，充分調(diào)動了學(xué)生思維的積極性，使學(xué)生處于一種興奮的狀態(tài)，在輕松愉快的情境中掌握了知識，創(chuàng)新思維也得到了培養(yǎng)。

實(shí)踐證明，學(xué)生的求知欲一旦被激發(fā)，對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，對問題的思考就變得饒有趣味，學(xué)習(xí)就不再是沉重的負(fù)擔(dān)。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)大都具有知識性、趣味性兼?zhèn)涞奶攸c(diǎn)，注意利用這些特點(diǎn)，挖掘?qū)嶒?yàn)中的趣味性素材，有利于教師活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生對問題思考的興趣，從而在寬松、活潑的課堂氛圍中提高了課堂效率。

四、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題所提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生在學(xué)得的化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能技巧的基礎(chǔ)上，選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案來解決問題的過程。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生掌握一定的化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能，還要求他們靈活地、創(chuàng)造性地綜合運(yùn)用這些知識和技能。

例如，以測定CaCO3純度為課題，具體要求學(xué)生按化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式，寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材及藥品、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對實(shí)驗(yàn)時(shí)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論。布置任務(wù)后，給學(xué)生一段時(shí)間讓他們獨(dú)立思考，再組織學(xué)生一起分析、討論，比較設(shè)計(jì)方案的可行性、優(yōu)缺點(diǎn)等。選擇優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，由學(xué)生在課堂上演示，讓學(xué)生通過思考、討論、實(shí)驗(yàn)、分析等環(huán)節(jié)，自己解決問題，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的主要形式之一，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不斷探索創(chuàng)新教育的有效途徑，使學(xué)生始終處于不斷探索的情境中，學(xué)生的創(chuàng)新思維能力將得到有效的發(fā)展。

五、培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維

逆向思維是相對于順向思維而言的，它屬于發(fā)散思維的范疇，是從事物的側(cè)面或反面，于一般習(xí)慣思維和初級思維的相反方向來思考分析問題，因而是一種高于順向思維的思維方式。在教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生逆向思維能力的培養(yǎng)，有利于發(fā)展學(xué)生的智力，使學(xué)生思維更加靈活、廣闊和深刻把知識學(xué)活、學(xué)深、學(xué)透。思維與人的雙手一樣，右手使用得多就比左手要靈活和有力。經(jīng)常地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，就能培養(yǎng)和提高學(xué)生的智力（包括逆向思維能力）。

化學(xué)中有一些意義相關(guān)的概念，它們是圍繞某一問題從不同角度、不同方面研究探討而產(chǎn)生的，互為矛盾的各個(gè)側(cè)面（或?qū)α⒚妫?，如離子化合物與共價(jià)化合物、極性分子與極性鍵、電解與電離、氧化與還原、中和反應(yīng)與水解反應(yīng)等。在教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生對比分析它們的異同，指出它們的內(nèi)涵與外延。要從培養(yǎng)逆向思維出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生探討其“可逆性”，即逆向敘述時(shí)是否成立，使學(xué)生明確化學(xué)中運(yùn)用逆向思維推理的前提和條件。

六、注重實(shí)驗(yàn)過程要點(diǎn)分析，努力拓寬學(xué)生的思維空間

每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都蘊(yùn)涵著科學(xué)的思維過程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是展示知識綜合運(yùn)用的過程教學(xué)，這主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的目的，裝置的設(shè)計(jì)，儀器、藥品的選擇，操作的順序，以及實(shí)驗(yàn)的環(huán)保、安全問題等。因此，課堂上主要是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)的思路，讓學(xué)生的思維觸摸到其中的知識內(nèi)涵，特別是通過實(shí)驗(yàn)過程要點(diǎn)的分析，拓寬學(xué)生的思維空間。例如，在學(xué)習(xí)苯酚的性質(zhì)時(shí)演示苯酚與溴水的取代反應(yīng)，怎樣才讓學(xué)生體會到課本上“向盛有少量苯酚稀溶液的試管里滴入過量濃溴水”的原因呢？可以請幾個(gè)學(xué)生演示這一實(shí)驗(yàn)，觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。為了引導(dǎo)學(xué)生找到原因，往試管里繼續(xù)滴加苯酚，學(xué)生發(fā)現(xiàn)沉淀消失了。這樣，無需作任何的解釋，學(xué)生自己就能領(lǐng)悟到三溴苯酚沉淀易溶于有機(jī)溶劑，也就明白了上述實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)是什么。受這一實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，在遇到除去苯中混有的苯酚雜質(zhì)這樣的問題時(shí)，也就不會出現(xiàn)用溴水這樣的錯(cuò)誤了。再如，在做銀鏡實(shí)驗(yàn)時(shí)，配制銀氨溶液是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。演示時(shí)向AgNO3溶液中滴加稀氨水時(shí)溶液變渾濁，學(xué)生是理解的，但再逐滴滴入稀氨水后，溶液立刻又變?yōu)槌吻?，學(xué)生則感到意外：怎么又澄清了？澄清之后為什么就停止滴加稀氨水？學(xué)生的認(rèn)識和思維空間亟待拓展。因此，教師有必要分析實(shí)驗(yàn)過程：

Ag+＋NH3·H2O＝AgOH＋NH4+

AgOH＋2NH3·H2O＝〔Ag（NH3）2〕++OH-＋2H2O

可知所得銀氨溶液是堿性的，而在堿性溶液中醛的還原性較強(qiáng)，這正有利于實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)。這樣學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然，既拓寬了思維空間，對實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)也有了更為深刻的認(rèn)識。

總之，在化學(xué)教學(xué)中，教師要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)開展教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生接受新知識的重要載體，因此，教師要把實(shí)驗(yàn)作為啟發(fā)興趣、探索問題、闡述內(nèi)容、解釋原因、歸納總結(jié)的重要依據(jù)和手段。教師要針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的知識水平設(shè)計(jì)問題，提出的問題既要聯(lián)系學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，又要給學(xué)生營造帶有刺激性、挑戰(zhàn)性的問題情境，讓學(xué)生親自去探索問題。同時(shí)，在科學(xué)理論的基礎(chǔ)上提出假說，設(shè)計(jì)佐證假說的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得出科學(xué)的、正確的結(jié)論，再回到實(shí)踐中去進(jìn)行檢驗(yàn)和拓展，發(fā)現(xiàn)新問題，解決新問題，得出新結(jié)論，周而復(fù)始以至無窮，每一循環(huán)都使學(xué)生的認(rèn)識水平和實(shí)踐能力達(dá)到高一層次，使創(chuàng)造思維能力得到提煉和升華。通過一系列實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)探究的訓(xùn)練，能打消學(xué)生對創(chuàng)造的神秘感，有利于磨礪學(xué)生的創(chuàng)造思維意識，優(yōu)化學(xué)生的創(chuàng)造思維品質(zhì)，使其掌握創(chuàng)造思維的基本技法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)造能力。

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（電白縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)）