初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)初探

陳晶晶 姜建文

（江西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 江西 南昌 330022）

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在化學(xué)中，每種物質(zhì)、每條規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都有其堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它既是化學(xué)教學(xué)的重要基礎(chǔ)，又是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段。新課程標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)提到了空前的高度，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皠?chuàng)新意識(shí)。下面結(jié)合實(shí)例闡述初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的幾條途徑。

一、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以給學(xué)生提供有趣味性的感性材料，使學(xué)生對(duì)一些化學(xué)現(xiàn)象獲得明確、具體的認(rèn)識(shí)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，讓學(xué)生及時(shí)調(diào)整觀察方法，加強(qiáng)對(duì)自我的監(jiān)控，能更感性地認(rèn)識(shí)化學(xué)概念、規(guī)律，加深理解。

當(dāng)老師在“碳酸鈉與鹽酸”反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，按照課本中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察澄清石灰水變渾濁了，繼續(xù)通入二氧化碳，學(xué)生又會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)渾濁的石灰水又變澄清了，接著將澄清的石灰水加熱，學(xué)生又會(huì)驚呼澄清的石灰水又變渾濁了。學(xué)生在經(jīng)歷了這個(gè)“神奇的”變化過(guò)程之后，平時(shí)較難理解和記憶的“石灰石和鐘乳石的形成”也就迎刃而解了。再如：在“質(zhì)量守恒定律”這節(jié)課中，探究磷在氧氣中的質(zhì)量變化情況時(shí)，教科書(shū)中提出的實(shí)驗(yàn)方案為：將一小堆干燥的紅磷放在塞有橡膠塞錐形瓶中，將橡膠塞上的玻璃管放到酒精燈上灼燒至紅熱后，迅速塞緊錐形瓶，將紅磷引燃。紅磷的著火點(diǎn)為240℃，因此在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)失敗的概率較大，教師可以將實(shí)驗(yàn)中的紅磷換成白磷（著火點(diǎn)為40℃），這樣就大大地提高了實(shí)驗(yàn)的成功率。

對(duì)于一些不易觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，教師可以改單純的演示實(shí)驗(yàn)為師生合作實(shí)驗(yàn)。如“燃燒的合理利用與開(kāi)發(fā)”這節(jié)課中，探究除燃燒之外的化學(xué)反應(yīng)是否也有能量的變化時(shí)，熱量的變化不易觀察，教師給出實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生親自感受到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度的變化，獲得成功的喜悅。

教師也可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后按照學(xué)生設(shè)計(jì)出的合理方案進(jìn)行演示，提高學(xué)生的綜合能力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的感受和體驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生敢于提出自己的見(jiàn)解，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)散創(chuàng)新思維

愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)步的源泉。”因此，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)乃現(xiàn)代教育的靈魂。

現(xiàn)行初中化學(xué)教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多有探究性，但教材中有不少都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)性、探究性不強(qiáng)。將一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，更是培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新型人才的要求。我以“二氧化碳制取的研究”為例，說(shuō)明將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)的促進(jìn)以及對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。教師首先引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出幾種可能產(chǎn)生二氧化碳的的化學(xué)反應(yīng)方程式，讓學(xué)生判斷是否適合用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。學(xué)生一般能夠判斷得出正確的結(jié)果，對(duì)于個(gè)別學(xué)生有疑問(wèn)之處，教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示（如：碳酸鈉粉末和塊狀的大理石分別與稀鹽酸反應(yīng)）或予以講解；然后教師向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理，讓學(xué)生回憶已學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置，并出示課件，讓學(xué)生比較二氧化碳和氧氣的相關(guān)內(nèi)容，分析裝置的不同之處，再引導(dǎo)學(xué)生利用裁剪好的儀器模型和圖釘在泡沫板上拼出制取CO2的裝置圖，完成后分享結(jié)果，教師與學(xué)生一起分析探討。別出心裁地應(yīng)用“拼圖游戲”這種視覺(jué)媒體，學(xué)生在化學(xué)課堂上一般會(huì)很少見(jiàn)到，這樣既節(jié)省了學(xué)生在頻繁的組裝儀器過(guò)程中的時(shí)間，而且偶爾換一種課堂學(xué)習(xí)的方法也能使學(xué)生增添不少的新鮮感，提高他們對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情，從老師新奇的設(shè)計(jì)中可以讓他們認(rèn)識(shí)到只要肯動(dòng)腦，就會(huì)有驚喜。學(xué)生設(shè)計(jì)出的裝置雖然不盡相同，但是都可以成功地制取到二氧化碳，教師再讓學(xué)生比較他們?cè)趦x器的選擇的不同之處，并讓學(xué)生判斷各種儀器之間是否可以相互替換。教師指出，上述裝置相互替換后可以裝配出多套發(fā)生裝置，那么二氧化碳制取裝置的確定對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)也就 “水到渠成” 了； 同樣，遺留的問(wèn)題——選取“用碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳”的裝置與“用雙氧水和二氧化錳反應(yīng)制取氧氣”的裝置——也就不攻自破了。在做了一系列準(zhǔn)備之后，選用一套實(shí)驗(yàn)裝置開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，并邊實(shí)驗(yàn)邊引導(dǎo)學(xué)生探究出二氧化碳的收集和驗(yàn)滿方法。至此，學(xué)生就不難歸納出實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法了。

在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，教師起到了很好的引導(dǎo)作用并創(chuàng)設(shè)了很好的問(wèn)題情境，大大提高了課堂效率和學(xué)習(xí)效率，并能成功的發(fā)散學(xué)生的思維，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力奠定了良好的基礎(chǔ)；培養(yǎng)發(fā)散性思維品質(zhì)，不僅可以使人看到事物的表面屬性，更能讓人看到不易被人察覺(jué)的隱藏屬性，而創(chuàng)新思維往往來(lái)源于對(duì)事物隱藏屬性的認(rèn)識(shí)。

三、增加動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐

義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究活動(dòng)，有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力……在實(shí)踐中不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。”陶行知也曾說(shuō)過(guò)：“解放學(xué)生的大腦，讓他們多想一想；解放學(xué)生的雙手，讓他們多做一做；解放學(xué)生的嘴巴，讓他們多說(shuō)一說(shuō)；解放學(xué)生的眼睛，讓他們多看一看；解放學(xué)生的空間，讓他們多動(dòng)一動(dòng)?！钡拇_，通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，可以讓他們感受到研究化學(xué)并不神秘，從而調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，主動(dòng)性，養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。這樣還有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，知識(shí)遷移能力和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，增強(qiáng)學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性。

1．增加定量型實(shí)驗(yàn)

定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的主要手段之一，它對(duì)于學(xué)生科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的培養(yǎng)尤為重要，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效手段?？茖W(xué)研究的過(guò)程通常從提出問(wèn)題、收集證據(jù)、提出假說(shuō)、檢驗(yàn)假說(shuō)到最終形成結(jié)論。如在“質(zhì)量守恒定律”這節(jié)課中，教師可提出問(wèn)題：為什么蠟燭燃燒后質(zhì)量會(huì)變小了呢？ 為什么鐵刀放置一段時(shí)間后質(zhì)量會(huì)增加呢？ 對(duì)于這兩個(gè)問(wèn)題，學(xué)生踴躍提出猜想，并根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)儀器及藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。盡管學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中難免會(huì)有疏漏之處，但是通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)后的探討，學(xué)生不難找出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足之處，再通過(guò)教師引導(dǎo)就不難得出“質(zhì)量守恒定律”。又如，在“多角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化”這節(jié)課中，教師先走進(jìn)歷史，介紹拉瓦錫定量研究化學(xué)變化的史實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生歸納研究化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系的方法，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就可很快從宏觀及微觀方面得出化學(xué)變化中各物質(zhì)或微粒的變化關(guān)系，并能初步從定量角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化。在實(shí)驗(yàn)中引入電子天平，既方便直觀，也可以讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)方法不是一成不變的?？梢?jiàn)，定量實(shí)驗(yàn)?zāi)芡ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直觀地展現(xiàn)化學(xué)事實(shí)，為學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)規(guī)律、并最終對(duì)創(chuàng)新能力的形成起促進(jìn)作用。有研究表明，增加中學(xué)化學(xué)定量型實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)研究過(guò)程都起到了極好的作用，定量實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)中的廣泛應(yīng)用必將為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供良好的平臺(tái)。

2．增加家庭小實(shí)驗(yàn)

教師布置課后實(shí)驗(yàn)或結(jié)合新教材 “家庭小實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容，積極組織或指導(dǎo)學(xué)生做好小實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察，勤于思考，勇于實(shí)踐的習(xí)慣。如：在“水的凈化”這節(jié)課后，教師讓學(xué)生用空塑料瓶、膨松棉、紗布、活性炭等自制簡(jiǎn)易凈水器；用鉛筆芯自制潤(rùn)滑劑；在學(xué)習(xí)“二氧化碳的性質(zhì)”后，教師鼓勵(lì)學(xué)生回家用所學(xué)知識(shí)給家人制備汽水； 用樹(shù)葉和氫氧化鈉溶液制作各式各樣的葉脈書(shū)簽……做一些課后小實(shí)驗(yàn)既很好地鞏固了課堂知識(shí)，提高了動(dòng)手能力，又提高了知識(shí)的運(yùn)用能力，同學(xué)們忙得不亦樂(lè)乎。

教師要盡量和家長(zhǎng)保持溝通，共同鼓勵(lì)學(xué)生做好這些小實(shí)驗(yàn)，并有目的地在教學(xué)中加以指導(dǎo)、評(píng)比，讓學(xué)生切實(shí)地感受到化學(xué)知識(shí)來(lái)自生活又運(yùn)用于生活，養(yǎng)成學(xué)生做一做、想一想的習(xí)慣，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新思維能力。

四、鼓勵(lì)“變廢為寶”，應(yīng)用創(chuàng)新成果

朱正元教授曾積極倡導(dǎo)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”。課程標(biāo)準(zhǔn)中也指出：增強(qiáng)安全意識(shí)，逐步樹(shù)立珍惜資源、愛(ài)護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展觀念。因此，“變廢為寶”，既有助于解決實(shí)驗(yàn)儀器、藥品的短缺問(wèn)題，又可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力以及節(jié)約和環(huán)保意識(shí)。隨著生活水平的不斷提高，被遺棄的廢棄塑料瓶、醫(yī)療廢料等到處都能找到，將這些物品進(jìn)行消毒處理后用于做中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，既實(shí)現(xiàn)了廢物利用，且安全環(huán)保。如可以用廢舊塑料瓶代替試管、燒杯、集氣瓶、漏斗等，用廢棄的眼藥水瓶代替滴管，用飲料吸管或靜脈輸液導(dǎo)管代替導(dǎo)管，用一次性針筒代替量筒，用墨水瓶改裝成酒精燈……教師可以鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)腦，多動(dòng)手，自己制作實(shí)驗(yàn)裝置，然后在實(shí)驗(yàn)課上利用自己制作的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如教師讓學(xué)生用自制裝置做二氧化碳的制取與性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)）。這樣沒(méi)有了教師的限制，學(xué)生就能夠充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使自己的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到極大的提高。通過(guò)對(duì)創(chuàng)新成果的應(yīng)用，能夠讓學(xué)生感受到自己為學(xué)校節(jié)省開(kāi)支、為保護(hù)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)，達(dá)成了學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)，使學(xué)生的創(chuàng)新精神高漲。

創(chuàng)新能力是社會(huì)的進(jìn)步、組織的發(fā)展、個(gè)人的成長(zhǎng)中最永恒、最強(qiáng)大的不竭動(dòng)力。要通過(guò)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，就需要廣大化學(xué)教師跟上時(shí)代的步伐，積極對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行思考，培養(yǎng)出越來(lái)越多的具有高創(chuàng)造能力的人才，為祖國(guó)及化學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

［1］ 中華人民共和國(guó)教育部．義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）［S］．北京：北京師范大學(xué)出版社，2011

［2］ 劉知新．化學(xué)教學(xué)論［M］．北京：高等教育出版社，2009：191－213

［3］ 王川，劉勇，李樹(shù)偉．淺議在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中增加定量型實(shí)驗(yàn)的意義［J］．化學(xué)教育，2012，（4）：66－68

［4］ 盛錫銘．變廢為寶 巧做實(shí)驗(yàn)［J］．高中數(shù)理化，2011，（8）：64

［5］ 張英波．高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新研究［D］．河北師范大學(xué)，2009