實驗課堂中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識

孫文平 閏秀茹

化學(xué)的發(fā)展起源于實驗、依賴于實驗，化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)中有效的教學(xué)形式，可有效幫助學(xué)生獲取化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標準》（2017年版）（以下簡稱“課標”）中指出”通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強化科學(xué)探究意識，促進學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力?！睆娬{(diào)化學(xué)實驗的作用，以此作為啟迪學(xué)生科學(xué)思維、培養(yǎng)學(xué)生探究能力和情感態(tài)度價值觀的重要手段。中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點應(yīng)該是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，強調(diào)科學(xué)知識、實踐技能與社會發(fā)展需求三個方面的關(guān)系。在新版的《課標》中，科學(xué)探究被認為是改變學(xué)生傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的一個重要突破口，明確提出“活動探究”的具體模式，如觀察、調(diào)查、參觀、資料收集、閱讀、討論、交流、辯論、實驗等。實驗是化學(xué)科學(xué)的重要基石，實驗是化學(xué)問題解決的重要手段實驗，是科學(xué)探究的重要途徑。

一、運用引導(dǎo)演示實驗法，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力

演示實驗是訓(xùn)練學(xué)生思維的重要途徑。2010年全國新課標卷Ⅱ第28題第（5）小題第②問考查鋅粒與稀硫酸反應(yīng)一段時間后金屬的顏色，考生多數(shù)答為銀白色，若教師在平時教學(xué)中進行演示實驗或引導(dǎo)學(xué)生進行分組實驗，學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)此時的金屬應(yīng)該為灰黑色;再如2018年全國新課標卷I第題26醋酸亞鉻的制備是源于教材氫氧化亞鐵的制備。所以在平時教學(xué)中應(yīng)該盡可能多的做演示實驗，若有條件進行學(xué)生分組實驗，讓學(xué)生從演示實驗的現(xiàn)象中所獲得的感性材料，進行“由表及里、由此及彼”的思考和分析，實現(xiàn)由感性到理性的飛躍。

開始在做演示實驗時，要有明確的實驗說明，說明本次實驗的理論支持，要說明怎么做。如實驗室制取氨的演示實驗，首先師生應(yīng)該根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析采用什么發(fā)生裝置;其次應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析氨可能含有什么樣的雜質(zhì)，并根據(jù)氨和雜質(zhì)的性質(zhì)，提出應(yīng)該如何除去這些雜質(zhì)及除雜應(yīng)該選擇的實驗裝置;再次根據(jù)氨的物理和化學(xué)性質(zhì)來選擇收集氨的裝置;最后根據(jù)氨的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)解決剩余氨處理的方法。這樣一來，學(xué)生就從根本上理解了實驗的現(xiàn)象和內(nèi)容，以后在遇到類似的氣體制取實驗時，就懂得基本步驟。物質(zhì)的制備應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生圍繞著所制備的物質(zhì)性質(zhì)進行有針對性地進行思考，展開思維活動，培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力。

二、通過設(shè)計實驗。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神

化學(xué)科學(xué)探究是指為了能積極主動地獲取化學(xué)科學(xué)知識，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進行的各種活動。通俗地說，就是讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題.主動去尋找答案，而不是被動地接受知識?？茖W(xué)探究重在探索的過程，而不是只注重答案本身。在學(xué)生的化學(xué)知識結(jié)構(gòu)基本形成后，可根據(jù)他們已初步掌握的實驗理論和技能，設(shè)計一些實驗習(xí)題，最好是課本的實驗改進或課后習(xí)題的改編，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案和實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和科學(xué)探究精神。

例如：在學(xué)習(xí)人教版必修一第四章第四節(jié)《氨硝酸硫酸》中硝酸的性質(zhì)時，可要求學(xué)生設(shè)計有關(guān)一氧化氮的制取和性質(zhì)的實驗方案。并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題后再進行設(shè)計：

1、實驗室用什么試劑制取NO氣體？（考查實驗原理：銅和稀硝酸）

2、根據(jù)原理采用什么發(fā)生裝置、收集裝置和尾氣處理裝置？（考查實驗儀器，圓底燒瓶、分液漏斗）

3、設(shè)計實驗操作步驟及先后順序（考查實驗操作，氣體制備一凈化一收集一尾氣處理）

4、根據(jù)NO的性質(zhì)在實驗中應(yīng)該注意哪些？（例如如何防止氧氣與一氧化氮反應(yīng)，能否用排氣法收集一氧化氮等等）如何處理突發(fā)事件？

學(xué)生經(jīng)過思考，相互交流，可能會有不同的實驗設(shè)計方案，可以讓學(xué)生去實踐，并比較各自方案的優(yōu)缺點，提出具體的實驗設(shè)計方案，然后進行學(xué)生演示。而教師在此過程中進行思維訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生提高認識，提高學(xué)生思維品質(zhì)。

教師要鼓勵學(xué)生對課本上的實驗、習(xí)題或歷年高考、模擬題中的實驗題進行設(shè)計。這種形式即能鞏固學(xué)生的理論知識，又能提高學(xué)生設(shè)計實驗的能力，可以進一步提高學(xué)生的探究能力。

三、運用興趣實驗激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識

創(chuàng)新能力是學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和源泉，在高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要善于運用實驗鼓勵學(xué)生提出問題、表達自己的想法，具有質(zhì)疑精神，積極展開思維活動，逐步提高創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

如在氫氧化亞鐵的制備實驗教學(xué)中引導(dǎo)了學(xué)生對現(xiàn)象進行分析，提出如何長時間觀察到白色沉淀，學(xué)生從理論分析到實驗驗證，小組同學(xué)進行交流借鑒，最終師生合作，提出方案設(shè)計方向如下：（1）將溶液中的溶解氧去除（配制的蒸餾水經(jīng)過煮沸去氧）（2）有效避免空氣溶解（避免懸空滴入溶液，油膜隔絕）（3）制造還原性氛圍（可利用H2，加入保險粉連二亞硫酸鈉等）（4）電化學(xué)法（注意電解質(zhì)溶液的選擇）等，在2018年全國新課標卷I中醋酸亞鉻的制備就考查了學(xué)生的創(chuàng)新意識，與氫氧化亞鐵的制備創(chuàng)新實驗很相似。

生活中處處有化學(xué)，可以設(shè)計生活小實驗，如學(xué)生可以設(shè)計實驗研究廢舊電池中的成分，研究雞蛋殼的成分，研究土壤成分，研究河水成分，研究鋼鐵銹蝕的現(xiàn)象并提出如何進行防護，研究對室內(nèi)甲醛的檢測，研究化妝品中某項化學(xué)品成分等。通過這些實驗的研究活動，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，了解化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用，積極展開實踐活動，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題，提高學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。

總之，化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在教學(xué)中應(yīng)該多創(chuàng)造條件設(shè)計實驗，并鼓勵學(xué)生創(chuàng)新實驗方案，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識，全面提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。