探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)牛創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

鄧輝光

【摘 要】本文通過(guò)辨析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)系，指出現(xiàn)階段高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中存在的創(chuàng)新能力培養(yǎng)問(wèn)題，提出建立清晰的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，制定合理的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)步驟，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)措施

【中圖分類(lèi)號(hào)】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）02B-0147-02

根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)《化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》）中對(duì)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”核心素養(yǎng)的描述，就是在高中化學(xué)教學(xué)中“運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究;勤于實(shí)踐，善于合作，敢于質(zhì)疑，用于創(chuàng)新”?？梢?jiàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。逆向思維、創(chuàng)新能力也是提升學(xué)生化學(xué)水平的必要素養(yǎng)。《化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)化學(xué)課程教學(xué)是“重視開(kāi)展‘素養(yǎng)為本的教學(xué)”，教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)應(yīng)重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，不斷融入新要素、新手段來(lái)激發(fā)學(xué)生化學(xué)興趣，促進(jìn)學(xué)生在該門(mén)課程中的學(xué)習(xí)方式、思維、途徑的創(chuàng)新?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)具有理論性與實(shí)踐性統(tǒng)一的特點(diǎn)，無(wú)疑為創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了有利條件。

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的聯(lián)系

立足高中化學(xué)課程分析，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然屬于化學(xué)課堂的組成部分，但它不是一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)傳授體系，更不能把它看作是與理論課堂相對(duì)立的存在。傳統(tǒng)高中化學(xué)課堂教學(xué)模式下存在一個(gè)很明顯的認(rèn)知誤區(qū)，以教學(xué)空間為劃分依據(jù)，將化學(xué)課堂一分為二。其一是以傳授化學(xué)原理、定律、公式等基礎(chǔ)知識(shí)為主的理論課堂，也就是高中化學(xué)課堂教學(xué)的一般模式，教學(xué)空間為教室。其二是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作為主的實(shí)踐課堂，用于觀察和了解高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，包括梳理實(shí)驗(yàn)步驟、了解實(shí)驗(yàn)器材、總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律等，教學(xué)空間為實(shí)驗(yàn)室。這種一分為二的教學(xué)認(rèn)知，不僅否定了化學(xué)是一門(mén)自然科學(xué)的定位，也割裂了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的聯(lián)系?！痘瘜W(xué)標(biāo)準(zhǔn)》指出，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)是換一種方式去理解、掌握化學(xué)知識(shí)，它將碎片化的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)操作形式加以整合（如實(shí)驗(yàn)步驟），并利用直觀形式（如化學(xué)現(xiàn)象）呈現(xiàn)出來(lái)。要取得化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，單靠“照貓畫(huà)虎”的動(dòng)作模仿是不足以實(shí)現(xiàn)的。學(xué)生必須掌握必要的化學(xué)知識(shí)，并能夠?qū)⒒瘜W(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)操作。而從理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化的渠道并不是唯一的，這就為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供廣闊空間。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的問(wèn)題

客觀上分析，創(chuàng)新能力并不屬于學(xué)校教育下的顯性能力范疇，尤其高中化學(xué)自身的特殊性，在教學(xué)實(shí)踐中存在較多的顯性能力培養(yǎng)要求，如計(jì)算能力、推導(dǎo)能力、分析能力等，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比常規(guī)教學(xué)處于弱勢(shì)地位，進(jìn)一步削減高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果。據(jù)此，為謀求高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅要加強(qiáng)針對(duì)性引導(dǎo)，而且要明確問(wèn)題所在。

（一）化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視。教育理念是教學(xué)行為的先導(dǎo)。從現(xiàn)階段高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況分析，盡管《化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》明確了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性，但相應(yīng)的教育理念并未在實(shí)驗(yàn)教學(xué)層面形成，致使傳統(tǒng)教學(xué)方法仍然大行其道。進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)室之后，仍然沿用常規(guī)課堂教學(xué)方式，以教師講解為主。學(xué)生跟隨教師之后模仿實(shí)驗(yàn)操作，通過(guò)大量重復(fù)練習(xí)讓學(xué)生熟練掌握各種儀器使用方法、原料的使用規(guī)范。這是明顯的被動(dòng)式教學(xué)（學(xué)習(xí)）方式，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)沒(méi)有多大益處。同時(shí)，從高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織形式來(lái)看，實(shí)驗(yàn)被過(guò)度形式化，甚至儀式化。大部分學(xué)生在著手化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，并不能對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及注意事項(xiàng)等形成清晰的認(rèn)識(shí)。教師采用“分組實(shí)驗(yàn)”的組織方式，提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料、裝備、流程等，學(xué)生只需要按圖索驥即可，這無(wú)形中扼殺了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機(jī)會(huì)。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺乏對(duì)創(chuàng)新理念的重視，歸根結(jié)底是受到高考指揮棒的影響，答題正確、考試高分成為唯一的教學(xué)目的，而學(xué)生是否具有化學(xué)創(chuàng)新能力，并不被看作是化學(xué)教學(xué)任務(wù)。

（二）化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。前文中提到創(chuàng)新能力并不屬于顯性能力，這一論斷在化學(xué)、物理、生物等理科課程中尤為明顯，教師無(wú)法通過(guò)一段時(shí)間（如一學(xué)期、一學(xué)年）的培養(yǎng)就能清晰地看到效果，而計(jì)算能力、分析能力等這種顯性能力則可以通過(guò)卷面考試的形式清晰獲知。這種明顯對(duì)比之下，會(huì)造成教師傾向于易出成果的教學(xué)方式，如“填鴨式”“說(shuō)教式”教學(xué)法，由此造成化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“模仿動(dòng)作”現(xiàn)象，而不是主動(dòng)激勵(lì)學(xué)生去探索創(chuàng)新。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式造成的創(chuàng)新思維培養(yǎng)障礙主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，組織方面。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多以班級(jí)為基本單位，這種組織方式有利于教師統(tǒng)一管理、統(tǒng)一教學(xué)、統(tǒng)一指導(dǎo)，能夠保障教學(xué)效率。但是，學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是建立在學(xué)生個(gè)體差異之上的，包括基礎(chǔ)知識(shí)掌握差異、邏輯思維差異、問(wèn)題切入點(diǎn)差異等，更適合采用“一對(duì)一”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。由此，在班級(jí)組織規(guī)模下，教師面對(duì)學(xué)生“一對(duì)多”開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，很難滿(mǎn)足個(gè)體之間的有效互動(dòng)，從而限制了學(xué)生創(chuàng)新思維引導(dǎo)和創(chuàng)新活動(dòng)開(kāi)展。其二，資源方面。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)度依賴(lài)學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源，毫不夸張地說(shuō)，現(xiàn)行高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的多少、如何安排，主要依據(jù)化學(xué)教材中涉及的課程內(nèi)容，且以必修部分為主。這樣造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)視域狹隘，學(xué)生可接觸的化學(xué)器材、原料、方法等稀少，顯然不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

（三）化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)制度忽視創(chuàng)新性要素。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)制度普遍存在重結(jié)果而不重過(guò)程的弊端，如“焰色反應(yīng)”只關(guān)注最后燃燒的顏色、產(chǎn)物，制備氫氧化亞鐵的實(shí)驗(yàn)只關(guān)注最后的沉淀物特征，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程的評(píng)價(jià)相對(duì)模糊。但創(chuàng)新性要素又大多存在實(shí)驗(yàn)過(guò)程之中，這就容易限制學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主動(dòng)性、積極性。究其原因，一方面是因?yàn)槲覈?guó)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方面并未形成系統(tǒng)、完整的考核評(píng)價(jià)體系，大部分高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)并未列入高考序列，更不用提對(duì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的加分機(jī)制。另一方面，與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度有密切關(guān)系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更強(qiáng)調(diào)安全性、節(jié)約性，尤其化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要消耗一定教育成本，創(chuàng)新性要素勢(shì)必會(huì)增加資源消耗。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的策略

（一）建立清晰的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。立足高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體層次，教師應(yīng)建立適用于每一種實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。具體可按以下“三步走”實(shí)現(xiàn)。

第一步，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一性認(rèn)識(shí)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，高中化學(xué)理論課堂與實(shí)驗(yàn)課堂是高度一致的，理論、實(shí)踐只是相對(duì)存在，并在不同教學(xué)場(chǎng)景下存在主次之分，而不存在理論、實(shí)踐的絕對(duì)隔離。在常規(guī)課堂教學(xué)模式下，要注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的滲透，如根據(jù)公式、定理等銜接實(shí)驗(yàn)步驟、過(guò)程。相對(duì)應(yīng)的，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中也要強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的應(yīng)用，避免學(xué)生陷入照葫蘆畫(huà)瓢的單一模仿境地。

第二步，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新思維的喚醒和強(qiáng)化。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室環(huán)境后，倡導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，避免教師進(jìn)行過(guò)多的干預(yù)。但在各環(huán)節(jié)上，可給予學(xué)生一定的啟發(fā)，以此喚醒學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、強(qiáng)化創(chuàng)新思維，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中形成新的想法。

第三步，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新知識(shí)和創(chuàng)新技能的掌握和應(yīng)用。在一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)已經(jīng)操作過(guò)的實(shí)驗(yàn)步驟、過(guò)程、儀器等進(jìn)行反思，提出創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

（二）制訂合理的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)步驟。根據(jù)以上模式的構(gòu)思，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力至少要通過(guò)兩個(gè)課時(shí)實(shí)現(xiàn)，且兩個(gè)課時(shí)均是圍繞同一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展開(kāi)，具體步驟如下。

第一，實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。第一課時(shí)重點(diǎn)讓學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，形成直觀想象思維。例如，《物質(zhì)的分離與提純》實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生重點(diǎn)體驗(yàn)過(guò)濾、萃取、結(jié)晶、分液等操作技能，在混合物的提純、分離操作方面形成科學(xué)的邏輯順序。

第二，實(shí)驗(yàn)反思。第一課時(shí)結(jié)束之后，鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)“標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)”的優(yōu)勢(shì)、缺陷，以及可能存在的改進(jìn)之處，并將之作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的突破口。以《物質(zhì)的分離與提純》為例，讓學(xué)生反思不同分離方法的原理，通過(guò)對(duì)比總結(jié)適用范圍，例如“過(guò)濾和結(jié)晶”之間的差異，“結(jié)晶和蒸餾”應(yīng)該如何組合運(yùn)用。

第三，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新?；趧?chuàng)新的獨(dú)特性要求，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘生活中的現(xiàn)象，利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所掌握的知識(shí)、技能解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)對(duì)象上要盡量避開(kāi)教科書(shū)上的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣更能夠突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“顯性”成果。例如，化學(xué)教材上有關(guān)《物質(zhì)的分離與提純》實(shí)驗(yàn)都是基于試劑形態(tài)展開(kāi)的，如“氯化鉀和硝酸鉀固體混合物”。在現(xiàn)實(shí)生活中很少有機(jī)會(huì)看到這樣的“混合物質(zhì)”，可以將實(shí)驗(yàn)對(duì)象改為“糖水如何提純”“糖和鹽如何分離”等問(wèn)題。學(xué)生在課下進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)入第二課時(shí)之后進(jìn)行相關(guān)操作。教師將評(píng)價(jià)重點(diǎn)放在學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程上，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可適度放寬。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的絕佳途徑，而且是提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的必要手段。高中化學(xué)教師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、改進(jìn)教學(xué)方式、豐富教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)新能力提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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