在化學實驗中培養學生的創新能力
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作者: 張智勇
摘 要： 實驗是化學的靈魂，是化學的魅力所在，是激發學生不斷產生探求化學奧秘的極大興趣的主要源泉。實驗教學能幫助學生形成化學概念、獲得化學知識和實驗技能，培養觀察能力和動手能力，還有助于培養實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學的學習方法。
關鍵詞： 化學實驗 學生實驗能力 培養
新的中學課程改革倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式，強調發展學生科學探究能力，培養學生的創新精神和實踐能力?；瘜W是以實驗為基礎的自然科學，化學實驗是進行科學探究的主要方式，是學習化學、實現科學探究的重要途徑?；瘜W實驗能力是化學科學探究最重要、最基本的能力。探究性實驗活躍了學生思維，開發了學生潛能，很多時候學生表現出來的能力，超出了教師的預想，學生真正成為了實驗教學的主體。在高中化學課程中，化學實驗是十分重要的教學內容，同時，它又是新課程倡導的教學方法和學習方式，對于學生掌握化學知識和技能，提高科學素養有極其重要的作用。在教學中，教師應注意做好學生化學實驗能力的培養。為了充分體現化學實驗的功能，新課程除了在其他各模塊中加強了對實驗的教學要求外，還專門設置了“實驗化學”選修模塊。本文提出了在新課程理念下教師應如何培養學生的化學實驗能力。
一、重視實驗的預習和實驗前的講課
化學實驗涉及的理論和常識比較多，而且化學實驗往往有一定的危險性，未經預習肯定是不能進入實驗室做實驗的。實驗預習，就是培養學生養成實驗前查清資料、擬好計劃和做好相關準備的良好實驗習慣的過程。只有先預習，才能做到實驗前心中有數，對可能發生的情況有足夠的心理準備和措施的準備。因此，教師應通過提問、抽查等方式檢查學生的預習情況。
在實驗前進行簡短的講課是非常必要的，但講課時間不能過長以免影響學生實驗的完成。教師在實驗課上，不能就實驗內容講實驗操作，甚至把實驗步驟等詳細地寫在黑板上讓學生抄，與實驗相關的知識卻一概不講。應該介紹一些和實驗相關的操作技巧、化學常識、安全方面的知識。這樣，學生的思維能力、動手能力就得到應有的訓練。
二、激勵學生進行實驗設計，培養學生的創新能力
進行實驗教學的前提是寫好化學實驗方案。化學實驗方案是根據實驗的目的、要求和步驟，運用相關的理論知識對實驗進行的一種細致的計劃。實驗方案是實驗不可缺少的部分，它對實驗有著重要的指導意義。一個正確、詳細、合理、周密的實驗方案，往往能使實驗取得事半功倍的效果。因此在教學中，教師引導學生積極自主設計實驗方案對于培養創造性人才具有深遠的意義和不可估量的作用。例如：在學習過濃硫酸的性質后，可以讓學生設計實驗證明銅與濃硫酸反應后氣體的成分；在學習過氫氧化鋁的兩性及水解的有關知識后，可以讓學生設計以鋁屑為原料制備氫氧化鋁的實驗方案等。
在化學實驗教學中，學生自主設計實驗方案法的運用，使學生的學習方式發生了改變，對培養學生的思維能力有很大幫助，主要表現在以下幾點。
?。ㄒ唬┦箤W生對化學學科產生濃厚興趣，激發學生探索的欲望。在教學中實施學生自主設計實驗方案法以來，使原本呆板、零碎的化學知識變得生動有趣，極大地激發了學生探索的欲望。
?。ǘ┯兄谂囵B學生的觀察能力和實驗操作能力。在教學過程中，讓學生自己動手做自己設計的實驗，極大地激發了他們的實驗熱情，同時培養了他們的觀察能力和實驗操作能力。
（三）使學生學會了探索問題的方法。在現代社會，科學技術突飛猛進，知識量呈幾何方式增長，學校教育無法將全部知識傳授給學生，終身教育就成為當代教育的一個重要特點。為了實現終身教育，人們必須具備自我教育的能力，必須掌握一定的學習方法。
三、變演示實驗為探究性實驗，培養學生的創新能力
在演示實驗時，精心設計，將演示實驗設計為探究性實驗，創設問題的情境，挖掘學生學習的內在潛能，培養他們學習的興趣和創造的愿望，使學生沿著正確的思路去分析和研究，培養學生的思維能力和動手能力。
如：在演示鈉與水反應的實驗時，我是這樣進行的：
首先創設問題的情境，激發學生學習興趣。
鈉能與水反應嗎？將鈉塊投入水中是浮還是沉？滴有酚酞試液的水的顏色有何變化？接著進行實驗探究。學生通過觀察，得到實驗現象：浮、球、游、嘶、紅。討論后成功地得出：鈉的密度比水小，鈉與水反應是放熱反應，以及反應生成了氫氧化鈉和氫氣等結論。
這些知識都是通過學生自己的觀察、思考所得的，印象會很深刻，而且整個過程始終是從實驗出發進行探究，在教師的指導下邊實驗、邊觀察、邊討論，揭示產生各種實驗現象的原因，讓學生真正成為學習的主人，很好地培養了學生的創新精神。
四、利用實驗的教學功能，創設生動活潑的教學情景
化學是一門以實驗為基礎的學科，化學老師在教學中要充分利用實驗的教學功能，借助集色、態、味、光、聲于一體的化學實驗（如爆炸實驗、焰色反應、噴泉實驗、鋁熱反應、銀鏡反應等）對學生產生的極大的吸引力，積極創設生動活潑的教學情景，輔以恰當的誘導，做好“修路”和“鋪路”工作，以求達到激發學生學習化學的興趣，發展學生的科學思維的目的。如在講解NH3、HCl產生噴泉實驗的相關知識時，在學生理解、掌握噴泉實驗產生的原理的基礎上，可鼓勵學生分組自行設計不用滴管擠水而產生噴泉實驗的方法并實驗論證。學生經過組內的熱烈討論和各組間相互點評，能得出很多方法：有的采用熱毛巾捂熱燒瓶內易溶氣體，使氣體體積膨脹，經玻璃導管與燒杯內水接觸而產生噴泉；有的采用密閉的廢棄塑料飲料瓶代替敞口的燒杯，通過擠捏塑料飲料瓶使瓶內水位上升，接觸燒瓶內易溶氣體而產生噴泉；更有學生提出用兩個蒸餾燒瓶，一個集滿NH3，一個集滿HCl，兩個蒸餾燒瓶的支管用帶夾子的乳膠管相連，實驗時，打開夾子，使兩瓶氣體混合反應產生固體顆粒而使瓶內氣壓減小，產生兩個噴泉，等等。這樣，通過學生的分組討論互動和上臺實驗演示，既活躍了課堂的教學氣氛，又激發了學生的強烈的求知欲；同時教師還可結合學生的設計方案，加以恰當誘導，能很自然地引出難溶于水的氣體通過化學反應產生噴泉（如NaOH和CO2的反應噴泉等）及“雙噴泉”的有關知識，使學生的認知得到提高和深化，發展了學生的科學思維。
五、讓學生廣泛參與實驗，培養學生的動手實踐能力和創新精神
化學是一門以實驗為基礎的自然學科，長期以來，學生對化學中的實驗也是最感興趣的。因此，在教學過程中，我們盡可能多地創造條件，讓學生動手去做實驗，在動手的過程中，自己去發現、去探索、掌握相關內容。在教學中，我們把課本上一些簡單、安全的演示實驗改為邊講邊實驗或學生分組實驗；同時，課堂上鼓勵學生大膽上臺演示實驗；有時還根據教材內容讓學生自己動手動腦參與實驗設計、實驗探究等。除此之外，課余我們還對學生開放化學實驗室，讓學生在教師指導下，自由做一些探索性實驗。整體看來，學生在積極參與實驗的過程中，主體參與意識強，思維異?；钴S，創造潛力也得到了開發，收效良好。
六、重視實驗后的分析
化學實驗是由實驗準備、實驗過程、實驗結果等構成的統一體，學生的實驗能力不僅表現在實驗結果的準確率上，更多地體現在實驗過程中。由于諸多原因，學生在實驗中也許沒有獲得預期的結果，實驗不會次次成功，但應引導學生如實分析失敗原因并安排重做，以培養學生實事求是的學習態度。
在實驗教學中，只要我們教師懷著強烈的責任感，注意探索實驗教學的規律，啟迪學生的學習興趣，營造一種輕松、和諧的教育氛圍，便能為學生的動手能力、想象力、創造力、思維能力的全面提高創造有利的條件，從而使知識與能力同步增長，把素質教育落在實處。
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