化學(xué)實驗與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

1、化學(xué)實驗與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)化學(xué)實驗與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。而化學(xué)實驗則是化學(xué)學(xué)科的靈魂, 化學(xué)實驗不僅是學(xué)生獲取直觀信息、認(rèn)識化學(xué)世界的窗口, 而且是幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)規(guī)律、形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識、提高各種能力的重要途徑，更重要的是化學(xué)實驗過程本身就是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的最佳途徑，是其他學(xué)科所不能替代的。本人在實驗教學(xué)過程中做了以下幾點嘗試，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力收到了較好的效果。運用化學(xué)史實中的實驗過程及現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識在教學(xué)過程中很多人都會提到一句話：“溫故而知新”。但由于受到許多因素的影響，有關(guān)化學(xué)史實的教學(xué)往往被很多老師所忽視。

2、然而，化學(xué)史就是一部不斷創(chuàng)新的科學(xué)史，是對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神很好的素材。通過對化學(xué)史實中某些實驗過程及現(xiàn)象的描述，可使學(xué)生們興趣盎然，極大的激發(fā)了學(xué)生動腦思維、動手實驗和渴望創(chuàng)新的積極性。例如，在學(xué)習(xí)空氣時，向?qū)W生介紹空氣的發(fā)現(xiàn)史；學(xué)習(xí)氫氣時，介紹 16 世紀(jì)中葉和 17 世紀(jì)的一些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某些金屬與酸（無強氧化性）反應(yīng)產(chǎn)生一種可燃性氣體- 氫氣的方法，在工業(yè)上雖無實用價值，但卻是實驗室制取少量氫氣的極為簡捷的方法；學(xué)習(xí)王水時，介紹丹麥著名物理學(xué)家波爾是怎樣巧藏諾貝爾金質(zhì)獎?wù)碌?；在學(xué)習(xí)磷時，介紹法國人布蘭特是怎樣發(fā)現(xiàn)磷的等等。二開展探究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神目前，中學(xué)化學(xué)教材中

3、的實驗多為驗證性實驗。驗證性實驗是用實驗來論證已學(xué)過的化學(xué)知識的正確性，在實驗中學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，這種實驗?zāi)Ｊ饺狈W(xué)生的思維能力、動手實踐能力、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而將教材中的某些驗證性實驗改為探究性實驗，可將學(xué)生帶入科學(xué)探索的情景中，使學(xué)生處于一種主動探索知識的興奮狀態(tài)，這對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神等方面所起的作用是驗證性實驗所無法替代的。例如，在講解 Fe(OH)2 的制備和性質(zhì)時，我就先告訴學(xué)生Fe(OH)2的顏色、狀態(tài)及溶解性，然后演示新制的FeSO4和NaOH容液的反應(yīng)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察，結(jié)果學(xué)生未能看到白色 絮狀沉淀，而看到的是灰綠色的沉淀。該現(xiàn)象立即

4、就會引起了學(xué)生的思考，此時我便及時地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索原因： 為什么要用新制的FeSO4容液？ 為何要將滴管插入試管 里溶液底部，慢慢地擠由NaOH容液？ 久置的NaOH容液中會溶解了什么物質(zhì)？當(dāng)學(xué)生通過認(rèn)真思考、分析得出FeSO4和Fe(OH)2易被空氣中的氧氣所氧化時，然后立即換 一瓶經(jīng)煮沸以除去氧氣的NaOH容液重新進(jìn)行實驗，再讓學(xué)生仔細(xì)觀察，結(jié)果觀察到的現(xiàn)象是：先得到白色沉淀，但過 一會兒就轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，隨后逐漸變?yōu)榧t褐色。這一現(xiàn)象又引起學(xué)生的疑問：怎樣才能使生成的 Fe(OH)2 被氧化的速率減慢呢？結(jié)果經(jīng)過學(xué)生一系列的思考、討論、比較以后，最后選用在FeSO4液面上滴加幾滴苯作保護(hù)層

5、，再將滴管伸入 試管底部，滴加煮沸過的NaOH容液，就得到了 Fe(OH)2白色沉淀并保持了較長的時間不變色。通過探究性實驗的開展，激發(fā)了學(xué)生主動積極探索的精神，增強了學(xué)生的自信，激活了學(xué)生的創(chuàng)新能力。三利用開放性實驗習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力開放性習(xí)題是指題目的設(shè)計是開放的，答案是靈活多樣的，只要答案是合理的，都是正確的。開放性習(xí)題的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)封閉性習(xí)題的挑戰(zhàn)，這類習(xí)題旨在鼓勵學(xué)生運用已有的知識和經(jīng)驗，對問題發(fā)表自己的見解，不同能力的學(xué)生可以從不同的角度、 不同的側(cè)面、 不同的范圍、 不同的層次去分析、去選擇解決問題的方法和途徑，學(xué)生答題的過程就是一個創(chuàng)新過程。利用開放性實驗習(xí)題，給學(xué)生提供

6、多角度考慮問題的機會，讓學(xué)生在解決問題的過程中體驗樂趣，領(lǐng)悟知識，感受成功的喜悅，從而激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，在分液漏斗中，用一種有機溶劑提取水溶液里某無色物質(zhì)時，靜置分層后，如果不知道哪一層是“水層”，試設(shè)計一種簡便的判斷方法。給出題目，讓學(xué)生根據(jù)自己已掌握的知識，并在我的適當(dāng)提示下認(rèn)真思考、仔細(xì)分析、比較后，學(xué)生們便給出了以下幾個合理簡便的方案： 方案一 取一只小試管，打開分液漏斗的活塞，慢慢放出少量液體（這是取樣檢驗的常規(guī)方法，后面表述用“取樣”）往其中加入少量的水。如果加水后，試管內(nèi)的液體不分層，則說明分液漏斗中下層是“水層”； 反之， 上層為“水層”。 方案

7、二 取樣，向其中加入少量的四氯化碳或苯，若試管中液體分層，則說明分液漏斗中的下層為“水層”；反之，上層為“水層”。 方案三 取樣，用膠頭滴管取少量待測液，滴2-3 滴到無水CuSO涸體上，觀察白色固體上是否有藍(lán)色由現(xiàn)，若有變化，則說明分液漏斗中下層為“水層”； 反之， 上層為“水層”。再如， 2019 年理科綜合能力測試的第 29 題第（4）問，我便先提出以下幾個問題以激發(fā)學(xué)生的思維：噴泉現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)滿足什么條件？引發(fā)噴泉實驗的原理是什么？怎樣才能引發(fā)裝置II 的噴泉？然后讓學(xué)生仔細(xì)思考、認(rèn)真分析，得出合理的方案： 方案一 用降溫的方法。即打開夾子，用浸過冰水的毛巾捂住燒瓶，使燒瓶內(nèi)氣壓減小到一定

8、程度，外界大氣壓產(chǎn)生的壓強將燒瓶中的水通過導(dǎo)管壓入燒瓶，使氨氣與水接觸，形成噴泉。 方案二 用升溫的方法。即打開夾子，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，使氨氣與水接觸，發(fā)生噴泉。四開展設(shè)計型實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 實踐是創(chuàng)新的搖籃，通過學(xué)生自己思考設(shè)計實驗，既可以培養(yǎng)學(xué)生動手動腦解決問題的能力，讓學(xué)生體驗到成功的喜 悅，又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。 例如，在鈉的氧化物性質(zhì)的教學(xué)中，我便要求學(xué)生根據(jù)反應(yīng)原理：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+才一個實驗來證明CO2與Na2O2是否反應(yīng)及反應(yīng)后生成的產(chǎn)物。實驗設(shè)計要求：（1）根據(jù)實驗原理選擇實驗所需的試劑、藥品； （ 2）確定實驗所需的裝置、儀器及連接順序； （ 3）盡可能保證實驗設(shè)計的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。這樣便迫使學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題、去查閱資料、去設(shè)計、去探索、去創(chuàng)新。布置任務(wù)后，給學(xué)生一段時間，讓他們?nèi)オ毩⑺伎?、查閱資料、設(shè)計實驗。然后再組織學(xué)生一起對他們提出的設(shè)計方案進(jìn)行分析、討論、比較設(shè)計方案的可行性和優(yōu)缺點等。選擇其中幾組方案由學(xué)生在課堂上進(jìn)行演示，對比較好的設(shè)計給予表揚，對于較差的設(shè)計則從其中找出“閃爍點”給予肯定，從而調(diào)動了各層次學(xué)生的創(chuàng)造積極性，并培養(yǎng)