摘要：培養學生的創新能力，化學學科有著得天獨厚的條件?；瘜W實驗則是培養學生創新能力的有效途徑。本文談談在新課程理念下，在化學實驗教學中如何培養學生的創新能力所進行的實踐與思考。

關鍵詞：化學實驗 創新能力 探究性實驗 實驗設計

培養學生的創新能力，化學學科有著得天獨厚的條件。因為化學是一門實驗性很強的學科，化學實驗教學由于生動、直觀、有趣、具有探究性等優勢，在培養學生動手操作能力、激發學生對化學學習的濃厚興趣、促進創造性思維的發展，樹立科學的思維方式等方面具有獨特的作用。因此，在新課程理念下，如何改革化學實驗教學，如何利用化學實驗來培養學生的創新能力，本人通過幾年的教學實踐，認為可從以下三方面入手：

1、演示實驗的改進創新

創新教育需要創造性的教與學。演示實驗是化學教學中被廣泛應用、最有成效的教學形式。教材的實驗設計及操作方法雖然經過反復驗證，但實際操作中仍存在一些不足，需要對某些實驗進行改進。實驗改進本身就是在想象的基礎上進行的一種創新。通過改進實驗常?？梢栽鰪娧菔緦嶒灥男Ч?，為培養學生的觀察力提供了更為鮮明直觀的感性材料，吸引學生進入創新的殿堂，并能激發學生獨立思考和創新思維。教師創新演示實驗，不但能使學生掌握有關化學知識，而且更起到一個培養示范作用，從而培養他們不迷信課本，敢于用科學的方法進行創新的精神，激活創新意識，進而達到培養學生創造能力的目的。

例如：高一化學中的焰色反應，常用鉑絲或鐵絲進行實驗。但由于酒精燈火焰呈黃色，鉀火焰須隔鈷玻璃才能觀察到，且除銅元素外，其它焰色難以分辨，現象不明顯，此時可向學生如實相告：若想親手試驗焰色反應，可以設計出不必使用鉑絲的實驗方案。讓學生查閱有關書刊資料，學生了解到酒精燈的火焰因燈頭燈芯不干凈、酒精不純而使火焰大多呈黃色，所以可以在實驗中先將潔凈脫脂棉用無水酒精濕潤，然后用潔凈的鑷子夾著脫脂棉代替鉑絲進行實驗；還有一些同學先點燃盛在小燒杯中的無水酒精，然后用藥匙或玻璃棒沾少量試樣灑在小燒杯的酒精火焰中灼燒。這兩種方案的現象非常明顯，焰色持續時間長，且鉀元素的焰色不需鈷玻璃即可觀察到。改進后的焰色反應實驗更直觀、更富有吸引力，最重要的是訓練培養了學生的創新思維能力。

又如：氨與氯化氫反應的創新演示實驗：

利用廢舊的日光燈管（60 cm左右），在60 cm長的透明膠帶紙上緊貼pH試紙，放進燈管內，然后在兩端分別塞上內粘含有濃氨水、濃鹽酸的棉花團的塞子，一會兒看到現象：pH試紙一端變紅向中間移動，另一端變藍向中間移動，但速度不同，在離濃鹽酸這端約1/3處出現斜的白煙圈。

學生觀察實驗后，異口同聲說：“這實驗真棒”。它不但可以觀察到氨氣與氯化氫反應的現象，而且可以看到氣體運動速度，氣體的酸堿性等。成功的創新演示試驗，不但給以示范，而且激勵學生的創新動機，培養了創新精神和創造能力。

2、改驗證性實驗為探索性實驗

有教師指導的學生實驗是培養學生的科學精神和觀察能力、實驗能力及創新思維能力的最佳途徑?，F行的高中新教材改變了過去教材敘述過于完整的風格，在許多實驗中沒有給出明確的現象、解釋與結論，而是設計一些以問題或學案形式來體現，要求學生在實驗觀察的基礎上去填空、交流、作答，并得出結論，突出強調學生參與實驗探究的積極性和獨立思考性，引導學生將實驗觀察和理性思維集合在一起。

因此在新課程理念的指導下，更應充分挖掘教材實驗中的探索性實驗或更多地將驗證性實驗改為探索性實驗，用心組織、潛心研究、創設問題情景，指導學生探究和與學生一起探究學習，展示獲取知識的過程。對學生進行的科學方法教育滲透在科學探究的全過程中，讓學生在具體的實踐過程中，在學習和運用的過程中學習科學方法?？墒箤W生喜歡在未知的情景中探索，尋求發現新途徑、新關系、新知識，并運用知識解決問題，從而不斷增強他們的創新意識。

比如，在講原電池時，我先提出這樣一個問題："家用手電筒中的電池、蓄電池、宇宙火箭中的高能電池是如何產生電能的？"已具備一定化學知識的學生很快意識到是化學能轉變為電能。然后我讓學生利用桌上提供的如下藥品和材料：鐵片、銅片、石墨棒、稀硫酸、硫酸銅晶體、水、蔗糖溶液、電流計、導線若干。要求設計原電池，并驗證在外電路（導線上）可獲得電流，并觀察該裝置工作時發生的現象。顯然，這是一個富有挑戰性、富有創新能力的實驗課題。通過學生對實驗藥品和材料進行嘗試選擇，并對實驗條件進行適當控制，對現象進行仔細觀察和記錄，接著讓學生根據實驗事實，對上述幾種原電池的電極材料、溶液成份、電極上現象、電極反應進行歸納填空，得出結論： ①構成原電池的條件：_____________________________________________ ②電極判定方法： ________________________________________________ ③電極反應書寫規律：_____________________________________________

這樣通過創設情景、提供藥品和材料進行探究實驗，而不是讓學生一邊看書一邊操作，如同“照方抓藥”。學生會認真地思考、操作，仔細地觀察、如實地記錄、積極地根據實驗現象進行分析、歸納，屬于創新性探索課題。學生的思維被激活，對促進學生探究能力和創新思維的發展有很大的作用。

變“驗證性”實驗為“探索性”實驗，不但能使學生主動地進參與探索，還能幫助學生理解實驗的原理，既“知其然”又“知其所以然”，把感性認識上升到理性高度?！疤骄啃浴睂嶒炦€提供了理論指導實踐、在新情境下解決新問題的機會，培養了學生的創新思維能力。

3、引導學生設計實驗

創新思維是多種思維的綜合表現。設計實驗創新探索過程，就是在重視訓練常規思維的同時，更重視培養創新思維，使學生能善于發現問題并能從新的觀點、新的角度尋找新的解決問題的途徑，即善于多解、求異、求新，富有靈活性、新穎性、創造性。通過引導學生根據實驗目的和原理自行設計實驗，獨立完成有關實驗，不但可以有效地培養鍛煉他們實驗能力，并在實驗操作過程中，使他們創造性思維得以發展，培養創造能力。

例如在SO2性質教學時，為了幫助學生認識SO2遇水容易在空氣中被氧化的問題，我先啟發學生思考：SO2遇水容易在空氣中被氧化的產物是什么？如何設計實驗驗證產物？引導學生采取獨立或小組合作形式盡可能多的設計實驗方案。學生設計了多種實驗方案，經過集體討論、驗證和篩選，認為可行的方案有：

方案1：用pH計在不同時間段測定溶液的pH變化［原理：弱酸（H2SO3）轉化為強酸（H2SO4），溶液酸性增強，pH值變?。?。

方案2：將SO2氣體通入BaCl2溶液中，觀察現象(現象：若一段時間后有白色沉淀產生，就可以說明H2SO3轉化為H2SO4)。

方案3：向盛有少量NaHSO3固體的試管中加入飽和的SO2溶液，觀察現象（現象：若一段時間后固體表面或溶液中有氣泡產生，就可以說明H2SO3轉化為H2SO4）。

通過以上三個方案的設計和選擇，學生掌握了一個實驗可以有多種實驗方案的方法。學生在這種實驗創新探索過程中，表現最活躍、學習積極性最高漲，在分析處理眾多“認知沖突”中，不時產生創新的靈感，既很好的掌握了知識，同時又使創新思維能力得到良好發展。

在平時課堂教學中還可以運用假說的方法，引導學生設計實驗，刺激和保持學生對化學的興趣和注意力，幫助他們加深對新教材的領會，刺激他們科學創新思維的發展，使學生知道科學上求得知識的方法。

例如：在講鐵的生銹時，為了揭示生銹的原因，首先啟發學生考慮鐵生銹的各種情況，如放在潮濕的地方的鐵制品很容易生銹，但放在干燥的地方的鐵制品卻不是很容易生銹；裸露在空氣中的鐵制品很容易生銹，但涂了油漆的或鍍上了一些不易生銹的金屬后的鐵制品卻不太容易生銹。為什么會出現這種現象？鐵生銹到底與哪些因素有關？正當學生感到疑惑的時候，讓學生思考網上看到這樣的一則消息：外國某化學公司的一家工廠，有一貯存氯化鎂的鋼質容器，有一次，因容器需要維修而停止工作，廠方排空了容器中的氯化鎂，并將容器沖洗了幾遍。而后兩個工人進入鋼質容器維修，一下去就暈倒了，當人們發現后，立即將人救出并送到醫院，一人經搶救脫險，另一人不幸死亡。是什么原因導致人員死亡呢？難道容器中含有有毒氣體？人們對鋼質容器內的空氣進行了測定，并沒有發現任何有毒氣體，但卻驚奇地發現容器中空氣里的氧氣含量遠遠低于正常標準。為什么容器中會缺氧呢？經分析，發現問題原來出在容器本身，是因為容器生銹的緣故。我們討論認為：這說明鐵生銹需要消耗氧氣。但是鐵生銹僅僅只和氧氣有關嗎？潮濕地方的鐵制品很容易生銹的原因又是什么？再經過引導或讓學生討論可以提出下述三個假說：

（1） 鐵器生銹是因為和空氣接觸，鐵和空氣中的氧氣化合；

（2） 生銹是因為水分子的存在，水和鐵起了化學變化；

（3） 生銹是水和空氣對鐵共同作用的結果。

然后引導學生推論：如果第一個假說正確，則鐵生銹僅和氧氣有關，鐵在干燥空氣中就能生銹；如果第二個假說正確，則鐵在水中并和空氣隔絕就能生銹；如果第三個假說正確，則必須在既有空氣又有水分的條件下鐵才能生銹。

在此基礎上，再引導學生來設計實驗。第一個實驗：將潔凈的鐵釘放入干燥的試管里，并塞緊；第二個實驗：把經過煮沸除去空氣后的水裝滿試管，放入潔凈的鐵釘，塞緊，不留一點氣泡；第三個實驗：將潔凈的長鐵釘放入試管并倒立在盛水的燒杯中，使試管里只有少量水并標明位置，就這樣放置一段時間。

可以觀察到，第一、第二個實驗中的鐵釘不生銹，而在第三個實驗中不僅生了銹，而且試管的水面約上升了原試管容積的五分之一，于是可以得出結論，水和空氣（只是其中的氧氣）同時對鐵的作用是鐵生銹的原因。

綜上所述，培養學生創新能力應該從化學實驗訓練入手，讓學生充分感受和體驗實驗的價值和作用，不斷地提高實驗方案設計能力，著力地促進實驗探究能力的發展，使學生在過程體驗中獲得研究方法和實驗能力的發展，獲得情感態度和價值觀的提升，從而提高學生的創新能力。

參考文獻：

1、王祖浩、王磊。《化學課程標準實驗（實驗）解讀》[M]。 武漢：湖北教育出版社，2004。

2、李世海、高兆宏、張曉誼。《創新教育新探》[M]。北京：社會科學文獻出版社，2005。