雷江蛟 許瓊

摘 要：化學(xué)實驗作為化學(xué)教育的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力起著重要作用。由于傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法存在些許不足，學(xué)生的創(chuàng)新能力沒有得到有效地培養(yǎng)。本文擬從創(chuàng)新教學(xué)演示實驗和開展探索性實驗來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：探索性實驗；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新教學(xué)演示實驗

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)，研究宏觀現(xiàn)象和物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)的自然科學(xué)，化學(xué)實驗是化學(xué)教育的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要環(huán)節(jié)。化學(xué)實驗教學(xué)法具有獲知、激趣、求真、循理、育德的功能與素質(zhì)教育“耦合”，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，[1]在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，學(xué)生實驗大多是驗證性實驗，學(xué)生只是期望得到與教材相同的實驗結(jié)論或?qū)嶒灛F(xiàn)象。無法有效地培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新思維能力。在新一輪基礎(chǔ)教育改革中，強(qiáng)調(diào)要對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力進(jìn)行重點培養(yǎng)。本文擬從創(chuàng)新教學(xué)演示實驗和開展探索性實驗來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

一、探索性實驗與創(chuàng)新思維的聯(lián)系

創(chuàng)新思維有廣義和狹義之分，一般認(rèn)為人們在提出問題和解決問題的過程中，一切對創(chuàng)新成果起作用的思維活動活動，均可視為廣義的創(chuàng)新思維。而狹義的創(chuàng)新思維則是指人們在創(chuàng)新活動中直接形成的創(chuàng)新成果的思維活動，諸如靈感、直覺、頓悟等非邏輯思維形式。[2]探索性實驗使指學(xué)生在進(jìn)行創(chuàng)新性實踐活動時，按照提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗方案、進(jìn)行實驗探究、觀察實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，從而得出實驗結(jié)論的過程。是中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的重要組成部分，它不僅可以幫助學(xué)生理解和掌握知識，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和勇于探索的精神。

習(xí)近平總書記曾指出：“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，一個沒有創(chuàng)新的民族，難以屹立在世界民族之林”。在新一輪的課程改革中著重強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，通過探索性實驗，有效的激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新興趣，從而對化學(xué)實驗產(chǎn)生了濃厚的化學(xué)興趣。學(xué)生自己進(jìn)行實驗方案的設(shè)計、準(zhǔn)備并且完成實驗、觀察實驗現(xiàn)象、總結(jié)歸納后得出實驗結(jié)論。增強(qiáng)了學(xué)生的探索和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是，嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)實驗態(tài)度。

二、改進(jìn)化學(xué)實驗教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

（一）創(chuàng)新教學(xué)演示實驗，誘發(fā)學(xué)生創(chuàng)造動機(jī)

化學(xué)實驗的目的是通過觀察實驗現(xiàn)象，揭示事物的本質(zhì)，從而使學(xué)生建立概念，理解定律，掌握操作方法，強(qiáng)化化學(xué)知識，形成技能技巧，培養(yǎng)思維能力和創(chuàng)造力。[3]要達(dá)到這個目的，前提是班級的學(xué)生愿意參與到實驗中去，這就要求教師能夠增強(qiáng)教學(xué)演示實驗的效果來吸引學(xué)生，充分的引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生能夠建立對實驗的理性認(rèn)識。多媒體的出現(xiàn)可以有效地提高教學(xué)實驗效果。在傳統(tǒng)演示實驗中，由于玻璃儀器不但易碎而且還容易反光不利于學(xué)生進(jìn)行觀看，學(xué)生對實驗的失落感使得興趣降低而沒有收到良好的實驗預(yù)期效果。教師在實驗中如果運(yùn)用投影技術(shù)不但可以讓所有學(xué)生看得清楚，而且還可以降低實驗的危險性，穩(wěn)定課堂秩序。如NH3噴泉實驗，我們利用垂直投影來放大實驗現(xiàn)象，從而利于班級中所有學(xué)生的觀察，調(diào)動學(xué)生的實驗積極性。學(xué)生不僅會驚詫于實驗“奇觀”，必然會在求知欲的驅(qū)使下，探究其反應(yīng)機(jī)理。這時正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的最佳時機(jī)。同樣，在氯氣的制備實驗中，在課堂上操作此類實驗危險性極大。此時教師就可以借助NOBOOK虛擬實驗室來完成實驗的操作，學(xué)生不但能夠觀察到實驗現(xiàn)象，也可以在多媒體設(shè)備上進(jìn)行實驗的操作。因此，在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)表現(xiàn)出出色的駕馭能力，是趣味中充滿哲理、平淡中表現(xiàn)新奇、和緩的洞察細(xì)微、激烈的從容不迫、安全的不失嚴(yán)謹(jǐn)、危險的不亂方寸、簡單的絕不潦草、復(fù)雜的確保成功。使學(xué)生通過教師的神態(tài)、行為語言強(qiáng)化對化學(xué)學(xué)習(xí)的喜愛，淡化對學(xué)習(xí)化學(xué)和從事化學(xué)實驗的恐懼和厭煩，從而誘發(fā)與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造動機(jī)。[4]

（二）開展探索性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維

化學(xué)實驗設(shè)計應(yīng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的最高目標(biāo)，實驗設(shè)計是對學(xué)生各項能力的綜合測試。完成實驗設(shè)計題目，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗，可使學(xué)生整體思維能力、知識運(yùn)用能力、創(chuàng)造思維能力得到全面提高。[1]

（1）自主設(shè)計實驗方案?！耙粋€實驗、多種方案”的實驗教學(xué)法，是指教師在向?qū)W生介紹某物質(zhì)的實驗室制法時，可鼓勵學(xué)生思考有哪些方法可以用來制取該物質(zhì)？我們?yōu)槭裁床捎媚壳暗姆椒ㄗ鳛樗膶嶒炇抑品ǎ抗膭顚W(xué)生敢于標(biāo)新立異，勇于想象、猜想和假設(shè)，最大限度地開拓學(xué)生的思維空間。[5]

教師可提前一周布置實驗設(shè)計課題，提出預(yù)習(xí)要求，如：查閱有關(guān)資料設(shè)計“二氧化碳的實驗室制法”由學(xué)生自己擬定實驗方案。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)，圖書館等資源查閱到以下方法：①碳酸鈉分別和稀鹽酸、稀硫酸進(jìn)行反應(yīng)，②石灰石分別與稀鹽酸、稀硫酸進(jìn)行反應(yīng)。以小組為單位，根據(jù)實驗室中實驗的反應(yīng)原則，來確定最佳的實驗方案。學(xué)生通過認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，結(jié)合查閱資料的相關(guān)信息，從而確定最佳的試驗方法。在此過程中培養(yǎng)學(xué)生自己動腦解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維。

（2）準(zhǔn)備實驗器材。結(jié)合二氧化碳的性質(zhì)和實驗室制取氧氣的發(fā)生裝置，同學(xué)們應(yīng)該選擇那些實驗裝置來制取二氧化碳呢？結(jié)合二氧化碳的性質(zhì)和實驗室收集氧氣的收集裝置，同學(xué)們應(yīng)該選擇那些實驗裝置來收集二氧化碳呢？根據(jù)氧氣的性質(zhì)，我們知道了氧氣可以用排水法和向上排空氣法進(jìn)行收集。學(xué)生已經(jīng)知道了二氧化碳的相關(guān)性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行裝置的選擇，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。各小組將本小組所設(shè)計的整套實驗裝置放在講臺上，進(jìn)行講解。

小組一：選用試管和橡皮塞以及導(dǎo)氣管進(jìn)行二氧化碳的制備，用向上排空氣法進(jìn)行收集，驗滿方法是將點燃的木條放在瓶口發(fā)現(xiàn)帶火星的木條熄滅。

小組二：選用錐形瓶和分液漏斗作為實驗的發(fā)生裝置，收集方法以及驗滿方法和小組一相同。

小組三：用錐形瓶和注射器作為反映的發(fā)生裝置，收集方法以及驗滿方法和小組一相同。

在準(zhǔn)備實驗器材這個過程中。課堂上確定的實驗方案是可行的，但是在實驗室所允許的條件下是否可行呢？這些問題擺在學(xué)生面前來促使學(xué)生思考。在沒有現(xiàn)成的實驗儀器時，學(xué)生如何利用實驗室現(xiàn)有的實驗器材來進(jìn)行簡單的組合或者對實驗器材進(jìn)行優(yōu)化來達(dá)到相同的實驗效果。比如在缺少分液漏斗的情況下，如何組合出一個的實驗裝置與分液漏斗作用相同的實驗裝置。有的同學(xué)就聯(lián)想到我們生活中所用的注射器。在這個過程中發(fā)展學(xué)生的聯(lián)想和發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)造性。

（3）進(jìn)行實驗操作。大家根據(jù)實驗室制取二氧化碳的整體思路，分別從發(fā)生裝置、收集裝置、檢驗方法等進(jìn)行著手，設(shè)計操作步驟，動手進(jìn)行試驗。以小組為單位來制取一瓶二氧化碳。

在進(jìn)行實驗操作過程中，安全是第一位的。學(xué)生在自己獨立操作之前，教師可以通過多媒體讓學(xué)生來觀看實驗的基本操作錄像來強(qiáng)化學(xué)生實驗操作能力。在此過程中，通過自己組裝實驗儀器，添加實驗藥品，學(xué)生邊思考，邊操作。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生通過與外部信息的不斷交互，思考，再實踐，從而將知識內(nèi)化成為自己的知識儲備。因此學(xué)生通過獨立進(jìn)行試驗操作，不但提高了學(xué)生實踐能力，也對知識點有一個很好地鞏固。

（4）觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生通過觀察最直觀的實驗現(xiàn)象，獲得實驗數(shù)據(jù)后，在經(jīng)過分析、判斷、概括、綜合和抽象思維、邏輯推理等思維加工活動，使之產(chǎn)生認(rèn)識上的飛躍，獲得結(jié)論，這是教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要途徑。[5]如二氧化碳的驗滿：用點燃的火柴放于集氣瓶瓶口，若火柴熄滅則表明二氧化碳已經(jīng)收集滿了。那么二氧化碳可以讓帶點燃的木柴熄滅，二氧化碳?xì)怏w能否用于滅火呢？在創(chuàng)新思維中，逆向思維是最活躍的部分。學(xué)生通過逆向思考，達(dá)到了出其不意的效果。

（5）實驗數(shù)據(jù)處理，完成實驗報告。學(xué)生處理完成實驗數(shù)據(jù)后，在完成實驗報告的過程中也是對整個實驗過程的一種思考。通過對二氧化碳?xì)怏w制備的實驗的思考，學(xué)生掌握了氣體制備實驗的關(guān)鍵點，比如在實驗裝置的選擇，反應(yīng)條件的控制，氣體收集方法的選擇，以及氣體如何進(jìn)行檢驗方面有了清晰地認(rèn)識。在今后的實驗過程中遇到同種問題時，學(xué)生就具有了解決這類問題的思路。在整個過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度學(xué)生處理該問題的能力將變得游刃有余。

三、結(jié)語

培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，關(guān)鍵在于教師。教師作為教學(xué)活動的引導(dǎo)者、組織者和參與者。首先，要提高自己的科學(xué)素養(yǎng)，勇于轉(zhuǎn)變自己的教育觀念。在實驗中，將學(xué)生放在主體地位，發(fā)揮學(xué)生的作用。教師通過有限的教學(xué)實驗來啟發(fā)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生去解決實驗中所遇到的問題，從而全方位的培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]裘霞.化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生思維能力培養(yǎng)[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（06）：77.

[2]何克抗.創(chuàng)造性思維理論：DC模型的建構(gòu)與論證[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2000：3-10.

[3]牟友貴.改進(jìn)中學(xué)化學(xué)演示實驗教學(xué)的實踐與探索[J].成都教育學(xué)院學(xué)報，2003（03）：56-66.

[4]沈理明.化學(xué)實驗教學(xué)與研究[M].廣西：廣西教育出版社，2004：157-159.

[5]鄭紅鷹.中學(xué)化學(xué)實驗中學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[D].蘇州大學(xué)，2009：28-39.