摘要实验是化学学科的基石,化学实验既是高中化学的教学内容,同时也是一种教学方式,充分发挥化学实验教学的作用有利于提高高中化学教学质量。同时,高中化学实验教学的开展,有利于激发学生学习兴趣,充分发挥学生的创新思维,培育学生创新能力。本文将对如何开展高中化学实验教学方式,培育学生的创新精神进行浅要论述。
　　中图分类号:G633.8文献标识码:A
　　
　　化学是一门以实验为基础的科学,有利于学生的手脑并用,实验的直观性、生动性有利于激发学生对知识的探求欲望;实验的严格要求,对培养学生严谨的科学态度,特别是对创新精神的培养其意义是无可比拟的。达维多夫说:“要解决现代学校教育的根本任务,归根结底要通过教学目标、教学内容和教学方式的设计而改变思维类型”,显然,基于化学学科特点,创造性开展化学实验教学活动是培养创新精神的基本途径。中学化学中的创新教育不是去开拓和创新未知的知识和知识体系,而是创设一定条件和氛围,引导、启发学生去模拟、探究原科学家的实践活动过程,发现“新”现象;通过联想、判断、推理和综合分析,归纳出物质呈现如此现象的本质和规律。本文重点谈谈在实验教学中如何培养学生的创新思维和创新能力。
　　1 开发探索性实验,培养学生的创造态度和创新思维
　　将实验作为一种基本的认知手段来组织教学,重新设定认知环境,是开发探索功能的主渠道,这是培养创新精神实现创造思维的桥梁和手段。例如:在学习元素周期律时,元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈现周期性的变化时。课本以11~17号元素为例,其中对Na、Mg、Al三种元素的单质与水反应置换出H2的难易程度的实验探索,就是培养学生创新精神的好例子,设计如下:
　　[知识技能目标]通过实验设计探索Na、Mg、Al金属单质与水反应置换出H2的难易程度。
　　[能力方法目标]通过探究实验及氧化还原规律的探讨训练学生观察能力、实验能力和创造思维能力。
　　[情感态度目标]在科学探究过程中,通过学生的分析、比较、选择等过程不断提出问题、分析问题、解决问题,激发学生的求知欲,培养学生创新精神。
　　[实验要求]
　　(1)Na与H2O能剧烈反应放出氢气。设计实验比较Na、Mg、Al与冷水反应的剧烈程度。
　　(2)Mg、Al不与冷水反应是否证明它们不与水反应?怎样证明Mg、A1与热水能发生反应呢?如果加热的温度超过100℃,此实验没计又有什么不严谨的地方?如何改进实验更能说明问题呢?
　　(3)独立进行实验设计,控制实验条件,谨慎操作,记录实验结果并得出结论。
　　有些化学实验,如钠与硫酸铜溶液的反应,侯氏制碱法原理实验都可以开发出来让学生去探索,引导学生主要依靠自己的学习活动来解决问题,以实现他们对知识创新的渴求和创造理想,放手让学生观察、思考、想象、质疑、动口、动脑、动手,培养学生的创新精神。
　　2 引导学生参与知识形成过程,培养学生创新精神
　　在实验教学中应遵循“观察——思考——创新”这一原则。例如:在进行“氯气实验室制法”的演示实验教学时,学生弄清楚了实验装置设计程序:(发生装置-净化装置一收集装置一验证装置-尾气处理装置等),理解了控制反应条件,对比试验等实验方法,我先让学生回顾课本氧气的装置图示,再让学生思考改进措施,并追问:
　　(1)该装置是否能收集到纯净干燥的Cl2?
　　(2)添加哪些仪器和试剂可收集到纯净而干燥的C12?
　　(3)如何设计实验验证Cl2的漂白性?
　　(4)Cl2是大气污染物之一,如何进行尾气处理?
　　给学生充分的思考讨论时间,并给学生发表自己见解的机会。通过这样的学习过程能让学生亲自体会创新思考的乐趣和创新工作的艰辛,对激发学生学习兴趣,提高学生学习的主动性和自觉性,培养学生学习的合作意识,开发学生的创新能力可以获得意想不到的效果。同时也为学生学习后面 SO2、NH3、CH4、CH2 = CH2等气体的制法打下良好的基础,让学生能举一反三,触类旁通。
　　3 注意开发失败实验的功能
　　对于失败的实验,教师必须注意引导学生不要气馁并且告诉学生这可能是发现新问题、创造新方法的契机,并与学生一起探讨失败的原因及产生的新问题。例如:铜与浓硫酸反应的实验,许多学生在实验时观察不到硫酸铜溶液应有的蓝色,此时教师应适当引导学生思考:为什么得不到蓝色溶液?如何改进实验以得到理想的效果?从而给学生提供创新的机会。
　　4 营造良好的实验教学学习的氛围
　　学生对事物有天然的好奇心和探究的愿望,学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发,教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛。英国哲学家约翰·密尔曾说过:“天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸”。在通过化学实验进行探究性学习过程中,鼓励学生大胆地提出实验方案,即使是对学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案,也要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。另外,教师应保护学生的好奇心、探究欲和探究性行为,允许他们在保证安全的前提下按照自己的方案进行探究活动,让学生在探究过程中经受挫折的磨炼,并体验探究的乐趣和成功的喜悦。创造条件全面开放实验室,让学生随时随地可进实验室,鼓励学生提出问题,设计实验,通过自己动手解决疑难,体会失败与成功,从而培养学生的科学态度,为创新打下基础。
　　5 指导学生开展课外实验,进一步巩固知识、培养创新能力
　　组织和指导学生开展化学课外活动,进行课外实验,可以加深对课堂知识的理解与巩固,扩大知识面,培养学生运用知识的能力,激发学生学习兴趣,充分发挥学生的创造才能。但必须注意科学性、可行性、安全性、趣味性等原则,以便更好地引导学生有的放矢地开展课外实验,当然除此之外,还必须提供必要的场所和试验场地。对于课外实验的内容,笔者认为主要有以下几种:
　　(1)知识巩固性实验。在现行中学教材中,有些部分实验很少,为了加强学生对这部分知识的理解和巩固,可组织学生自行设计实验,如在学习硫化氢和二氧化硫时,指导学生通过讨论、交流、设计出一套全封闭式制取硫化氢和二氧化硫气体,并同时验证两种气体化学性质的微型实验装置。在学习过氧化钠性质时,组织学生设计实验验证过氧化钠与二氧化碳、水、盐酸反应生成的气体是氧气,并设计实验证明过氧化钠具有漂白性、还原性、氧化性等。通过对平行班的同一教学内容对比实验表明,安排课外实验的班级对这些内容掌握得既快又牢,而仅通过讲解与练习结合教学的班级掌握的情况就要差得多。
　　(2)教学实验和仪器的改进。在过去的教学中,教学实验和仪器改进仅仅是教师和教研人员的活动。为充分挖掘学生潜能,开发学生智力,笔者做了一些尝试,积极鼓励全体学生参与教学实验和仪器改进。如实验室中铁架台极易生锈,导致螺丝无法自由旋转,给实验者带来了极大的不便,为此,我组织织全体学生共同探讨,设计出一种无螺丝、使用简便且生锈后仍可顺利进行实验的铁架台,我们再也不为铁架的锈蚀而犯愁了。学生们还将很多实验改成微型实验,不仅节约了试剂,取得了更佳实验效果,也促进了师生间的相互交流,培养了学生的探索精神。
　　(3)知识应用性实验。结合课本知识,指导学生应用科学知识于社会生产和生活,如配制土农药、检验土质、水质、大气成分,设计净水装置,进行金属防护,利用废铁屑制绿矾、回收银等,激发学生学习科学的积极性,培养应用科学知识的技能,为社会输送具有基本科学素质的实用型人才,为学生走向社会打下坚实的基础。
　　(4)趣味性试验。设置部分趣味性实验,激发学生学习兴趣,科学地培养学生的兴趣品质,增强奋发向上、自强不息的自信心。如指导学生做可燃雪糕,用水点火,水中花园,指纹显现,鸡蛋入瓶,喷雾现画等各种丰富多彩的课外实验。在联欢会上学生可根据所学知识设计魔术、小品等节目,为大家带来更多的欢乐。
　　总之,学生的创新意识、创新能力主要在自身的实践中形成的,学生在实践中获得独立探索、自主创新的机会,获得对科学研究和科学发现的真实感受。这种内心的体验就是培养创新精神并转化为创新行为的原动力。化学教学应充分利用创造性的试验教学,重视和加强培养学生的实践能力,培养学生的创新精神。