如何通过化学实验培养学生的创新能力

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  化学是一门以实验为基础的自然科学。化学实验是化学学科的灵魂,如何通过化学实验培养学生的创新能力呢?我在实验教学过程中做了以下几点尝试。
  一、使实验仪器多功能化,帮助学生打破固定思维束缚
  加强实验仪器功能开发教学,可以帮助学生加深对实验仪器和实验原理的认识,还可以帮助学生打破固定思维的束缚,为培养学生创新能力打下基础。下面以几种常见仪器功能开发为例加以说明。
   1.漏斗功能的开发
  第一,用于集气。如在钠与水的反应中,将漏斗置于水中,倒扣在钠块上方,产生的少量气体可顺利地通过漏斗进入试管中。第二,用于尾气吸收。利用倒扣漏斗增加气液接触面,防止易溶气体的倒吸,如用于氯化氢或氨气的尾气吸收装置中。第三,和其他常见实验仪器和用品组装成一个简易分液器进行分液。
  2.玻璃管功能的开发
  第一,作为反应容器。如在二氧化硫的性质实验中,将用品红湿润的纸条或石蕊试纸塞进玻璃管进行微型实验。第二,作为冷却器。如在实验室制取乙酸乙酯实验中,长导管除了导气外,还充当了冷却器的作用。第三,盛放样品。如将碘密封在玻璃管中,加热盛碘的一端,观察碘升华与凝华现象,并可循环使用。
  3.干燥管功能的开发
  用石棉堵住干燥管的小口,装入固体反应物,在大口一端连接导管,就可用作可控式简易气体发生器。如干燥管内装电石,通过控制其接触水面而方便制取乙炔。
  此外,还可将日常物品应用于化学实验。例如气球可用于收集气体;塑料瓶可改装为酸雨收集器、天然水净化过滤器等。
  二、质疑教材中的演示实验,培养学生的创新勇气
  演示实验是化学教学中被广泛应用、最有成效的教学形式。虽然教材的演示实验设计及操作方法经过反复验证,但在实际操作中仍发现其存在一些不足,需进行改进。
  例如: 苏教版乙酸乙酯的制备实验中,收集乙酸乙酯时是用饱和碳酸钠溶液做吸收液,但仅用饱和碳酸钠溶液作吸收液有其不足之处:第一,作为演示实验,要求现象明显。教材中以试管做反应容器,生成乙酸乙酯的量比较少,虽有分层现象,但上下层均为无色透明液体,学生不易观察。第二,饱和碳酸钠溶液作用不直观。此时,提出问题:如何才能观察到明显的实验现象?如何使饱和碳酸钠溶液的作用体现得更直观?可引导学生在Na2CO3溶液上下工夫,这时就会有学生想到酸碱指示剂。实验前,先向饱和碳酸钠溶液中滴入2~3滴酚酞试液,溶液变成红色。随着反应的进行,溶液出现分层现象,上层为无色液体,下层为红色液体(可用一张白纸作观察背景)。学生很容易观察到乙酸乙酯的生成,演示效果较好。待加热完毕后,用力振荡试管,会发现下层溶液红色褪去。说明Na2CO3与乙酸反应,饱和碳酸钠溶液作用一目了然,学生很容易理解和掌握。
  
  三、加强探究性实验教学,发掘学生的创造性潜能
  探究性实验是指在化学实验的基础上,通过科学的分析综合等思维过程来获取知识,这一过程要求学生有较多的思考和讨论,学生处于一种主动探索知识的状态,对培养学生的创新能力非常有利。比如,在学习原电池的原理时,首先演示“番茄原电池”(由铜片、锌片、导线、音乐卡和番茄组成)趣味实验。设问:“这个简单构造为什么能使音乐卡发出声音?”鼓励学生讨论质疑:音乐卡发声肯定有电流通过,电流从何而来?若用柠檬或苹果等其他水果代替番茄行不行?指导学生带着疑问自己动手设计实验进行探究。在实验过程中,学生会发现采用不同的水果时,音乐卡的音量不一样,选取不同电极材料时,电流也有明显差异。学生会问:“这是什么原因呢?”这样层层深入,引导学生深入思考,发掘学生的创造性潜能,激活了学生的创新能力。
  四、引导学生设计实验,培养学生的创新能力
  创新思维是多种思维的综合表现。在探索实验创新的过程中,要重视训练常规思维,同时更要重视培养创新思维,使学生能够善于发现问题并能从新的观点、新的角度寻找解决问题的新途径。通过引导学生根据实验目的和原理自行设计、独立完成有关实验,不仅可以有效地锻炼学生的实验能力,而且在实验操作过程中,使学生创造性思维得以发展,培养创新能力。
  综上所述,培养学生创新能力应该从化学实验入手,因为实验是创新之本。要立足于这一点,教师首先要打破固定思维对学生的束缚,培养学生的创新勇气,发掘学生的创造性潜能,通过设计实验给学生提供创造的平台,从而达到培养学生创新能力的目的。
  
  参考文献
  [1] 宗汉.加强仪器功能开发 培养学生创新能力[J].化学教学,2008(7).
  [2] 杨玉琴.关于“水果电池”的实验探究[J].化学教学,2008(1).
  
  (责任编辑 廖银燕)
  
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