在实验中培养学生的创新能力

江苏省常州市武进区湟里高级中学   谈东平

化学是一门实验科学，学生在实验时会遇到各种各样的困难和挫折，浓厚的兴趣和强烈的责任感促使他们想方设法战胜困难，尽量寻求解决问题的新途径，这无疑能锻炼和培养他们的意志和毅力，开拓他们的思维，增强自信心、自觉性，提升创造力。在实验室中可以培养学生的动手、观测、查阅、记忆、思维、想象和表达能力。所以实验既可以巩固已有知识，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握，又可以分析异常现象，扩展知识领域，培养学生创新思维能力。如何在实验教学中培养学生的创新能力，这是中学化学教学中值得探讨的一个基本课题。本文尝试在传统实验教学的基础上，对实验教学进行一些探究，以求更好地扩大实验教学的内涵和外延，有效地培养学生的创新能力。

 1、“观察”是培养学生创新能力的基础

观察和观看不同，是有目的、有计划的一种思维着的知觉，是知觉的最高形式。演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。教师做演示实验时，除交代实验器材、实验目的外，更重要的是提出观察的重点。教师对每一项演示实验都应制定相应的程序和方法，特别是依据学生的基础，预见到学生原有知识、经验的缺陷，精心策划富有启发性的引导措施，变简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程，以培养学生的观察能力，打好创造的基础。

例如在演示铁的氢氧化物的实验中，先在试管里注入少量新制的硫酸亚铁溶液，再将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插入试管里溶液的液面以下，逐滴加入氢氧化钠，即可看到有白色絮状沉淀生成，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀。这个实验变化多，有它独特之处，所以必须及时提醒学生注意：（1）本实验需要观察什么？怎样观察？（2）硫酸亚铁为什么必须用新制的？（3）在通常的实验中禁止滴管接触溶液，而这个实验与众不同，要把滴管下端插入溶液的液面下，为什么？（4）最后生成的红褐色沉淀物质是什么？要想使它转变为红褐色沉淀的速度加快，可采取什么简单措施？

    为使学生养成细致观察的习惯，培养他们的观察能力，教师应该在没有出示以上问题时先让学生自由观察。待观察一段时间后，老师再让学生回答以上问题。当然，有部分观察细致的学生可能马上能回答，但肯定有部分学生由于观察方法不当，或观察缺乏针对性，无法当即得出结论。这时，老师可指导学生重新观察，这样做一定可以大大激发学生的求知欲，掌握正确的观察方法，从而留下深刻的印象。如此，选择简单、可重复、现象明显的演示实验引导学生做到仔细观察。

2、“探究实验”是培养学生创新能力的重要方式

教材中属于验证性实验较多。传统的化学实验教学常常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好、甚至边结论也预先说给学生听，学生只需依葫芦画瓢地被动实验。这样的结果是，学生失去对实验的“神秘”、和探索欲望，思维单一呆板，缺乏灵活性和创造性。如果教师能选取一些灵活性、变通性大的问题，积极创设情景，鼓励学生发散思维的流畅性、变通性和独创性，从而激活创造思维。

例如在学生做“怎样鉴别二氧化氮和溴蒸汽”的实验时，可引导学生进行发散思维：你能设计出几种鉴别方案？学生在经过一段时间的探索和思考，先后提出了9种方案。如（1）用水鉴别；（2）用硝酸溶液鉴别；（3）用苯鉴别等等

在设计出众多方案后，引导学生进行多方案的选择，是培养学生发散思维的重要方式。学生通过分析、探索各种方案的利弊，实验成功因素的影响，结果准确程度的比较等等，选择一种最合理、效果最好的实验方案，这就是发散后的收敛。通过发散和收敛，可大激活学生的创造思维。

3、“分组实验”是培养学生创新能力的重要保证

传统的演示实验的教学是老师做，学生看。但有不少的演示实验，由于条件的限制，学生（特别是后面的学生）是很难看清现象，闻到气味的。就是看得到，闻得到，但由于缺少“参于”意识，往往调动不起积极性，发挥不了自身的主体作用，学生的独立操作能力以及创造能力就难以得到充分培养。

变演示实验为分组实验，就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自已独立地运用实验去探讨知识或获取必要的感性知识，从而自已去总结得出结论的过程。这样做不仅可以在课堂上增加学生动手动脑的机会，加强实验基本功的训练，而且还可以通过实验探求知识，获取知识。对学生来说，按照思维发展获取知识的过程，本身就是创造的过程。变演示实验为分组实验，增加的就是学生的创造体验。这种效果是单纯的演示实验所不能达到的目的。

例如在演示乙醇的性质实验时，把红热的铜丝插入试管里的乙醇中，反复几次后，观察铜丝表面颜色的变化，闻生成气体的气味。对此，学生总是皱着眉头，这是因乙醇和氧化铜反应生成乙醛、铜和水，由于反应只在铜丝表面进行，反应的量较少，故铜丝表面由黑色变红色的现象不太明显，特别是生成的乙醛不多且大部分溶于乙醇中，又有乙醇气味的干扰。如果把上述演示实验改为学生分组实验，让学生每两人为一小组，用较粗的螺旋状的铜丝反复多次进行实验，则效果十分明显。有的学乙醇生还通过银镜反应检验生成的乙醛，结果只需将红热铜丝加热两次，即可明显检验乙醛的生成。师生在此基础上加以总结并得出结论就变得顺理成章，水到渠成。此外由于学生直接参与了实验，增加了创造体验，印象一定比只看老师演示深刻得多。

4、“开放式管理”为培养学生创新能力提供创造空间

除课堂教学外，开放实验室，让学生到实验去通过“动手”自主做实验，可有效拓展学生的创造空间。实验室的开放应注意以下几点。

（1）开放时间：可选在每天自修或课外活动时间对学生开放，让学生有条件去进行研究和创造，使他们能自由地进入实验室，真正遨游在知识的海洋里。

（2）仪器摆设：传统的做法是按化学教材的顺序，按每个实验独立摆布。这样可能使学生的思维空间受到一定限制。我们可以尝使根据“设计思想”布置成几块，要求学生自已设计实验、完成实验。

（3）材料利用：学生除可充分使用实验内各种仪器进行实验外，还可设立“废料利用箱”，让学生把平时弃置的铁粉、铜丝、易拉罐、废胶管等可以再利用的试剂和代用品收集起来，供学生们选用。这样既可节省资源，又可培养学生勤俭节约的好习惯。

（4）组织管理：除了安排1至2名实验员负责开放时间的宏观管理外，还可考虑安排若干名学生协助管理，提供指导。这样既节省了管理资源，又培养锻炼了学生的实践能力，使实验室的开放能做到有序、高效。

5、总结创造成果，使学生的创新能力得到升华

人的思维虽有其共性规律，但同时又有其鲜明的个性。传统的课堂实验教学注意较多的是培养学生掌握实验的基础知识和操作技能，注意的是学生思维的共性特征。实际上每个学生的思维过程又是别人的思路所代替不了的。而人的创造性往往又潜伏在个性差异之中。因此，我们要把面向全体和因材施教统一起来，为更好地激发学生的求知欲望，进一步调动学生探索研究的积极性，变实验知识为实践能力，启迪创造活动，可利用课外活动时间开展实验活动和“小创作”、“小论文”等活动，以求总结创造成果，升华创造意识，。

（1）将“小实验”变成现实

在化学必修和选修本中提供了许多“小实验”。“”小实验具有取材方便、方法简单、趣味性强效果明显等特点。“小实验”除可培养学生的观察、操作、整理数据等能力外，还可培养创作能力、发现能力和设计能力。教师除了可在授课过程中巧妙恰当地穿插“小实验”外，还可组织课外实验小组，有计划地进行“小实验”。教师要积极帮助学生创设实验条件，使“小实验”能顺利进行。例如利用铅笔芯做石墨的导电实验；结合硬水软化的教学，布置学生检查水壶，热水瓶中的水垢,动手用化学方法除垢；学习“金属的腐蚀与防护”的知识时，让学生观察家里的金属用品——金、银、铝、铁等物品的锈蚀情况，并采取防护措施。这样做，扩大了学生的实验范围，训练了学生的观察能力和实践能力，深受学生欢迎。

（2）开展实验设计方案竞赛

根据教材所涉及的内容，教师可提出一些研究的方向，启发学生自行设计实验方案。教师应定期收集学生的实验设计方案，认真审阅，对合理性强、实验结果准确性高的“作品”，要给予表扬和奖励。

（3）开展“小创作、小发明”活动

在学生进行实验设计方案设计竞赛的基础上，让学生自行创造条件进行实验实践活动。活动方式可多种多样，既可让学生在规定时间内完成所设计项目的实践过程，又可搞现场制作比赛，还可将现成的教具改造、加工等。

（4）展示、总结成果

为使创造活动进一步得到升华，学校可在每学期举办一次科技节（或科技活动）。在科技节中，可举行全校性的大规模实验、制作竞赛、展览评比活动等，向全校师生展示出优胜者的创造成果和表演操作技能，吸引同学们积极参加创造活动。教师应运用激励机制，对优秀成果及时奖励，使创造成果得到进一步的总结和推广。

总之，“实验是手段，思维是核心”，实验对于新课程目标的全面落实具有重要作用。新课程充分体现了实验在培养学生科学思维，养成科学习惯，学习科学方法等方面的独特作用。面对新课程，我们必须克服传统教学重理论、轻实验，重理性、轻感性，重结论、轻过程的弊端，努力实现实验教学以知识为本向学生发展为本的转变，达到提高学生整体素质的目的。通过课堂教学和实验教学，构建以培养人的创新思维和创新能力为基本价值取向的新型教学模式，迎接时代的挑战，培养跨世纪的一代新人。