实验教学中培养学生创新能力的策略，本文主要内容关键词为：培养学生论文,创新能力论文,策略论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
化学是一门以实验为基础的自然科学，可以说实验是化学赖以生存并不断发展的基础，从一定意义上说，实验就是化学学科的生命线。抓住“以实验为基础”这一基本特征，不仅能使学生加深理解、巩固化学基础知识，更重要的意义在于可以培养学生形成科学的思维方式，掌握科学的研究方法。教学中引导学生将课本上的一些实验通过探索研究，并在此基础上进行改进、引申、创新，鼓励学生设计新的实验，重视实验的过程教学，充分发挥实验教学对培养学生创新能力的功能。
一、改进演示实验，引发创新能力
创新教育需要创造性的教与学，教师创新演示实验，不但能使学生掌握有关的化学知识，还能起到言传身教和潜移默化的作用，培养他们不迷信课本、激发求知欲和好奇心，敢于创新的精神，引发创新意识，进而达到培养学生创新能力之目的。
例如，在进行铜和浓硝酸反应的实验教学时，通过以下三组实验进行对比。
①铜片和浓硝酸。（课本上的方法）
②铜丝和浓硝酸，当试管内充满红棕色气体后，取出铜丝使反应停止。（初级创新）
③将实验置于投影仪上进行，取一大号培养皿，内盛氢氧化钠溶液，取一小号培养皿，内放细铜丝并置于大号培养皿中，然后在小培养皿中滴入几滴浓硝酸，并用一中号培养皿倒扣在小培养皿上（如图）。（较高层次的创新）
然后让学生比较这三个实验的优劣，方案（1 ）无法控制实验的进行，将产生大量的污染性气体NO[,2]方案（2 ）可控制实验的进行但仍有污染性气体NO[,2]逸出，方案（3）不仅节约药品，还可消除NO[,2] 对环境的污染。这一实验的创新，不仅给学生以示范，激励学生的创新动机，而且还渗透了绿色化学的教育，达到了演示实验的改进目标之一——无毒化。
二、将实验的验证性改为探索性，激活创新能力
验证性实验和探索性实验的区别在于，前者根据已学到的化学知识，用实验来论证其准确性，学生处于被动接受知识的状态。而后者通过模拟发现知识的过程，使学生了解科学家是怎样工作、怎样认识世界、怎样解决需要探索的问题，使学生处于一种主动探索知识的状态，这对学生智力的发展、能力的提高和科学方法论的形成有很大的影响。
例如，氯气与水反应的教学过程设计如下：
（1）取二瓶氯气（颜色深浅接近）， 在一瓶中加入适量的水振荡。
①比较二瓶氯气的颜色。
②比较水溶液和蒸馏水的颜色，可得出什么结论？
（2 ）在氯水中分别滴加少量硝酸银和碳酸氢钠固体及几滴石蕊试液。
①加硝酸产生白色沉淀，说明有什么离子？
②加碳酸氢钠粉末有气泡产生，说明有什么离子？
③为何石蕊先变红后褪色？是氯水中的氯离子起作用，还是氯分子的氧化性，还是氯分子与水反应生成新物质的氧化性造成的？
（3）取二瓶干燥的氯气， 分别加入干燥的蓝色石蕊试纸和湿润的蓝色石蕊试纸，观察比较。
最后得出结论：氯气溶于水的过程本质是氯气在水中溶解为主，伴有一定的化学反应
变“验证性实验”为“探索性实验”，不仅体现了“教为主导，学为主体”的关系，而且在教师的引导下进行探究，学生的自信心得到了增强，激发了探索的兴趣，激活了创新能力。
三、重视实验的过程教学，发展创新能力
实验教学中教师可根据不同的实验内容，将实验的过程“暴露”在学生面前，在实验的过程中不断创设问题情境，这种问题要处在学生的最近发展区，让他跳一跳，就能摘到桃，产生对问题探究的主动性，使设置的问题层层剥离，形成新的知识。
如在“原电池”的教学中，可将课本上的演示实验改为学生分组实验，并将实验的过程分解成如下几步：①分别将锌片、铜片分别插入稀硫酸中，观察现象；②用导线将锌片和铜片连接并插入稀硫酸中，观察铜片上的现象；③在导线中接上电流计，观察电流计指针的偏转方向；④用干电池与电流计连接，确定电子流动方向。围绕实验现象可创设下列问题情境；①电子为何从锌片流向铜片？②铜片上为何有气泡产生？该气体是什么气体？为什么产生这种气体？可能是其它气体吗？③锌片的质量将有何变化？④从氧化还原反应的角度来分析两极各发生了何种反应？⑤从能量转变的角度来分析原电池是何种装置？⑥原电池的正、负极如何判断？
通过上述问题，引导学生对实验提供的感性材料进行分析、探究、综合，抽象概括为原电池的组成、原理和能量的变化。紧接着又联系实验提出问题：①为什么轮船在海里航行比内河航行更易腐蚀？人们可采用哪些措施来防腐？②在海里航行的轮船什么部位最易腐蚀？为什么？③我国首创以铝——空气——海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。它以海水为电解质溶液，利用空气中氧气使铝不断氧化而产生电池。试推测这种新型电池的电极反应：负极_________，正极_______。在实验的过程中，新旧知识不断“冲突”，不断产生疑问，并急于解决疑问，激发了学生解决疑问的热情，发挥了学生的联想能力和知识迁移能力，也发展了创新能力。这种创设问题情境拓宽了学生对新知识的理解和认识，发挥了学生联想能力，也激发了学生的创新意识。
四、通过串联实验，凝炼创新能力
串联实验是对单个实验进行概括总结，寻找各个实验之间的整合点，将一些性质实验串联在一起的综合实验或系列实验，如复习氯气的性质时，将氯气的制备、净化、干燥，及对干燥、湿润红纸的作用、与石蕊试液的作用、与KI溶液反应、收集、尾气吸收组合成一系列实
个的试管实验串联在一个试管中完成。在一支试管中加入少量氯水和苯，然后依次滴入适量的溴化钠溶液、硫化钾溶液、硫化钠溶液充分振荡、静置后，可以观察到上层（苯层）先变橙红色，后变成紫红色，最后呈无色，而试管底部有淡黄色沉淀产生。
串联实验教学过程中，迫使学生调动原有贮存的知识，进行重组，在重组过程中要寻找这些实验和知识之间的交叉点，结合部位，以及如何重组等问题，既训练了学生的创新思维，又凝炼了创新能力。
五、将定性实验引申为定量实验，强化创新能力
定性实验只要求通过实验确定某物质是否有或物质间能否反应，定量实验不仅要知道是否有或能否反应，而且还要确定有多少及物质间按怎样的比例关系发生反应。通过将一些定性实验引申到定量实验，可以训练学生思维的深刻性，培养学生坚韧不拔的意志品质。使学生运用已有知识，从多个角度、多方位、多层次地进行创新分析，用尽可能多的方法来设计实验方案，并对各方案从操作的可行性和实验结果的准确性进行评价，从中选择最优方案，以此来培养学生的创新思维，强化创新能力。
例如：检验一久置的亚硫酸钠样品是否变质（定性实验）。引申为：测定一定量因露置在空气中而部分变质的亚硫酸钠的纯度。设计出的方案有：（1）加足量用盐酸酸化的氯化钡溶液， 过滤后称沉淀（硫酸钡）的质量。（2）加足量的盐酸，测二氧化硫的体积。[如何测？ ①排饱和亚硫酸氢钠溶液法；②排不溶解二氧化硫的液体法，如：四氯化碳、煤油等]（3）加足量的盐酸， 将产生的气体通过碱石灰或氢氧化钠溶液，测二氧化硫的质量。产生的气体直接通过碱石灰或氢氧化钠溶液，是否会产生误差？产生的原因？如何消除？（4 ）直接加入足量氯化钡溶液，测亚硫酸钡和硫酸钡沉淀的总质量。
又如过氧化钠与二氧化碳反应的实验，可以引导学生从实验前后气体体积的变化设计出定量实验；乙醇和钠的反应引申至定量实验用于推断乙醇的结构。这一类实验很多，只要我们善于发掘，对强化学生的创新能力是大有益处的。
六、引导学生设计化学实验，升华创新能力
实验设计是一种要求较高的实验活动，它的主要流程为：提出实验课题→设计实验方案→讨论方案的可行性→实验操作→对实验进行分析、比较、评价。在设计实验过程中不仅能提高学生的自学能力，知识迁移能力、观察能力、动手操作能力，而且还能培养学生求异思维等方面的创新能力。可以这样说，实验设计能力是学生综合能力和科学素质的体现。
例如：在关于启普发生器制备气体这一实验课题教学时，可以先让学生思考启普发生器的原理，用实验室常用的仪器设计出替代装置（如干燥管和烧杯、破底试管和烧杯等），又如在学习用倒置漏斗吸收氯化氢气体后，可以让学生根据防倒吸的原理，利用实验室常用的仪器设计出具有类似作用的装置，然后验证。再如，你可用哪些方法鉴别物质的量浓度相同的碳酸钠和碳酸氢钠溶液？并用实验验证之。学生设计了多种方案，并用实验验证，其中下列方法现象非常明显：①加氯化钡等溶液；②滴加盐酸；③滴加酚酞试液；④用pH试纸；⑤滴加硫酸铝溶液。
对学生设计的方案不管成功与否，教师都要作一评价，对成功者给予表扬鼓励，肯定他们思维的独创性，对不成功者，也要肯定他们设计的积极性。实践表明，引导学生设计实验，学生的参与热情很高，是培养学生思维品质和创新能力的有效途径之一。
为了培养学生的创新能力，还可以利用化学课外活动时间，对学生开放实验室，引导学生积极开展化学小实验，化学小制作的研究，如用废铁屑制绿矾、废干电池的综合利用、蕃茄原电池、热水瓶中除水垢等；制作一些实验代用品如用各种规格的塑料瓶制洗气瓶、贮气瓶、简易启普发生器。
总之，化学实验是中学化学教学内容的重要组成部分，中学化学教学围绕实验展开是中学化学教学特点的充分体现，它对激发学生学习化学的兴趣，培养学生的创新能力有着独特的功能，发挥着积极的作用。
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