在化学实验方案设计中扩展创新思维视角，本文主要内容关键词为：视角论文,创新思维论文,化学实验论文,方案论文，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。
在化学实验教学中，通过对不同类型实验方案的设计和实施，有利于激发学生综合运用化学知识，积极主动思考化学实验的实施过程的积极性，从而深化和拓展化学知识，扩展学生的创新思维视角，培养学生严谨的科学态度和思考问题的方法，提高学生解决实际问题的智慧和技能。
一、实验设计与创新思维视角
1.思维视角的含义
有这样一个问题：“珍珠是什么？”在贵妇人的眼中，珍珠是串在一起，戴在身体某个部位上的饰物；在化学家的眼中，珍珠是一种带有胶质的、有光泽、不溶于水的混合物；在生物学家的眼中，珍珠是某些贝壳类软体动物发生的病理变化或外界沙粒和微生物等进入贝壳所产生的颗粒；在古代东方人的眼中，珍珠是一滴固化了的露水；在多情诗人的眼中，珍珠是大海的眼泪……如果还要问：“珍珠到底是什么？”我们只好回答，不存在“到底”的问题，因为不仅每个人有各自的视角，而且人类对珍珠的认识尚未终了。
在我们的头脑中，由实践目的、价值模式和知识储备等构成了某种特定的认知框架，这种特定的认知框架就是思维视角。它就像一副有色眼镜，戴上它，整个世界都与眼镜片的颜色相同，如果脱掉它，又无法看清外界事物。
2.思维视角在创新思维中的价值
对于创新思维来说，习惯性思维定势是一种消极的东西，它使头脑忽略了定势之外的事物和概念。有位法国学者说过：“妨碍人们学习的最大障碍，并不是未知的东西，而是已知的东西。”意思是当我们面临新情况新问题而需要开拓创新的时候，“经验”就会变成“思维枷锁”妨碍新观念、新点子的形成。
如果使学生尽量增多头脑中创新的思维视角，学会创新地观察同一个问题，则能够削弱其习惯性思维定势的强度。若在化学实验中，教师不给学生以探究实验过程的机会，往往会使学生在思考某个问题时，有一种答案就满足了，不愿意或根本不想去寻找第二种乃至更多的解决方案，学生的新思路、新点子、新方法就不会涌现出来，久而久之，这种只求唯一的标准答案的学生就不可能成为新时代的创新型人才。
3.化学实验方案的设计在扩展创新思维视角中的作用
化学实验方案的设计，让学生跳出了做实验“照方抓药”、模仿重复的实验教学模式，启发学生采用多种思维视角，根据实验课题所提出的实验目的，让学生在学得的化学知识和实验技能的基础上，提出多种实验方案的思路，通过学生自己“当家做主”，开动脑筋想点子，并从中优选出恰当的实验方案来解决问题的过程，扩展创新思维视角，获得超出实验本身能得到的更多的知识。
教师新颖的实验设计、对实验装置的改进与创新对学生有很强的感染力，会不知不觉地在学生的心田中播下创新的种子，新颖、独特的实验方案能启发学生不断转换思维视角，提高他们解决化学实验问题的能力和创造能力。
二、在化学实验方案设计中扩展创新思维视角的实践
在化学实验方案设计中扩展创新的思维视角，是化学教师的实验教学目标之一，它可渗透在化学实验教学的多个领域，如对演示实验、学生实验方案的探究性设计、新增设一些制备实验和性质实验的思路设计、开放性实验习题的讨论等都是扩展创新思维视角的有效途径。
1.多视角地设计演示实验
演示实验是化学教学中被广泛应用、最有成效的教学形式。要通过教师的演示和实验自身的魅力吸引广大学生多视角地思考和分析问题。
例如，图示装置是化学实验中常见的仪器，教师向学生展示这一装置后可通过师生共同探讨，先设计出它的许多重要用途：
（1）洗气（a进b出）；
（2）排空气法收集气体（据被收集的气体的密度决定气体的进出方向）；
（3）排水集气法收集体积（b进a出）；
（4）排出水间接测气体体积（b进a出）；
（5）防止倒吸的安全瓶（b进a出）；
（6）医院里，给病人输氧时，往往在氧气瓶与病人呼吸面具之间安装盛有水的该装置，用于观察气泡产生的情况，以便调节供氧速率（a进b出）。
显然上述设计方案是扩展了创新的思维视角，学生提出的多种合理、不合理或部分合理的设想，能让学生的思维得以充分的发散，又通过师生的共同探究，发散思维得到一定的集中。再挑选出上述部分设计方案由教师或学生代表向全体学生做演示实验，接着还可进一步追问：当用此装置收集NO气体时，你打算采用怎样的方案？（在集气瓶中先充满水，再将NO从b管口导入。）
如此对实验方案的设计，不仅巩固了化学知识，还大大激发了实验设计中的创新欲望。
2.多视角地设计学生实验
实验教学中，由学生自己动手做实验，对扩展学生创新的思维视角有着更强的刺激性，由教师指导的学生实验是培养学生的科学精神和观察能力、实验能力及创新思维能力的最佳途径。
例如，关于原电池原理的学生实验，教师可做如下调整。
（1）同样的两锌片插入稀硫酸，观察并记录现象；将两锌片上端连接在一起，观察并记录现象。
（2）锌片和铜片同时插入稀硫酸，观察并记录现象；将锌、铜上端连接，观察并记录现象。
（3）在以上锌片和锌片、锌片和铜片之间连接一电流表，观察并记录现象。
（4）用干电池判断电流方向，与上述实验（3）做比较，观察并记录现象。
（5）用铜片、锌片、西红柿、电流表设计一个原电池。
（6）纯净的镁条和纯净的铝条插入氢氧化钠溶液中观察并记录现象；将两金属片上端连接在一起，观察并记录现象。
第（6）问属于创新性探索课题，通过实验及对形成原电池的条件的分析，一改以往认为比较活泼的金属一定做原电池负极的误区。第（5）问是对原电池装置的推广，这样不但使学生加深了对原电池的理解，而且还使学生有一些新的发现，特别是对电极材料的选择有了更深刻的认识。
3.多视角地设计实验习题
在实验条件受到一定限制的情况下，教师为学生多角度地设计出一系列化学实验方案设计方面的习题，虽然只是纸上谈兵，但它能收到事半功倍的思维训练效果。
例如，现有一个0.53g的工业纯碱样品（含少量NaCl等不与酸反应的杂质），需测定样品中Na[，2]CO[，3]的质量分数，设计初步方案，要求详细写出每一实验方案，包括实验原理、用品、步骤、装置图、数据处理、误差分析、问题讨论、变式训练等。
学生提出各种方案后，通过师生共同讨论，可初步拟定以下几种实验方案。
【方案一】反应原理：2H[+]+CO[，3][2-]
H[，2]O+CO[，2]↑
基本方法：①配制标准浓度的酸溶液；②将样品溶于水中，用标准酸溶液进行滴定；③测量消耗酸溶液的体积，计算Na[，2]CO[，3]的质量分数。
【方案二】反应原理：2H[+]+CO[，3][2-]H[，2]O+CO[，2]↑
基本方法：①在样品中加入足量的强酸溶液，使CO[，2]气体全部逸出；②用吸收剂吸收逸出的CO[，2]气体；③根据吸收剂质量的增加，计算Na[，2]CO[，3]的质量分数。
【方案三】反应原理：Ca[2+]+CO[，3][2-]CaCO[，3]↓
基本方法：①在样品溶液中加足量的氯化钙溶液，使其沉淀完全；②过滤后，将沉淀洗涤、烘干；③称量纯净、干燥的沉淀质量，计算Na[，2]CO[，3]的质量分数。
在此基础上，再对每一方案引导质疑，形成详细方案。讨论中，学生不受思维定势的束缚，思维充分发散，创新思维的视角得到充分的扩展。
其实，这种实验习题可分散渗透在化学教学的多个环节中，而且要求解决问题的答案不是唯一的。
例如，在学完硫酸的性质后，可启发学生设计验证稀H[，2]SO[，4]和浓H[，2]SO[，4]的性质的实验；在学完几种常见金属后，可指导学生设计Fe（OH）[，2]白色沉淀的制备方法；在学完卤素后，可引导学生设计实验室制取氯气的其他方法；学完整套高中教材后，可要求学生设计实验鉴别醋酸和稀硫酸。
除上述以外，还可设计一些实验失败分析的习题、实验装置的选择、搭配合理与否分析的习题等，以多种形式进行开放性训练，充分诱发学生的创造潜能，使广大学生重视得出答案的分析过程而不仅仅是为了得到一个标准答案。