在化学实验中培养学生的创新能力
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作者: 张智勇
摘 要： 实验是化学的灵魂，是化学的魅力所在，是激发学生不断产生探求化学奥秘的极大兴趣的主要源泉。实验教学能帮助学生形成化学概念、获得化学知识和实验技能，培养观察能力和动手能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。
关键词： 化学实验 学生实验能力 培养
新的中学课程改革倡导以科学探究为主的多样化的学习方式，强调发展学生科学探究能力，培养学生的创新精神和实践能力。化学是以实验为基础的自然科学，化学实验是进行科学探究的主要方式，是学习化学、实现科学探究的重要途径。化学实验能力是化学科学探究最重要、最基本的能力。探究性实验活跃了学生思维，开发了学生潜能，很多时候学生表现出来的能力，超出了教师的预想，学生真正成为了实验教学的主体。在高中化学课程中，化学实验是十分重要的教学内容，同时，它又是新课程倡导的教学方法和学习方式，对于学生掌握化学知识和技能，提高科学素养有极其重要的作用。在教学中，教师应注意做好学生化学实验能力的培养。为了充分体现化学实验的功能，新课程除了在其他各模块中加强了对实验的教学要求外，还专门设置了“实验化学”选修模块。本文提出了在新课程理念下教师应如何培养学生的化学实验能力。
一、重视实验的预习和实验前的讲课
化学实验涉及的理论和常识比较多，而且化学实验往往有一定的危险性，未经预习肯定是不能进入实验室做实验的。实验预习，就是培养学生养成实验前查清资料、拟好计划和做好相关准备的良好实验习惯的过程。只有先预习，才能做到实验前心中有数，对可能发生的情况有足够的心理准备和措施的准备。因此，教师应通过提问、抽查等方式检查学生的预习情况。
在实验前进行简短的讲课是非常必要的，但讲课时间不能过长以免影响学生实验的完成。教师在实验课上，不能就实验内容讲实验操作，甚至把实验步骤等详细地写在黑板上让学生抄，与实验相关的知识却一概不讲。应该介绍一些和实验相关的操作技巧、化学常识、安全方面的知识。这样，学生的思维能力、动手能力就得到应有的训练。
二、激励学生进行实验设计，培养学生的创新能力
进行实验教学的前提是写好化学实验方案。化学实验方案是根据实验的目的、要求和步骤，运用相关的理论知识对实验进行的一种细致的计划。实验方案是实验不可缺少的部分，它对实验有着重要的指导意义。一个正确、详细、合理、周密的实验方案，往往能使实验取得事半功倍的效果。因此在教学中，教师引导学生积极自主设计实验方案对于培养创造性人才具有深远的意义和不可估量的作用。例如：在学习过浓硫酸的性质后，可以让学生设计实验证明铜与浓硫酸反应后气体的成分；在学习过氢氧化铝的两性及水解的有关知识后，可以让学生设计以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案等。
在化学实验教学中，学生自主设计实验方案法的运用，使学生的学习方式发生了改变，对培养学生的思维能力有很大帮助，主要表现在以下几点。
（一）使学生对化学学科产生浓厚兴趣，激发学生探索的欲望。在教学中实施学生自主设计实验方案法以来，使原本呆板、零碎的化学知识变得生动有趣，极大地激发了学生探索的欲望。
（二）有助于培养学生的观察能力和实验操作能力。在教学过程中，让学生自己动手做自己设计的实验，极大地激发了他们的实验热情，同时培养了他们的观察能力和实验操作能力。
（三）使学生学会了探索问题的方法。在现代社会，科学技术突飞猛进，知识量呈几何方式增长，学校教育无法将全部知识传授给学生，终身教育就成为当代教育的一个重要特点。为了实现终身教育，人们必须具备自我教育的能力，必须掌握一定的学习方法。
三、变演示实验为探究性实验，培养学生的创新能力
在演示实验时，精心设计，将演示实验设计为探究性实验，创设问题的情境，挖掘学生学习的内在潜能，培养他们学习的兴趣和创造的愿望，使学生沿着正确的思路去分析和研究，培养学生的思维能力和动手能力。
如：在演示钠与水反应的实验时，我是这样进行的：
首先创设问题的情境，激发学生学习兴趣。
钠能与水反应吗？将钠块投入水中是浮还是沉？滴有酚酞试液的水的颜色有何变化？接着进行实验探究。学生通过观察，得到实验现象：浮、球、游、嘶、红。讨论后成功地得出：钠的密度比水小，钠与水反应是放热反应，以及反应生成了氢氧化钠和氢气等结论。
这些知识都是通过学生自己的观察、思考所得的，印象会很深刻，而且整个过程始终是从实验出发进行探究，在教师的指导下边实验、边观察、边讨论，揭示产生各种实验现象的原因，让学生真正成为学习的主人，很好地培养了学生的创新精神。
四、利用实验的教学功能，创设生动活泼的教学情景
化学是一门以实验为基础的学科，化学老师在教学中要充分利用实验的教学功能，借助集色、态、味、光、声于一体的化学实验（如爆炸实验、焰色反应、喷泉实验、铝热反应、银镜反应等）对学生产生的极大的吸引力，积极创设生动活泼的教学情景，辅以恰当的诱导，做好“修路”和“铺路”工作，以求达到激发学生学习化学的兴趣，发展学生的科学思维的目的。如在讲解NH3、HCl产生喷泉实验的相关知识时，在学生理解、掌握喷泉实验产生的原理的基础上，可鼓励学生分组自行设计不用滴管挤水而产生喷泉实验的方法并实验论证。学生经过组内的热烈讨论和各组间相互点评，能得出很多方法：有的采用热毛巾捂热烧瓶内易溶气体，使气体体积膨胀，经玻璃导管与烧杯内水接触而产生喷泉；有的采用密闭的废弃塑料饮料瓶代替敞口的烧杯，通过挤捏塑料饮料瓶使瓶内水位上升，接触烧瓶内易溶气体而产生喷泉；更有学生提出用两个蒸馏烧瓶，一个集满NH3，一个集满HCl，两个蒸馏烧瓶的支管用带夹子的乳胶管相连，实验时，打开夹子，使两瓶气体混合反应产生固体颗粒而使瓶内气压减小，产生两个喷泉，等等。这样，通过学生的分组讨论互动和上台实验演示，既活跃了课堂的教学气氛，又激发了学生的强烈的求知欲；同时教师还可结合学生的设计方案，加以恰当诱导，能很自然地引出难溶于水的气体通过化学反应产生喷泉（如NaOH和CO2的反应喷泉等）及“双喷泉”的有关知识，使学生的认知得到提高和深化，发展了学生的科学思维。
五、让学生广泛参与实验，培养学生的动手实践能力和创新精神
化学是一门以实验为基础的自然学科，长期以来，学生对化学中的实验也是最感兴趣的。因此，在教学过程中，我们尽可能多地创造条件，让学生动手去做实验，在动手的过程中，自己去发现、去探索、掌握相关内容。在教学中，我们把课本上一些简单、安全的演示实验改为边讲边实验或学生分组实验；同时，课堂上鼓励学生大胆上台演示实验；有时还根据教材内容让学生自己动手动脑参与实验设计、实验探究等。除此之外，课余我们还对学生开放化学实验室，让学生在教师指导下，自由做一些探索性实验。整体看来，学生在积极参与实验的过程中，主体参与意识强，思维异常活跃，创造潜力也得到了开发，收效良好。
六、重视实验后的分析
化学实验是由实验准备、实验过程、实验结果等构成的统一体，学生的实验能力不仅表现在实验结果的准确率上，更多地体现在实验过程中。由于诸多原因，学生在实验中也许没有获得预期的结果，实验不会次次成功，但应引导学生如实分析失败原因并安排重做，以培养学生实事求是的学习态度。
在实验教学中，只要我们教师怀着强烈的责任感，注意探索实验教学的规律，启迪学生的学习兴趣，营造一种轻松、和谐的教育氛围，便能为学生的动手能力、想象力、创造力、思维能力的全面提高创造有利的条件，从而使知识与能力同步增长，把素质教育落在实处。
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