浅谈中学化学实验学生创新精神的培养

云南省丽江市宁蒗县园丁小区 陈代文

  化学课是以实验为基础的自然科学。素质教育要求培养学生能力应与传授知识并举，也就是把二者放在同等重要的位置，由应试教育转轨于素质教育，提高学生能力是其中的一个重要方面。其培养途径主要是通过化学实验来实现的。实验不仅是锻炼学生实践能力的重要途径，更是激发学生探索兴趣，培养学生创新精神的切入点。
　　一、增强实验的趣味性，激发学生的学习兴趣和创新动力
　　“兴趣”是最好的老师，是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始、最直接、最强劲的动力。在这种动力的驱使下，学生的自主性和积极性、学习与实践的热情才被充分地激发。例如，鼓励学生设计趣味性实验：利用浓盐酸与浓氨水反应生成氯化铵的实验设计空的杯子里冒出白烟。具体做法如下：取两只洁净干燥的玻璃杯，一只滴入几滴浓盐酸，一只滴入几滴浓氨水，转动杯子是液滴沾湿杯壁，随即用玻璃片盖上，把浓盐酸的杯子倒置在浓氨水的杯子上，抽取玻璃片，逐渐便能看到满杯白烟。又如设计魔棒点灯：不用火柴，而是用一根玻璃棒将酒精灯点燃的实验，具体操作见教材选做实验八。当有人问他们做这些实验怕不怕时，他们却回答：“一点不怕，正相反我很快活，因为我有兴趣。”的确，兴趣能让学生废寝忘食。浓厚的兴趣，诱发了探索的欲望和创新的动力。
　　二、课内外结合，扩展创新空间
　　初中化学新教材虽然增加了一些的实验，但同理论部分相比，所占总课时还是偏少。另外，分散的实验课时破坏了某些实验的连续性和完整性，也一定程度地削弱和限制了学生的创新思维的流畅性以及实践和创新的机会，所以开展课外活动，扩展实践和创新的空间势在必行。例如，铁钉生锈实验，实验约需一周，学生没有直接经验，只能听老师讲讲而已。如果让学生自己动手做家庭小实验，有了亲身体验，反而对铁钉生锈的条件记得更牢固都是对课本知识的突破，培养了学生的创新精神和实践能力。但这不是课堂上所能完成的，而是通过课内外结合实现的。
　　三、关注社会热点问题，关心自身健康发展，以需求促创新实践活动中教师应引导学生用所学知识去创造性地解决实际问题。例如，针对秋天的纷纷落叶，环卫工人的办法是清扫、堆集和燃烧，而燃烧之后带来的却是更严重的空气污染。那么，如何解决落叶问题？引发了学生各种各样的奇想；针对农民焚烧麦秆，稻草，引起空气能见度低，飞机不能起降，引导学生解决农村的环境，肥料问题。再结合有机化合物中甲烷这一节内容，利用上述垃圾制沼气，这一创新实践，不仅净化了环境，还获得了经济效益和社会效益。
　　关心自己的生存环境，引导学生做温室效应实验。学生自己设计方案、实验操作、观测记录、对比分析、得出结论、提出解决方案和建议，最后改善环境建议，就培养了学生的实践能力和创新精神。
　　四、创设创新的情境，培养学生的问题意识
　　创新从问题开始。培养学生的创新精神，首先要培养学生的问题意识。教师不论课上、课下都要创设民主、和谐、平等和宽松的氛围与情境，自始至终鼓励学生不断地发现问题、思考问题和解决问题，使学生在宽松的情境中敢疑，并引导学生会疑、善疑和释疑。在质疑和释疑及设计实验的过程中发展学生的创新思维。例如，氢气还原氧化铜的实验，让学生观察实验所用仪器和这套装置的特点。
　　思考、讨论以下问题：某氧化铜混入了一种不与氢气发生反应的杂质，称取该混合物质量为mg，要通过测定生成水的质量，求出混合物中氧化铜的质量分数，以上装置是否可行？如何改进还原氧化铜的实验装置？通过讨论培养学生思维的严谨性和学生思维的变通性。得出将还原氧化铜的试管改为硬质玻璃管，一端连接制氢气装置，另一端连接装有碱石灰的干燥管，通过测反应前、后干燥管的质量而达到目的。
　　再继续提问：用上述装置能否准确完成题目要求的实验？
　　学生讨论后回答：不能，应在进入硬质玻璃管前进行干燥，除去水蒸气。
　　这样，在实验中培养了学生的问题意识和思维的新颖性与独特性等创新思维的品质。
　　五、化学实验的创新
　　（一）实验材料的创新
　　化学实验材料的适当选择是实验成败的关键。选择化学实验材料的原则是：可控性。2.化学稳定性3.来源可靠、经济易得。4.可操作性。依照这些原则，在实验中引导学生根据本地实际情况，探索、发现新的实验材料、培养学生的创新精神。例如，选用一些价廉材料，让学生在家中做家庭小实验，使学生可在不受限制的家中反复做、反复观察，对培养学生独立动手能力大有好处，同时，家庭小实验没有给出具体药品、用具、步骤、现象等，对培养学生的创新精神和实践能力，起着不可忽视的作用。比如，学习酸碱指示剂后，就要求学生设计一个制取酸碱指示剂的方案，根据实验方案自己准备用品，再按方案实验，若无实验结果，学生会重复实验或修改方案直至成功，每次活动结束后教师再创造机会让学生互相交流，对启发学生创新意识和培养学生实践能力有更大的帮助，也使校内创新和校外创新有机地结合起来。又如在讲“质量守恒定律”时，课本的氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合前后的操作很麻烦，可进行如下改进：与锥形瓶配套的胶塞插有胶头滴管，在锥形瓶中盛蓝色硫酸铜溶液，胶头滴管吸入无色氢氧化钠溶液，放在托盘天平上用砝码平衡，然后挤出胶头滴管的氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液接触，反应立即进行。在学习二氧化碳与氢氧化钠溶液反应时，可增设这样一个实验，让学生自己完成：取一塑料软瓶使其充满二氧化碳，然后将适量的氢氧化钠溶液倒入瓶中，迅速用塞子塞紧，振荡可观察到塑料瓶奇迹般地瘪下去，学生可亲自从中体验到二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。
　　（二）实验条件的创新（下转第37页）
（上接第38页）
　　实验条件的改变与实验材料的选择相关，也是影响实验现象是否明显、反应速度快慢重要因素。
　　例如，铁与酸的反应，可滴少量硫酸铜溶液，来加快反应速度，缩短了反应时间，使教学更主动，教学过程更连贯。
　　（三）实验方法的创新
　　按照教材中所提供的材料、方法、操作过程做实验，多数是可以取得好效果的但有些实验缺少通用性及合理性，可以尝试新的实验方法以消除原实验中的弊端。譬如在实验室制取并收集气体过程中，一般的收集装置都是排水或排气法，这种收集方法有很大缺陷，如：无法定量收集NH3、NO2、HCI等易溶于水或能够与水反应的气体，而且对于某些剧毒气体（HCN、COCI2）的安全保护措施也不甚完善，为此本实验将此方法加以改进成这样：一、将气体发生装置的出气管口接到一气球上，并将气球放入盛满水的溢水杯中，将一量筒放在溢水口下。二、接好上述装置后就可进行气体发生了。这样产生的气体可以直接进入气球而不会泄露到空气中，同时还可以通过量筒中溢出水的读数来确定产生气体的体积。初中教材说明向浓硫酸中滴水时危险性的实验，在实践中，沸腾现象不易被观察，原因是水滴沸腾飞溅起来的液滴非常小，并且持续时间短，因此学生不易观察到实验现象，使实验失去说服力，为此可启发学生进行改进创新，即在一大漏斗内壁上贴几条湿润的石蕊试纸，然后罩在盛有浓硫酸的培养皿上，用吸管吸足水，从漏斗管插入漏斗中，接近浓硫酸液面时，挤压胶头，水滴落在浓硫酸液面上，立即沸腾，溅起的酸溶液落在试纸上，出现红色的斑点。宏观的现象，证明了水沸腾有酸液溅起。如实验不是在密闭容器中进行，酸液溅到衣服上、皮肤上，后果不堪设想。这一实验足以引起学生对浓硫酸稀释操作的重视，即稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，切不可把水倒入浓硫酸中。
　　六、存在的问题
　　1、教师的课堂教学方法虽在不断改进，多媒体教育及学生边讲边做实验的形式也呈上升趋势，演示实验也开得比较足，但传统的教学模式仍占主导地位，课堂教学中让学生“放开”，体现学生的主体作用，教师们仍有不放心的心理和现象，创新教学的教学模式还不能真正落到实处。
　　2、由于受家长及社会对片面追求升学率的影响，开展课外实践活动的时间不多，人数不多，且在活动中还会受到各种因素的干扰。
　　3、鉴于现有的教育制度及考试制度的影响，培养学生创新能力的评估指标不能体现，学生的学业成绩与创新能力两者之间的关系不能很好地理解。
　　总之，在化学试验中培养学生的创新精神只是创新教育中的一个环节，学科教学中培养学生的创新精神和创造能力是全体教师共同肩负的一项长期的工程。它不仅需要家庭和社会的理解和支持，更需要教师要有耐心和意志，有坚定的信心和实际行动。