【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新能力；化學實驗教學；實驗設(shè)計

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，通過實驗現(xiàn)象的觀察和分析得到結(jié)論。傳統(tǒng)的中學化學實驗教學有幾個特點，第一，實驗教學的形式是以演示實驗為主；第二，演示實驗以驗證性實驗為主；第三，實驗手段和儀器設(shè)備比較簡單，條件控制不太嚴格，實驗方案常用模糊語言描述。中學化學實驗一般只注重實驗的驗證性，按課本所給條件及步驟來學習某種物質(zhì)的制取方法，驗證某種物質(zhì)的性質(zhì)或驗證某個化學反應(yīng)原理。驗證性實驗的優(yōu)點是有利于學生加深理解教師在課堂上講解的內(nèi)容，使學生在驗證前人結(jié)論的同時，加深對有關(guān)性質(zhì)的理解，提高自己的實驗?zāi)芰?。但是這種化學實驗教學模式僅僅重視化學知識的傳授，師生們重視的只是實驗的結(jié)果及其結(jié)論。實驗教學的目的也只在于驗證這些結(jié)論，而對實驗過程中的探索，實驗方案的設(shè)計，素質(zhì)教育所提倡的科學思想、科學態(tài)度的培養(yǎng)，在實驗教學中則很少涉及到。這樣的實驗課，學生是被動的，依賴性的，實驗的結(jié)論教師在課堂上已經(jīng)講過，不利于學生的主動發(fā)展，不利于啟發(fā)他們主動學習、激發(fā)他們的創(chuàng)造意識。這些都與新的教育理念不相符，不能適應(yīng)社會的發(fā)展、化學科學的發(fā)展。因此，開發(fā)中學化學實驗教學的新功能，創(chuàng)新化學實驗的教學方法，是素質(zhì)教育的要求，是塑造學生創(chuàng)造性人格的重要途徑。

何謂創(chuàng)新能力？創(chuàng)新能力包括學習能力，分析能力，綜合能力，想像能力，批判能力，創(chuàng)造能力，解決問題的能力，實踐能力，組織協(xié)調(diào)能力及事例多種能力的能力。著名心理學家特孟（L.M.Terman）的研究發(fā)現(xiàn)，有創(chuàng)新能力的人具有完成任務(wù)的堅毅精神、自信而有進取心、謹慎、好勝心強等人格特點。要使學生具備創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，最重要的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新型人格，學生具備了創(chuàng)新型人格特征，就可能具有創(chuàng)新意識，繼而具有創(chuàng)新能力。

化學實驗可以幫助學生形成化學概念，鞏固化學知識；獲得化學實驗技能，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度；實驗是化學的靈魂，是化學的魅力和激發(fā)學生學習興趣的源泉。化學實驗是化學教學中重要的組成部分，是落實教學目標的有效手段，它的直觀、真切和印象深刻的特點不僅激發(fā)學生的學習興趣，更對學生理解化學原理、鞏固化學知識有關(guān)有力的驗證作用。

1 化學實驗與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

創(chuàng)新意識（Sense of innovation）是指人們根據(jù)社會和個體生活發(fā)展的需要，引起創(chuàng)造前所未有的事物或觀念的動機，并在創(chuàng)造活動中表現(xiàn)出的意向、愿望和設(shè)想。它是人類意識活動中的一種積極的、富有成果性的表現(xiàn)形式，是人們進行創(chuàng)造活動的出發(fā)點和內(nèi)在動力；是創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造力的前提。創(chuàng)新意識是創(chuàng)造人才所必需具備的。教育部門以此為教學改革的重點之一，一個具有創(chuàng)新意識的民族就有希望成為知識經(jīng)濟時代的科技強國。

化學實驗?zāi)芤饘W生濃厚的認識興趣，實驗興趣作為認識興趣的一種重要形式，在化學教學中發(fā)揮著較強的動機功能。實驗興趣包括探究興趣和創(chuàng)造興趣。探究興趣和創(chuàng)造興趣引導(dǎo)學生通過親身體驗獲取新知，把教學過程轉(zhuǎn)化為學生自覺進行探索新知的過程，使學生積極主動地在學習中體驗探索的樂趣，是推動學生學習化學的強勁動力，教師在教學中一方面要注意鼓勵和保護。

探究性實驗是由教師、學生運用實驗手段，探究未知的實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，并在獲得現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出實驗結(jié)論。如在《鈉》的教學中，教師就可設(shè)置以下問題組織學生通過實驗進行探究。

步驟1.用鑷子取鈉塊置于玻璃片上，用濾紙吸干表面的煤油，并用小刀切下綠豆大的一塊鈉，觀察斷面呈什么顏色？將金屬鈉在空氣中放置幾分鐘又有什么變化？將一小塊鈉放在坩堝上加熱可觀察到什么現(xiàn)象？

步驟2.為什么要用濾紙吸干煉油？為什么要用鑷子而不能直接用手拿？

步驟3.將金屬鈉投入水中有什么現(xiàn)象？為什么？如果水中未加鈉前已滴入酚酞試液，反應(yīng)后溶液顏色會有什么變化？為什么？

步驟4.鈉如果投入到稀鹽酸中，反應(yīng)比與水反應(yīng)劇烈嗎？為什么？

步驟5.在金屬活動順序表中，鈉位于銅之前，把鈉塊投入到硫酸銅溶液中，能置換出銅嗎？請通過實驗驗證你的結(jié)論。

步驟6.在大試管中注入煤油和水各3mL，靜置后，將一小粒鈉投入試管內(nèi)，發(fā)生什么現(xiàn)象？

步驟7.通過實驗驗證你的結(jié)論，并解釋原因。

步驟8.對課本中“鈉與水反應(yīng)”的實驗裝置，你能提出幾種改進方案？

通過一系列的問題，有計劃、有目的地引導(dǎo)學生自主探究，能夠培養(yǎng)學生動手操作能力，提高觀察能力，使學生在獲得化學知識同時，體驗到探究的樂趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

教師在實驗教學中，結(jié)合具體的教學情景，把一些驗證性實驗改為探索性實驗，即先做實驗，分析實驗，而后得出結(jié)論，層層深入、逐步推導(dǎo)，使學生思維一直處于積極探究的狀態(tài)中，以喚起學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維能力。此外，還可通過引導(dǎo)學生改進實驗， 設(shè)計新的實驗方案，用研究性學習的方法，讓學生探究解決實驗問題的新方案等，培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。如對高一的Na2CO3與NaHCO3熱穩(wěn)定性對比實驗，引導(dǎo)學生對教材的裝置進行改進，使Na2CO3與NaHCO3所處的外部條件相同，受熱時間相同，設(shè)計出“套管實驗”裝置。

2 化學實驗的創(chuàng)造功能與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

化學實驗的另一重要功能是它的創(chuàng)造性，通過實驗，可以讓學生對理論知識加深理解，對物質(zhì)性質(zhì)加深記憶，對實驗儀器的作用和使用全面理解，尤其是讓學生自行設(shè)計的實驗，可使學生綜合能力、創(chuàng)造能力得到全面的提高。因此化學實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的重要途徑。

例如在學習Fe（OH）2的制備和性質(zhì)時，先學生清楚Fe（OH）2的顏色及溶解性，然后按常規(guī)讓學生將Na0H溶液滴入到新制的FeSO4溶液中，觀察現(xiàn)象，學生會發(fā)現(xiàn)并沒有得到白色絮狀沉淀，而是灰綠色的沉淀。這一“反?！爆F(xiàn)象會引起了學生的思考，是實驗藥品問題還是什么原因呢？經(jīng)多次實驗，并分析二價鐵的性質(zhì)，學生會認識到原因所在。這時，學生會考慮如何能減少與氧氣的接觸?？梢愿淖冏龇?，將滴管伸入液面下來做，可照此操作一遍后還是觀察不到白色絮狀沉淀。此時會有學生想到久制的NaOH溶液中溶解了氧氣，換一瓶已煮沸后的Na0H溶液再操作，先是得到了白色沉淀，但過一會兒就轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，以后逐漸變?yōu)榧t褐色，教師可以進一步引導(dǎo)學生討論：怎樣才能隔絕空氣，使生成的Fe（OH）2氧化速率減慢？經(jīng)過一系列的觀察與思考，學生探索新知識的熱情就被激發(fā)了，提出了許多改進實驗的方法，師生一起討論、假設(shè)、理論分析，比較各種方法，最后選用在新制FeSO4溶液液面上滴加幾滴苯，形成液封，再將滴管深入液面下，滴加煮沸過的Na0H溶液，最后制得了白色的Fe（OH）2沉淀，并保持了較長時間。

實驗教學應(yīng)注意培養(yǎng)學生的批判創(chuàng)新能力，教材上有的實驗的設(shè)計有缺陷，做實驗時常會出現(xiàn)預(yù)料之外的現(xiàn)象，教師不能怕麻煩而使實驗“輕松失敗”，甚至當學生裝提出問題時加以搪塞，扼殺學生的求知欲望，教師應(yīng)把握時機，引導(dǎo)學生對異?，F(xiàn)象進行探究，改進實驗，設(shè)計出更好的方案。

創(chuàng)新力的開發(fā)是一個日積月累的過程，化學教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，主要是通過化學教學的各個環(huán)節(jié)中，教師有意識地創(chuàng)設(shè)適合于學生創(chuàng)造的環(huán)境，使學生在學習的實踐中養(yǎng)成銳意創(chuàng)新的習慣。要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，必須徹底轉(zhuǎn)變教育觀念，改革化學課堂教學，由傳授知識為主變?yōu)橐詫W生自主探索、創(chuàng)新為基礎(chǔ)的新型的教學過程。

中學化學教材中有許多體現(xiàn)探索性和創(chuàng)造性的實驗，作為教師應(yīng)挖掘?qū)嶒灲虒W的內(nèi)涵，將理論知識、實驗知識、實驗方法與操作有機地統(tǒng)一起來，調(diào)動學生的興趣和學習積極性，使他們始終處于不斷探索的情景中，不斷開拓進取，長此下去，學生的創(chuàng)造性思維必然能得到很好的發(fā)展，對待科學的探索、創(chuàng)新意識和態(tài)度也將會逐漸地形成。

3 化學實驗的方法論功能與科學方法的培養(yǎng)

科學方法是指人在認識自然和改造自然的過程中所遵循的途徑以及使用的手段?？茖W方法反映了科學知識的發(fā)生和發(fā)展的過程，是理解科學知識的綱領(lǐng)，也是應(yīng)用科學知識解決實際問題的橋梁。通過實驗進行科學方法的訓練，讓學生通過實驗發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、探索問題，是對學生進行科學方法教育，提高學生的科學素養(yǎng)的有效途徑。教師應(yīng)鼓勵他們大膽提出問題。化學實驗中有不少可以讓學生親自體驗化學知識、定律、原理的形成和發(fā)展過程的題材。例如：元素性質(zhì)的周期性變化、質(zhì)量守恒定律、勒沙特列原理等。

通過實驗教學可以使學生體驗到科學的認識的一般過程是由“感性（實驗）一理性（通過實驗記錄抽象出來的結(jié)論）一應(yīng)用（運用已學到的知識解決問題）的過程。同時教給學生科學認識過程的一些具體的科學方法，如實驗方案的設(shè)計方法、實驗測定方法、控制實驗條件的方法、記錄方法等。如一氧化氮的制備，因種種原因得到的氣體總是呈淺棕黃色的，如何得到無色的一氧化氮氣體呢？引導(dǎo)學生分析制備一氧化氮的原理是：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O裝置應(yīng)用固液反應(yīng)加熱制氣的裝置。一氧化氮究竟在哪些環(huán)節(jié)容易被氧化呢？顯然是燒瓶、導(dǎo)管內(nèi)殘留的空氣；稀硝酸、水中溶解的氧氣是一氧化氮被氧化的原因。要排盡容器內(nèi)的空氣是不容易的，能否換一種思路，用硝酸來隔絕空氣？一步步引導(dǎo)學生對實驗進行改進，設(shè)計出可行的方法。具體方法是：

（1）用單孔塞塞住U型管較短的管口，并插入分液漏斗，將分液漏斗活塞打開，從U型管較長的管口注入稀硝酸，直到單孔塞的下沿，且液面上不再留有氣泡為止，保證銅絲與稀硝酸接觸時無空氣。

（2）關(guān)閉活塞，可用酒精燈在U型管的短管一側(cè)加熱，當銅絲上有氣泡產(chǎn)生時，立即撤酒精燈，銅絲與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體將硝酸溶液排向長管，使銅絲與稀硝酸脫離接觸后，反應(yīng)自行停止，在U型管的短管內(nèi)可以很清楚地觀察到無色的一氧化氮氣體。高一過氧化氫的教學中，讓學生設(shè)計—個用過氧化氫為原料，MnO2作催化劑制取氧氣的實驗，而且希望能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。學生們首先考慮到這是一個固+液→氣的反應(yīng)而選用啟普發(fā)生器，但一裝藥品，就發(fā)現(xiàn)不行，因為二氧化錳是一種粉末狀固體，把它放入啟普發(fā)生器后會掉到下層，后來又設(shè)計了燒瓶配單孔塞的裝置，但是實驗證明它不能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。于是又設(shè)計了圓底燒瓶+分液漏斗的裝置，但滴入過氧化氫后，由于瓶內(nèi)壓力過大，再滴過氧化氫時易受阻而難滴下，再改進，設(shè)計了在分液漏斗下部用小試管液封的裝置，避免過氧化氫因滴下受阻，從而解決了問題。

4 化學實驗的德育功能與科學態(tài)度、協(xié)作精神的培養(yǎng)

化學實驗教學中蘊含著豐富的教育內(nèi)容，化學實驗本身體現(xiàn)和反映了辯證唯物主義思想。充分發(fā)掘其德育因素，有利于學生逐步形成辯證唯物主義的觀點。通過實驗可以培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度。在化學實驗中，有時要求學生細致地多方面地進行觀察；有的實驗較緩慢，要求學生要有耐心；有的實驗不易一次成功，需要多做幾次，多考慮各種條件的影響，這就要求學生要有毅力，不怕困難，多思考；有的實驗結(jié)果與書本上的結(jié)論不完全一致，這就要求學生要尊重實驗現(xiàn)象和事實，并找出原因，考慮各種因素對實驗的影響，認真解釋，決不臆造事實。要培養(yǎng)學生的科學態(tài)度，教師首先必須言傳身教，要求教師在做演示實驗前必須進行周密的準備，保證課堂演示順利進行，效果良好，操作要規(guī)范、準確、熟練。要注意培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。每次分組實驗前都要求學生在充分預(yù)習實驗內(nèi)容、明確實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上寫好預(yù)習報告；實驗時教師簡要講解實驗原理及注意事項；實驗過程中要求學生嚴格遵守實驗規(guī)則，及時記錄實驗現(xiàn)象，實事求是填寫實驗效果及儀器使用情況，實事求是寫好實驗報告；每次實驗對其中一組學生進行重點考核，對其基本操作、技能、實驗習慣進行評價。使學生逐漸養(yǎng)成實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度，良好的實驗習慣。這種教育的效果甚至會影響學生的一生，是其他形式的教育無法代替的。同時分組討論、分組實驗，也是促進學生集體配合，團結(jié)協(xié)作的好機會。我們還可讓學生分小組開展化學實驗研究性學習，對課本的實驗進行深層次的研究，或改進課本的實驗，或進行實驗方案的設(shè)計等，使學生學會分工合作，學會分享。此外可通過實驗操作比賽、實驗設(shè)計大賽等實驗競賽活動，培養(yǎng)學生的合作精神和競爭意識。