通过实验教学培养学生的创新能力

湛良艳

化学是以一门实验为基础的科学，新课标的高中化学更是突出实验的重要位置。那么在实施新课程的过程中，如何上好实验课，使学生从实验出发理解化学概念和原理，培养学生分析和解决问题的能力，成为化学教师应该探讨的问题。本文主要谈如何通过实验教学培养学生的创新能力。

培养学生的创新能力，造就一批具有创新精神的高素质人才，是当今教育改革的一个重要课题。化学是一门以实验为基础的科学，实验能激发学生的兴趣，有助于学生理解化学原理、概念，巩固化学知识，培养学生分析问题、解决问题的能力。因此，探究化学实验为培养学生的创新精神和实践能力提供了最佳环境。本文探讨通过创新各种化学实验教学来深化和创新知识，对学生进行多种思维方法的训练来培养学生的创新精神。

以演示实验为主线，奠定创新基础

创新的核心是思维，而思维是从问题开始的。只有发现问题，才能引起解决问题的思维活动。因此，教师应注意诱导学生质疑问难，让实验成为学生探求知识的有力途径。为此，在课堂教学中，为培养学生能力，开发智力，笔者把很多只由教师演示的实验，改为由几位学生上台一道随笔者讲解进行实验，也就是边讲边实验。这样既可以方便学生观察，活跃课堂气氛，又能培养学生实验操作能力。例如在学习“氯气的生产原理”时，笔者对实验部分就是这样处理的。先让学生回忆水中通入直流电的有关现象、反应方程式之后，笔者提示：“将电极插入食盐水中，接上直流电，现象又会怎样呢?”因为学生以预习，所以有的学生脱口而出：“现象不同。”笔者马上说：“还是让事实来说话吧!不过，你们思考一下为什么不同？”笔者首先让学生观看关于“浩瀚的大海”“海水晒盐”“氯气的用途”的录像，请学生观看氯碱工厂生产氯气的流程图，使学生知道海水中存大量的氯化钠，明白氯气的应用、生产原理等问题，然后与学生一道完成电解饱和食盐水的实验。实验内容包括：1）电解饱和食盐水实验装置的连接；2）接通直流电源进行电解；3）检验倒扣在铁钉上的试管中收集的气体；4）观察倒扣在碳棒上的试管中气体的颜色，闻一闻气体的气味。引导学生观察实验现象并记录，启发学生思考回答实验中产生的问题，形成科学的结论。

实验证明，边讲边实验教学是可行的好方法之一，经过这样训练的学生，操作能力，观察能力都比以前有明显提高。实验经这样处理，使学生处于积极思维状态，变成学习的主人，不断发现问题，解决问题。

通过设计性实验，激发学生的创新意识

创新能力不是天生固有的，而要靠后天培养，创新意识是创造发明的前提。要强化学生学习问题的意识，培养学生的创新意识，首先激发创新兴趣。化学是一门自然科学，在化学教学中，创新活动主要以创造实验为表现形式。在化学实验中运用知识，不仅是学习知识，而且是创新的必要途径。设计性实验能激发学生创新欲望，对培养创新意识和创新能力等方面都起到重要作用。例如在学习Fe2+、Fe3+转化的探索实验，让学生在课前自己完成实验的猜想和设计，在课堂上让学生进行交流、讨论和完善，并从中筛选出安全、有效的设计方案进行实验。这个实验的设计宗旨是让学生模拟和体验科学研究的过程，即：问题→猜想→设计实验→探索研究→解决问题。以下是Fe2+转化为Fe3+的研究过程。

1）提出问题：Fe2+如何才能转化为Fe3+？

2）猜想：Fe2+→Fe3+，元素的化合价升高，因此在变化过程中，Fe2+作还原剂，需加强氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3、酸性KMnO4溶液等）。

3）设计实验：向试管中加入1 ml 0.1 mol.L-1的氯化亚铁溶液，加入几滴新制氯水，振荡，再向试管中滴入3滴KSCN溶液，观察现象（溶液变血红色）。

4）探索研究：Cl2是强氧化剂，可氧化Fe2+——2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，产生的Fe3+与SCN-反应生成血红色物质。

5）解决问题：Fe2+转化为Fe3+时，需加入强氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3、酸性KMnO4溶液等）。

对于Fe3+转化为Fe2+时，研究类似，结果：Fe3+转化为Fe2+时，需加入强还原剂（如Fe、Cu、I-等）。通过实验探索，使学生的创新兴趣得到充分挖掘，激发创新意识的产生，推动创造力的形成。

通过学生分组和课外实验，激发学生的创新能力

许多心理学家和创造学家认为，创造由模仿开始，然后才逐步发展为独立创造。因此，让学生重复科学家的研究思路，不仅亲自获取新知，而且引发创新思维、创新能力。化学创造能力是指进行化学创造活动获得创造成果的能力，是一般的创新能力在化学研究和化学学习领域中的特殊表现。目前教材中所要求的学生实验中，都规定相应的实验目的、实验用品和实验步骤，若让学生按教材的实验步骤进行演示，实际上是性质的验证实验，达不到培养学生创造能力的目的；而在分组实验中，让学生去发现，去创新，这样就可以锻炼学生的创造实践能力。例如讲“氯气的性质”时，让学生自己动手实验，学生通过自己的实践很快就掌握氯气的化学性质。

在教学实践中积极开展课外实验活动，引导学生走出课堂，参观厂矿，探索分析实际生活中的一些化学现象，设计实验习题，可以使学生增长知识，扩大视野，开发智力，激发学生探索研究化学问题的浓厚兴趣，提高学生创新能力。笔者结合课堂内容进行课外实验活动，主要有2种形式。

参观厂矿，考察生活如结合“氯气的生产原理”，组织学生参观烧碱厂，参观硬水软化，粗食盐水的过滤，电解饱和食盐水产生烧碱，产生的H2、Cl2引燃，制盐酸的整个流程，加强电解食盐水的知识；结合“铁的冶炼”，组织学生参观钢铁厂，了解高炉炼铁、转炉炼钢的原理，对培养、激发学生的创新能力有深刻的现实意义。

成立课外实验活动兴趣小组成立兴趣小组，利用课余时间，有目的、有计划地开展课外实验。一方面，可以培养老师的小助手；另一方面，可以培养化学尖子生。笔者指导学生在课外活动中开展小实验，如加碘盐的鉴定、腐竹中有无淀粉、酸雨测定、净水变色、白纸显字等。学生通过动手操作实验，认识和理解化学对人和社会的贡献和价值，认识化学就在身边，化学与生活息息相关，使学生勇于探索，勇于实践，更好地培养创新能力。

总之，通过演示实验、设计性实验、学生分组实验和课外活动实验等创新实验手段，充分调动学生的求异思维、发散思维和非定势思维，不断提高学生的创新能力和实践能力，提高教学效果，全面提高化学教学质量，效果明显，值得推广借鉴。

（作者单位：湖南省汨罗市第四中学）