实验探究是创新教育的有效方法

许荣胜

（南京市第二十七高级中学江苏南京210001）

实验探究是创新教育的有效方法

许荣胜

（南京市第二十七高级中学江苏南京210001）

文章从实验探究对创新教育的意义、实验探究活动的特点、实验探究的具体内容和方法几个方面进行了阐述。

实验探究；创新意识；合作学习

创新教育是当前教育改革的热点,其思想已广泛被教师所接受,其理论也在逐步的完善。创新的内容很广泛,对学生的创新是指学生在教育的过程中,根据他们的年龄、心理、智力、兴趣等特征,结合教育内容进行有计划、有目的、有步骤地创造性的思维品质训练,重视培养学生的知识、技能综合能力、问题探索能力及解决问题的实际能力。实验探究给学生提供了一个通过探究活动来学习化学知识的实践途径。它摒弃了原先经验式的教学方法,把重点从实验结论转向实验设计过程,从而将化学学习置于探究下,利用已有的知识、信息、技能进行一种研究性学习。通过对整个实验过程的合理设计、科学论证,让学生在探究中获得新发现,从而培养学生的创新意识和能力,是创新教育的有效途径和方法之一。

一、实验探究对创新教育的意义

1.培养观察、思考问题的敏感性与精密性

化学反应往往伴随有发光发热、颜色变化、产生沉淀和气体等各种现象。教师通过引导学生观察这些现象变化并提出问题,让学生对这些现象加以分析、思考、推测,寻找问题的根源。学生通过实验操作,验证推测正确与否,有时可能会出现一些没有考虑到的问题,从而进一步促进学生对实验方案进行重新分析、讨论、重组,达到真正地认识物质的本质。通过这种方法,既很好地培养学生学习科学的敏锐观察力、分析力,又提高了解决问题的实际能力,为创新教育打下基础。

2.培养学生科学学习方法的有效性

科学方法教育包括科学思想、科学态度和科学世界观的教育。实验探究教学对学生进行这方面的教育有着得天独厚的优势。通过具体的探究活动,引导学生有目的地去观察、实验和体验,养成对事物和现象习惯性思考分析,并进行科学地抽象、概括、推理实践,使学生进一步认识自然科学是不断变化发展的。必须以实事求是的科学态度,按照规律、方法进行研究,进而能真正地进行创新性学习。

3.创造动手动脑的环境

创新的基础在于对所掌握的知识进行重新组织,解决新问题,获得新成果。探究活动给学生创造了动手的环境,是培养学生能力、形成志向的有效途径。探究式教学较之经验教学在培养学生实验技能的综合能力、解决问题的实际能力方面有更广、更高的要求,它从多方面向学生提供学习、实践和创造的机会,使学生的特长得到充分发挥,从而为开发学生的创造能力奠定基础。

二、实验探究活动的特点

1.灵活性

创造思维的灵活性是指摒弃以往的习惯思维方法,开创不同方向的能力。例如,游戏实验“捉迷藏”,材料：滤纸、玻璃棒、浓氨水、浓盐酸、酚酞试液,让图画自行出现或消失。在这基础上,可将实验药品加以扩充,要求学生找出几种不同的试剂及方法进行实验重组,并作出比较,写出相关的结论。这样既轻松地解决了盐酸与指示剂的变色情况,又得出酸碱通性的原因,并认识了浓盐酸、浓氨水、酚酞的物理性质。这种简单、灵活的探究活动,既能使学生掌握基本知识,又显示了创新、探究的目的。

2.实践性

化学探究实验的一个重要特征就是实践性,它对于学生创造思维的发展有着重要的影响。例如,对学生来说较难掌握的金属活动性大小的判断,就可以利用工厂废液进行实验验证。如冲洗照片的废液中含有大量的Ag+、Zn2+、Fe3+,要求回收纯银,并得到副产品硫酸亚铁。我们先要求各小组进行理论分析,然后进行实验操作,在操作中完善实验方案,最后对比得出最佳设计方案。通过活动把原先书本中的理论,转化为真正的实践认识,进一步理解金属活动性的强弱与得失电子能力的强弱关系,从而能真正掌握并灵活应用。

3.开放性

创造思维的开放性在于创造与实践相结合,而探究活动的场所也并不限于教室、实验室。让学生广泛地接触社会生活,接触生产实际。这不仅可以让学生进一步掌握书本知识,而且可拓宽并深化教材知识,真正地学以致用。它可以以自然现象、生产、生活为对象,进行化学实验研究,在反馈知识的同时,也能满足学生的兴趣爱好,从而体现创造的目的、方法。例如,可以带学生到秦淮河进行水污染情况的调查,到化工厂附近进行酸雨含量的测定等。

4.趣味性

化学实验现象是奇妙的,会使学生感到新鲜、惊奇,易对化学产生浓厚的兴趣,教师要善于用演示实验去诱发学生的好奇心、求知欲,从而唤起学生的创新意识。例如：“烧不坏的手帕”、“魔棒点灯”、“清水变牛奶”等,这些实验在学生眼中,类似魔术表演,易激发学生积极思考,开展探究活动,寻找现象发生原理。根据原理,又可设计出不同的实验游戏。从而让学生在娱乐中学知识、学科学,在愉快的气氛中把学习科学的智力活动转化为自己的爱好、追求,进而上升为自觉地探索创新。

三、实验探究的具体内容和方法

教师教学的目的是激发学生主动学习的精神和状态,使学生创新性地主动学习和发展,创新的目的更在于创造与开发,这就要求教师改变以往的经验式教学法,建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的学习方式,让学生享受学习的快乐和幸福,使学生成为学习的主体,教师通过鼓励、引导、协作,培养他们的合作学习的意识和能力。

1.激发兴趣，唤起创新意识

化学教学必须重视、加强实验教学,激发学生学习兴趣。俗话说“兴趣是最好的老师”,托尔斯泰曾经说过“成功的教育,所需的不是强制,而是激活学生的兴趣”。只有学生对化学科学有着强烈的探索欲望和对化学知识及规律的拥有欲以及将所学知识应用于日常生活造福人类的动机,才可能激发创新潜能,才可能产生创新欲望。因此,在教学过程中要善于用一些集色、态、味、光、声于一体的实验给学生强烈的视觉刺激来吸引学生的兴趣,激发他们的求知欲,如金属钠与水的反应、镁条燃烧、喷泉实验、铝热反应、银镜反应等。初三学生刚接触化学时,要注重引导学生学会观察、思考每一步操作方法,对于一些简单的实验,如：水的蒸发,可以在教师的指导下让学生自行完成。同时,就观察到的实验现象、结果,学会联系生活实际,如木材制桌椅、木材燃烧等。在这样一个充满好奇、活跃的活动中,学生既轻松地理解了物理变化、化学变化这两个基本概念,又同时理论联系实际,实际反馈理论。兴趣盎然地观察与动手操作,既能帮助学生更易理解掌握基础知识,更能活跃学生的思维,营造积极思考的氛围,从而使学生把学习化学的单纯兴趣,转化为学习的动力,唤起创新意识。另外,要善于创设问题情境激思激趣,理论联系实际。如讲解化学在尖端科技工农业生产、环保问题上的巨大作用；讲述结晶牛胰岛素的合成、侯德榜制碱法等化学史激发学生为祖国的繁荣富强而发奋学习的社会性动机等。

2.原理、理论的探索认识，培养创新精神

创造性思维的特征之一就是思考问题的独特性,是指产生不同寻常的反应和打破常规的那种能力,此外还有重新定义或新的方式对所见所闻加以重新组织的能力。探究性实验较以往的经验式实验的不同之处就在于,通过学生的自主或研究性实验操作,得出结论、验证原理,这种结论学生记得牢,又能将它灵活运用,更能拓宽、深化其知识面。例如,初中时学习氧气的性质中,学生已经初步掌握了制取气体的一般原理和方法。那么在学习氢气的制取中,教师可以指导学生根据这样的步骤,进行研究性的探究活动,找出制取的原理、原料、发生装置和收集装置,教师可以给出适当的提示,给出实验所需仪器和药品,然后让学生进行小组合作活动,进行探究操作,设计实验方案,集体讨论各小组的结论,找出最佳方案。另外,教师也可以提供一些复杂的仪器组合装置,促进学生积极思考。教师还可以进行演示操作,让学生观察、思考并提出问题。有些问题学生通过合作讨论可以自行解决,还有一些也可在教师的帮助下完成。这时,他们的探究兴趣就越发高涨了,那就顺势提出,对装置这样检查气密性？若漏气这么办？能否用原来的方法呢？这时肯定又要冥思苦想了吧,当然不,提供相应的仪器,动手吧！通过这种探究性实验重组操作,一定能很好地培养学生思考问题的独特性,为创造性思维发展提供多变渠道,培养创新精神。再如学习原电池知识后,可布置一个课外作业：利用生活中的某些物品自制简易的原电池。学生完成后,再组织学生一起分析、讨论、比较设计方案的可行性和优缺点等。对好的方案,特别是有创新的方案,进行表扬和奖励,鼓励学生创新,调动学生的创新积极性和主动性。

3.注重联系生活实际，培养创新能力

创新理论的最根本要求在于学习要融入生活、提高生活品质,即有所创造。探究性实验对于创新思维的发展,其中一个重要内容就是要融入生活。鼓励学生多观察生活,观察社会,在进行观察训练时,要激发观察兴趣,要明确目的任务,要教给学生观察的方法,有计划、有步骤,随处留意、善于发现有价值的细节,及时做好观察记录和观察总结。可以让学生进行社会调查,到工厂、农村、商店等地进行参观、访问、调查。写出专题调查报告,并联系社会实际,提出改进意见和措施,条件许可的可以进行研究方案,并帮助实施。例如,水资源短缺、温室效应、酸雨、光化学烟雾等环境问题的日益加剧,已引起社会各界的重视,化学教学作为环保活动中的重要一项,就要提高学生对环境保护的认识。再如,检测某化工厂排放的废水或被污染的河水的成分,要求活动小组设计出合理的实验方案：一、实验步骤,二、实验仪器和药品,三、实验报告。其中涉及的问题,如（1)取样过程,（2)物理性质,（3)离子检验（先后顺序、干扰因素、判断比较),（4)过滤,（5)蒸发等基本操作,这一系列的问题就充分体现了学生研究实际问题的逻辑思维是否严密,体现了创造思维的严密性,在很大程度上说明学生掌握知识的牢固程度,化学操作技能的综合能力,以及解决问题的实践能力。在这样的活动中,学生不仅体验了研究问题的科学方法,而且培养了学生实事求是,严肃认真的科学态度,创新能力也得到了发展。

4.开展丰富多彩的课外活动和科技活动，培养合作学习的良好习惯

创新能力是进行创新的关键。创新活动的基础是科技活动,科技活动的开展状况深刻地左右着创新活动。为此在教学过程中必须千方百计、想方设法开展科技活动。没有条件必须创造条件。从课外兴趣小组开始,建立初步的创新活动的基础。通过教师的指导,充分发挥学生的创新能力。比如：可以先让学生完成课本上的家庭小实验；再结合课本,适当补充学习一些课外知识,拓宽知识面,进行一些趣味性强,而且有意义的实验；并引导学生撰写科技小论文,充分展示学生的创新才华。此外,丰富多彩的课外活动,既能让学生在紧张的学习之余轻松一下,又能使学生在愉悦的气氛中巩固所学知识,课外活动的内容主要有“化学游戏”、“知识讲座”、“化学展览”、“知识竞赛”、“环境调查”等。这些活动学生需在教师的推荐指导下,查找相关资料,定期举办,这样既保持学生学习化学的兴趣,又培养了学生合作学习的良好习惯。

总之,实施素质教育,培养创新人才是当前教育改革的主旋律,教师要通过各种手段、多种渠道,了解化学的新知识、发展的新动向,同时也要了解相关学科知识,更深层次地把握知识和运用知识,在探索、创新中培养学生创新能力,在实践中培养适应未来社会发展所需的创新人才。

［1］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验)［M］.北京：人民教育出版社，2003.4

［2］王祖浩，王磊.普通高中化学课程标准（实验)解读［M］.武汉：湖北教育出版社，2004.4

［3］徐方瞿.创新与创造教育［M］.上海：上海教育出版社，1998.12

［4］王锦科.优化演示实验培养创新能力［J］.教学仪器与实验，2001，（12)

1008-0546（2011）04-0012-03

G632.41

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.04.006