在化学实验中如何培养学生的创新思维

梁日富

摘 要：化学实验中如何激发学生的创新思维，培养学生的创新思维能力，已成为越来越多的化学教师关注的问题。教师要以实验为基础，创设实验情境，充分利用教材中的趣味素材，培养学生的创新思维和逆向思维。

关键词：化学实验；实验情境；创新思维

化学是一门以实验为基础的自然学科，其最大特点是让学生观察的机会多，动手、动脑思考的机会多。因此，实验教学对于学生创新思维能力的培养和发展有着重要的作用。在化学教学中，作者采用以下方法，就提高学生的创新思维能力这一论题作了初步的探讨。

一、创设实验情境，培养学生的创新思维

知识是在一定的情境中产生的，学生学到知识后，要将知识转化为能力，需要对情境有深刻的理解。化学实验为学生提供一个真实而完整的问题情境，使学生产生求知的需要，并通过合作学习和主动探索，亲身经历发现问题、形成问题到解决问题，即获得“真知”。在教学过程中，教师通过创设实验情境，能很好地培养学生的创新思维能力。

例如，在讲授二氧化硫性质时设计这样一个命题：

实验（1）：把二氧化硫气体通入盛有品红溶液的试管里，观察品红溶液红色褪去。把试管加热，再观察，溶液红色又显示出来。

实验（2）：把氯水滴入盛有品红溶液的试管里，观察品红溶液红色褪去。把试管加热，再观察，溶液始终不显示红色。

问：从实验（1）（2）中你能得出哪些结论？如果改用双氧水或臭氧替代氯水做上述对比实验，实验结果又如何？显然，这组实验一方面可以引发学生正向思维，联系氯水的漂白性原理，另一方面也可以激发学生逆向思维，推断二氧化硫与品红发生了可逆反应，生成不稳定的无色物质，受热又分解出二氧化硫，其反应可表示为：SO2+品红=无色物质+Q（热量），这不仅为探索SO2的漂白性提供了丰富的感性材料，而且易于激发学生对H2O2、O3的漂白性原理的主动探索研究，也为以后学习可逆反应的化学平衡原理的教学奠定了良好的基础。

二、变验证式实验为探究式实验，培养学生的创新思维

在教学过程中，教师可根据教材内容特点，把一些验证式实验通过创设问题情境变为探究式实验，模拟发现知识的过程，使学生了解科学家怎样认识世界，怎样解决需要探索的问题。例如，铜与稀硝酸反应这个实验，由于反应生成的NO极易被空气中的O2氧化生成红棕色的NO2气体，学生难以观察到应有的实验现象。通过对实验装置的改进（如下图），就可以克服上述缺点。打开分液漏斗活塞，用稀硝酸装满U型管，将管内空气排除，然后关闭活塞进行反应，生成的NO气体将稀硝酸排入右端的漏斗中，避免了生成的NO气体与空气中O2接触的可能，而且将NO气体的制备与性质融为一体。学生既可以清楚地看到实验的主要产物一一无色微溶于水的NO气体和蓝色的硝酸铜溶液；当打开分液漏斗的活塞时，又可演示NO与O2反应生成红棕色NO2气体，避免了NO2气体对空气形成污染，且该装置能重复使用。经过实验改进，既弥补了书上实验的不足，满足了学生渴望成功的心理，又提升了创新能力。

三、充分挖掘实验中的趣味性素材，延伸学生的创新思维触角

兴趣是最好的老师。教师可利用兴趣这个“催化剂”来激发学生探求化学知识的欲望。

例如，检验三价铁离子，先将黄纸剪成一朵花的形状，然后将黄纸用硫氰化钾溶液浸湿，晾干后备用。实验时向玩具打水枪内注入氯化铁溶液，再用水枪向一张普通黄纸射击，以示枪内无红色物质。最后向花瓣射击，结果花瓣呈现一片红色，顿时，学生们兴趣大增。这个实验留给学生的印象极深，充分调动了学生思维的积极性，使学生处于一种兴奋的状态，在轻松愉快的情境中掌握了知识，创新思维也得到了培养。

实践证明，学生的求知欲一旦被激发，对学习产生了兴趣，对问题的思考就变得饶有趣味，学习就不再是沉重的负担。中学化学实验大都具有知识性、趣味性兼备的特点，注意利用这些特点，挖掘实验中的趣味性素材，有利于教师活跃课堂气氛，激发学生对问题思考的兴趣，从而在宽松、活泼的课堂氛围中提高了课堂效率。

四、设计实验，培养学生的创新思维

设计实验就是根据实验课题所提出的实验目的，让学生在学得的化学知识和实验技能技巧的基础上，选择恰当的实验方案来解决问题的过程。设计实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要求他们灵活地、创造性地综合运用这些知识和技能。

例如，以测定CaCO3纯度为课题，具体要求学生按化学实验报告的形式，写出实验目的、实验原理、实验器材及药品、实验过程、实验现象，并对实验时可能出现的问题进行讨论。布置任务后，给学生一段时间让他们独立思考，再组织学生一起分析、讨论，比较设计方案的可行性、优缺点等。选择优秀的实验设计方案，由学生在课堂上演示，让学生通过思考、讨论、实验、分析等环节，自己解决问题，从而培养了学生的创新思维能力和实践能力。化学实验是培养学生创新思维的主要形式之一，通过实验教学，不断探索创新教育的有效途径，使学生始终处于不断探索的情境中，学生的创新思维能力将得到有效的发展。

五、培养学生的逆向思维

逆向思维是相对于顺向思维而言的，它属于发散思维的范畴，是从事物的侧面或反面，于一般习惯思维和初级思维的相反方向来思考分析问题，因而是一种高于顺向思维的思维方式。在教学中加强对学生逆向思维能力的培养，有利于发展学生的智力，使学生思维更加灵活、广阔和深刻把知识学活、学深、学透。思维与人的双手一样，右手使用得多就比左手要灵活和有力。经常地引导学生进行发散思维，就能培养和提高学生的智力（包括逆向思维能力）。

化学中有一些意义相关的概念，它们是围绕某一问题从不同角度、不同方面研究探讨而产生的，互为矛盾的各个侧面（或对立面），如离子化合物与共价化合物、极性分子与极性键、电解与电离、氧化与还原、中和反应与水解反应等。在教学中，要引导学生对比分析它们的异同，指出它们的内涵与外延。要从培养逆向思维出发，引导学生探讨其“可逆性”，即逆向叙述时是否成立，使学生明确化学中运用逆向思维推理的前提和条件。

六、注重实验过程要点分析，努力拓宽学生的思维空间

每一个实验都蕴涵着科学的思维过程，实验教学是展示知识综合运用的过程教学，这主要表现在实验的目的，装置的设计，仪器、药品的选择，操作的顺序，以及实验的环保、安全问题等。因此，课堂上主要是引导学生认识实验的思路，让学生的思维触摸到其中的知识内涵，特别是通过实验过程要点的分析，拓宽学生的思维空间。例如，在学习苯酚的性质时演示苯酚与溴水的取代反应，怎样才让学生体会到课本上“向盛有少量苯酚稀溶液的试管里滴入过量浓溴水”的原因呢？可以请几个学生演示这一实验，观察所发生的现象。为了引导学生找到原因，往试管里继续滴加苯酚，学生发现沉淀消失了。这样，无需作任何的解释，学生自己就能领悟到三溴苯酚沉淀易溶于有机溶剂，也就明白了上述实验的要点是什么。受这一实验的启发，在遇到除去苯中混有的苯酚杂质这样的问题时，也就不会出现用溴水这样的错误了。再如，在做银镜实验时，配制银氨溶液是做好实验的关键。演示时向AgNO3溶液中滴加稀氨水时溶液变浑浊，学生是理解的，但再逐滴滴入稀氨水后，溶液立刻又变为澄清，学生则感到意外：怎么又澄清了？澄清之后为什么就停止滴加稀氨水？学生的认识和思维空间亟待拓展。因此，教师有必要分析实验过程：

Ag+＋NH3·H2O＝AgOH＋NH4+

AgOH＋2NH3·H2O＝〔Ag（NH3）2〕++OH-＋2H2O

可知所得银氨溶液是碱性的，而在碱性溶液中醛的还原性较强，这正有利于实验目标的实现。这样学生不仅知其然，而且知其所以然，既拓宽了思维空间，对实验的本质也有了更为深刻的认识。

总之，在化学教学中，教师要以实验为基础开展教学。实验教学是学生接受新知识的重要载体，因此，教师要把实验作为启发兴趣、探索问题、阐述内容、解释原因、归纳总结的重要依据和手段。教师要针对教学内容和学生的知识水平设计问题，提出的问题既要联系学生已有的知识和经验，又要给学生营造带有刺激性、挑战性的问题情境，让学生亲自去探索问题。同时，在科学理论的基础上提出假说，设计佐证假说的实验方案并进行实验操作，得出科学的、正确的结论，再回到实践中去进行检验和拓展，发现新问题，解决新问题，得出新结论，周而复始以至无穷，每一循环都使学生的认识水平和实践能力达到高一层次，使创造思维能力得到提炼和升华。通过一系列实验创新和实验探究的训练，能打消学生对创造的神秘感，有利于磨砺学生的创造思维意识，优化学生的创造思维品质，使其掌握创造思维的基本技法，培养学生的创造思维和创造能力。

参考文献：

[1]朱碧仙.优化化学实验教学培养学生创新能力[J].教学仪器与实验，2006（22）.

[2]乔际平，邢红军.物理教育心理学[M].南宁：广西教育出版社，2002.

[3]罗加述．在物质推断题突破口的探究中培养学生逻辑思维能力[J].德阳教育学院学报，2005（3）.

（电白县实验中学）