基于实验创新的化学“创新意识”核心素养培育策略

王伟凤 黄都

【摘 要】本文在阐明“创新意识”核心素养的内涵及其养成途径的基础上，论述培育化学“创新意识”核心素养的化学实验创新教学策略，以培养学生的创新意识与创新能力。

【关键词】实验创新 创新意识 创新能力 核心素养

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）06B-0068-02

教育部 2014 年印发的《关于全面深化课程改革 落实立德树人的根本任务的意见》提出“发展核心素养体系”“更加注重创新实践”“把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中”。《高中化学新课程标准（人教版）》在课程目标中明确指出“以进一步提高学生的科学素养为宗旨”“激发学生的创新潜能”。刚颁布的《2018 年普通高等学校招生全国统一考试大纲》进一步提出“化学科考试，为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生，以能力测试为主导，将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上，全面检测考生的化学科学素养”。

如何培养学生的化学学科素养和创新精神，已成为日常化学教学的一个热点。但是，目前的化学常规教学仍大量存在过度重视成绩和升学率的情况，学生的社会责任感、创新精神和实践能力没有得到有效提升。教师在常规教学中，说实验、背实验、画实验，课后补充实验练习题的现象大量存在。造成这种现象，归根结底是教师的创新意识淡薄，缺乏应有的实验创新技能和提升学生创新意识的策略。针对以上问题，本文提出了几点利用创新实验提升学生创新意识的策略。

一、“創新意识”核心素养的内涵及其养成途径

高中化学核心素养包括五个要素，“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”和“科学精神与社会责任”。“创新意识”是指人们想要创造出社会和个体生活需要的新事物的动机，它存在于创新活动的心理准备阶段，并贯穿于创新活动的整个过程。创新意识包括三要素：好奇心和批判精神等创新品质、新颖独创的创新思维、解决问题的创新方法。创新意识的强弱决定创新精神有无。“实验探究”是化学科必备的素养，也是“创新意识”培养的重要手段之一。化学实验是重要的学科内容，是重要的教学手段，是人类识别和创造物质的重要方法，是创新的重要工具，巧妙地利用化学实验可以激发学生的创新意识，从而提高创新能力。创新能力是创新精神和实践能力的总和，是个体启动创新思维，运用已有知识和经验，创造新颖独特的产品的能力。它包括创新意识、创新思维和创新技能三部分。培养具有创新能力的创新型人才，重点是启发创新思维，关键是激发学生的创新意识。因此在高中化学教学中，融入创新元素的化学实验是创新意识培养的重要途径。

二、聚焦于培育化学“创新意识”核心素养的化学实验创新教学策略

（一）改变教师自身理念、思维和行为，关注并深究化学中的不确定性、异常性、不完美性、抽象性、关联性、区分性问题，参加实验创新比赛。比如在人教版化学课本 P56 的《科学探究》中，探究 Na2CO3 与 NaHCO3 的热稳定性。实验时需要换两支试管（如图 1 所示）。改进实验后，不用再拆装实验仪器便可完成两者热稳定性的比较（如图 2 所示）。教师的演示实验对学生的实验操作具有重要的示范作用，如果此时将传统的演示实验变为创新演示实验，那么学生就会意识到“原来实验还可以这么做！”教师的创新精神促进了学生创新意识的形成。

（二）营造深度提问、止于至善、大胆质疑、系统猜想、小心求证的化学学习氛围。比如学了乙醛的银镜反应后，教师可以引导学生联想，是否具有醛基的物质都能发生银镜反应？并用葡萄糖的银镜反应验证猜想，培养学生的联想思维。接下来教师进行追问：能发生银镜反应的有机物是否一定具有醛基？学生通过查阅资料等方式，得到甲酸、甲酸钠等物质也可以发生银镜反应的初步结论，并用甲酸钠的银镜反应对猜想进行验证，培养学生的发散思维，提高创新意识。

（三）从教材、习题、实验、生活、实践中挖掘实验创新点，引导学生求真、求新、求美。比如人教版化学必修 1 P60《实验3-9 Fe（OH）2 的制备》，课本只说是向 FeSO4 滴加 NaOH，但是 Fe2+ 暴露于空气中很容易被氧化为 Fe3+。如果直接在溶液表面滴加，那么生成的白色沉淀中容易混有红褐色沉淀，影响学生对现象的观察。因此我们可以在课前预习阶段为学生设疑：Fe2+ 暴露于空气中很容易被氧化为 Fe3+，如何使 Fe2+ 不那么快被空气氧化？并引导学生从隔绝空气，改进仪器等方面进行思考。在上课阶段也进行课中提问：实验的现象将是什么？白色沉淀、灰绿色沉淀、红褐色沉淀分别是什么？学生经常被灰绿色沉淀吸引，我们可以引导学生查阅相关资料，扩展知识面，提升创新意识。

（四）将实验创新引入课堂演示实验、学生实验、学生课外研究性学习、学生化学学科能力竞赛等活动之中。比如课本的焰色反应，将教师的演示实验（如图 3 所示），改为用点滴板的学生创新实验（如图 4 所示）。学生在做实验的过程中切实感受创新实验的优势：药品用量少而且可以反复使用；每一次做实验时向里面滴加一至两滴酒精，点燃后燃烧时间久，焰色明显，便于观察；用点滴板盛硝酸钾固体灼烧，不用钴玻璃也可以观察到钾离子火焰颜色。进而对创新实验产生浓厚的兴趣，使其参与创新实验的愿望变得强烈，为初步具备创新意识这一学科素养打下坚实基础。

（五）在试题研制与测量应用中引入基于实验创新的探究过程设计与分析内容。比如高三复习阶段，海水中提取镁的知识点，原型出于人教版化学必修 1 P7《思考与交流》，除去粗盐中的 CaCl2、MgCl2、硫酸盐等杂质。学生都知道利用资料卡片上的溶解性信息，选择 NaOH 溶液除去 Mg2+。但是具体操作流程却是很复杂，因此教师可回归课本，以课本知识为出发点拓展，引入新的探究过程，使学生理解海水提取镁的流程、步骤及原理。过程如下：

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为 。

（2）采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，反应的化学方程式为 ；电解时，若少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式 。

（六）收集学生实验创新设计成果、实验创新问题解决能力测量结果，系统分析影响实验创新意识和能力发展的因素，完善、改进培育策略。家庭小实验是化学课堂实验的延伸，学生运用课堂所学知识，进行一些有趣味性、探索性或创新性的课外实验。比如学习原电池后，学生已基本掌握原电池的构成和工作原理，可引导学生回家自制水果电池。课后，学生用橙子、铜丝和铁丝制作电池，点亮了小灯泡。学生课后围绕社会、生活中的问题，依据科学原理，充分发挥想象力设计实验，选择实验器材和药品，通过实验验证猜想或做一些小发明，提高创新意识和创新能力，培养学生勇于探索的科学精神与社会责任感。

教师具备创新精神和创新能力是学生创新意识培养的前提和保证，因此高中教师要不断更新学科知识和教学技能，大胆质疑。只有教师自己具备创新精神，才能潜移默化地影响学生形成创新意识。在日常教学中，我们应充分信任学生，帮助他们树立自信心，引导学生不唯书，独立思考。培养学生的思维品质，如直觉思维、联想思维、发散思维等，利用这些思维迅速地提出各种设想，并寻找解决途径，探寻各种答案，提升创新意识。创新意识的养成不是一蹴而就的，是一个长期积累的过程，因此教师要有耐心、有恒心，将创新意识的养成融入学习和生活之中。

【参考文献】

[1]洪赛君.化学实验教学中培养学生创新意识的研究[D].南京：南京师范大学，2011

[2]胡先锦.管窥高中化学学科核心素养[J].化学教与学，2017（3）

[3]慈云巨.化学实验教学中培养学生创造性思维的策略研究[D].苏州：苏州大学教育硕士论文，2008

（责编 卢建龙）