化学实验与能力培养

陈博

摘要：创新思维是多种思维发展的结晶.是一种能够发现新知识，获取新知识，解决新问题的智慧和能力.强调的是思维的过程.创新思维不但能够揭示客观事物的本质特征及各种事物的内在联系，而且可以产生新颖、独特的见解和想法，提出创造性的见解.创新的实质就是敢于打破旧的思维框架，运用不同常规的方法发现自然规律，而化学这门学科就是建立在实验基础之上的，许多内在規律处于发现当中.所以，能够灵活运用实验现象来掌握化学知识、分析现象，让数学的思维逐渐融入化学学科创新思维中.

关键词：创新;实验与数学;物理;实验与生活

笔者结合自身多年在教学过程中的实践，谈谈如何在化学课堂中运用实验培养学生的创新能力.

1教学过程中培养学生敏锐的观察能力

化学是以实验为基础的科学，通过实验以及对实验现象的观察、记录和分析等，可以发现和验证化学原理，学习科学探究的方法并获得新的化学知识.利用实验，可以训练学生的观察能力，训练学生的分析能力，引导学生对于实验的规律进行总结，并且学会对实验误差进行分析.

课堂中的化学实验，很多是为了得出某一结论而出现，教师为了教学的进行也很少对实验的过程和实验的次序以及实验现象作出客观的评价，这样学生对于化学知识的了解、认识、掌握就不会深人，只是了解知识的表面，而对于知识认识从外延到内涵的理解只会源于课本，无法真正运用知识解决化学实验中的一些现象，从而无法客观发现事物的内在规律.例如，高一学习碱金属中钠的性质，在做钠与水反应的实验时，取出钠块，要用滤纸把煤油吸干净，原因是什么？很多时候，我们只是让学生识记，内在原因不详细。通过实验，让学生思考、分析、讨论，然后，从物质性质人手，得出煤油是易燃液体，钠、钾与水反应放出大量的热可能使煤油燃烧或者飞溅，发生实验事故而且会干扰实验现象.因此取用钾、钠固体时要用滤纸吸干表面的煤油，由此增强学生的细微观察能力，加强学生的实验能力.从事物的表象到本质的理性思维，对于物质世界的思考多元化，增强学生对物质世界的化学维度的思考.又如：在钠的燃烧的过程中，很多教师与学生只是看到淡黄色的固体，忽略对于黑色固体的分析：反应产物是否是碳？碳的来源是源于煤油还是来自钠与二氧化碳的反应？这个问题的分析就逐渐引导学生对于实验的探讨的全面性，从实验的结论也让学生对于钠的认知更加理性化，特别对于高三的学生，对于知识的总结更加系统而有条理.

实验能力，分析能力，综合实验数据，寻找普遍的内在联系，是我们发现自然规律的必由之路.学生具有一双智慧的眼睛和善于实验的双手，以及清晰分析问题，总结规律的头脑，为学生具备创新思维作出良好的铺垫.

2教学过程中培养与其他学科的联系

化学在理科综合中处于枢纽地位，学生对于物质的性质要清晰的掌握，并且学生具备综合运用知识的创新能力.这就要求学生熟练掌握仪器的特点以及与物理、数学等学科的特点，创造性的使用仪器，让化学知识与其他理科知识相互渗透，让解决化学问题的能力在实验中得到突破和提升.

化学是重要的基础自然科学，与数学、物理、生物乃至社会发展各方面都有密切的联系，不仅仅在知识上有相互融合和渗透，而且分析处理问题的方法也有相同相似或者能够相互借鉴的地方.这一点不仅仅在教材中有所体现，而且在近几年的高考试题中也有充分的体现，如化学与社会生产、生活实际，化学与新科技、新发现等相互联系的试题有增加的趋势.因此，在复习中能够以化学知识为主干，找出化学与其他学科的结合点、交叉点，并以此为基础向其他学科领域延伸、拓展，实现从单一学科知识的能力向综合科的综合知识的能力转化，促进综合素质的提高，切实培养解决化学与社会等实际问题的能力.

在高中阶段，对于铁及其化合物的性质和实验论证，特别是对于二价铁的还原性的论证和氢氧化亚铁的制取是高中学生-定掌握的知识，在教材中所做的实验，主要的实验步骤是：1.新制二价铁盐;2.用加热的方法除去氢氧化钠溶液中的氧气;3.用滴管取用二价铁盐溶液插入氢氧化钠溶液中，挤压出二价铁溶液，可以观察到氢氧化亚铁的物理特征.在这个实验中，条理清晰，对于化学的认知也很到位，但是这个实验忽略了一个重要的东西，就可以利用仪器的特点，结合数学物理原理更好的把化学特性表现出来.如果我们用图示的装置，1中放稀H2SO4和铁屑;II中放NaOH.打开止水夹，铁与酸反应产生的H2导人II中，将II中的空气（溶液和液面上方的）赶净;关闭止水夹，产生的H2，使得I的压力增大，将反应的产物FeSO4压人I装置（类似排水集气法），得到Fe（0H）2沉淀.通过以上实验操作我们清晰的观察到实验现象，也掌握了铁和二价铁的性质，也观察到Fe（OH）2物理特征.这个实验过程就利用了物理原理、物理知识与化学实验相结合.

此实验中，铁和二价铁的实验现象，实验步骤的先后顺序，实验目的的体现，以及实验原理的集中展现中，实际也是数学逻辑思维过程的推演.我们要做到以数学为工具，以物理为器具，以化学为理论依据.大型的化学实验多是在气体流动中完成的，物理的大气压原理是解决很多化学的实验误差和及实验现象的关键，物理是器具，所有的中学实验，都是在瓶瓶罐罐中完成的，不论是导管长进短出，还是短进长出，都是围绕物质的化学性质和实验步骤展开的.那为什么数学是工具？一是数学能够解决实验中量的关系;二是数学能够解决仪器的先后次序;三是能够分析实验误差.

培养学生把化学知识与数学、物理相互联系，这个思维构架也为学生在生活中化学知识的创新运用提供必要的理论支撑.

3在生活实践中感受化学知识，为化学创新思维寻找最初的源泉

化学是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础.化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱.目前，化学家价]运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源问题粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展等问题当今，化学日益渗透到生活的各个方面，特别是与人类社会发展密切相关的重大问题总之，化学与人类的衣食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系，它是一门]社会迫切需要的实用学科.

理解化学学科和其他学科知识的关系.学会运用数理化知识给予实验赋予新的台阶，让实验逐渐进人生活，从而让学生抽象出化学性质，把化学带人生活，从生活中寻找化学，让化学创造性的使用在生活中，这让思维品质更进一步，具备了创新思维的雏形，例如学生学习电解后，如何把电解原理运用到生活中？我们的学生作了这样一个生活实验：

制取家庭消毒水

①制作原理：食盐水电解后产生氢气、氯气和氢氧化钠，进一步反应生成氯化钠和次氯酸钠，具有消毒漂白等作用.即：电解2NaCl+2H20=Cl2↑+H2↑+2NaOH;Cl，+2NaOH一NaCl+NaCl0+H20.

②制作材料：可乐瓶一只，变压器一只，电极两根（可用铅笔芯或电池芯代替），电线若干，电工胶布若干.

③制作方法：将碳棒固定在可乐瓶内，碳棒一端连接电线后接至变压器上（只要保证不短路，不断路即可）.

④使用方法：在可乐瓶内放人食盐水，插上插头，通电电解即可.为了证实这个实验的有效性，我们采用漂白蓝墨水来检验它的去污效果.（次氯酸和次氯酸钠是氧化去污，因此可用此方法验证.）我们使用的是不同浓度的氯化钠溶液100克，英雄牌蓝黑墨水来检验.在实验中，我们对于电解的原理理解深刻，而且在电解的基础_上，我们学生制取了新的生活物质，把化学与生活实际相互联系.

从实践到应用，从知识到论证，然后综合性的利用知识对于生活进行更新，全新解放学生头脑的桎梏，让学生学会知识，利用知识为更新我们的生活，为学生的创新思维打开一扇窗.

参考文献：

[1]公晓华.创新思维能力的培养之我见[J].中国科教创新导刊，2011（24）：35.

[2]于庆锋.浅谈初中化学与其他学科的衔接[J].新校园：学习，2012（3）：144.

[3]宋英杰.抓住化学学科特点渗透化学素质教育[J].中学生数理化（教与学），2016（09）：11.