初中化学自主设计实验之我见

摘 要：根据《初中化学新课程标准》的要求，结合初中化学的学科特点，我在本文中，分析了学生自主设计实验对培养学生的创新能力的重要作用。在此基础上，我又从学生自主改造实验器材、设计实验方案、优化实验过程和独立完成实验四个方面，逐一论述了如何通过自主设计实验，培养学生的创新能力和创新意识。

关键词：化学教育教学;自主设计实验;创新能力;创新意识

一、 引言

在现行化学教学中，大部分教学内容都是采用教师讲授化学知识为主，然后辅以实验来验证其正确性。这种做法限制了学生创新能力的培养，在学生认知过程中有一定的局限性。随着现代教育技术的发展，现代化教学手段的提高，我们发现化学教学中学生自我设计实验，能够激发学生学习兴趣，培养学生的创新能力。

在十几年的教学中，我发现很多化学实验其实都可以让学生自主设计。在学习过程中自主设计实验，能让学生利用所学知识，充分发挥自己的聪明才智，在探索中寻求更理想的实验方法。这样不仅能够更好地发挥学生的主观能动性，还能全方位地培养学生的实验创新能力和创新意识。

下面我就谈谈学生自主设计化学实验的作用，以及我对学生自主设计实验的具体认识和一些具体做法。

二、 自主设计化学实验，在培养学生创新实验能力中有着至关重要的作用

化学是一门以实验为基础的学科，通过实验教学有助于学生掌握化学基本概念和基础理论，有助于培养和发展学生的操作技能及观察、思维、分析、和解决问题的能力，使学生养成严谨的科学态度。《初中化学新课程标准》要求化学实验教学以化学概念、定理、公式等理论为依据，以自主设计实验为培养学生创新能力的主要途径，使学生通过对化学知识的学习和应用，对实验的设计、操作，对实验过程的观察记录，对问题的分析、判断、研究、概括、综合，达到初步掌握科学的研究方法，提高解决化学实际问题能力的作用。在化学教学中，我们要激发学生学习兴趣，培养学生创新能力和创新意识，必须注重自主设计化学实验教学的研究。

例如：对于有些分组实验或课堂演示实验，我引导学生改进为：根据实验目的或实验原理，让学生自己设计实验步骤，自己选取实验所需的仪器。实验前由学生自己去实验室领取，然后也由學生自己去组装，亲自经历实验过程，搜集证据。实验结束后，也由学生自己整理、清洗仪器，还给实验室，所有过程教师仅仅起指导和监督作用。这样不仅能很好的培养学生的实验素养，又能充分发挥学生的主体作用，培养学生的创新能力。

因此，我认为在化学教学中，应让学生自主设计化学实验的方案，让学生亲自选取实验器材，亲身经历实验探索过程、验证过程。通过直观明显的实验现象，在声、色、味等全感官的体验中，我们就能全方位的培养学生的创新能力和创新意识，这在化学教育教学中起着至关重要的作用。

三、 如何利用自主设计实验培养学生的创新能力

只有启发学生探索自主设计实验的科学方法，才会使学生思维的灵活性、发散性及独创性得到培养和提高，从而增强学生科学研究的创新意识和能力。在长期的教学过程中，利用自主设计实验，培养学生的创新能力，我坚持做好以下四个方面，不断总结经验，以达到教学相长的目的。

（一）通过学生自主改造实验仪器，培养学生创新能力

“工欲善其事，必先利其器”，化学仪器是化学实验教学的有效武器，学生对化学仪器的使用有着浓厚的兴趣。如果能启发学生想方设法地利用身边的生活用品去改造和设计实验仪器，将能极大的激发学生的求知欲和学生的自主设计能力，有效地培养创新能力和创新意识。

譬如有很多化学演示实验都要求定量加入试剂，大多数教师一般凭经验滴加试剂，以至于在演示过程中滴加试剂不够准确。如果能通过改进仪器使演示实验简单易做，不仅可以节省时间，也可提高实验效率。该怎么办呢？

遇到这种情况，我一般会让学生自己寻求解决问题的途径，根据教材上的实验设计，帮助学生设计改进实验仪器，突破难题。在探索过程中我发现有的学生的办法确实非常好。有的学生就用合适的注射器代替胶头滴管，因为注射器自身的构造特点，取液时就方便多了。具体实验时学生可以根据实验要求，事先吸好需用的试剂量，而不必考虑操作误差，从而可以减少操作上的不少错误。

再比如，有些课后实验的仪器，不像分组实验和课堂演示实验那样正规。我就引导学生不必拘泥于实验室的仪器，对于必需仪器，仍然向实验室借，其余的仪器尽量由学生利用生活中的常见物品自己制作，从而代替实验室里的一些仪器。有的学生将软塑料瓶剪断，靠瓶口的一小半可以作为漏斗使用;有的学生利用注射器，气密性好，活塞上下伸缩性好，不仅可以方便吸取液体，还可以抽取气体;有的学生利用滴眼液的滴瓶，可以用来做胶头滴管;生活中的冰激凌的小勺可以做取用固体药品的药匙、纱布可以作为滤布;有的学生自己到超市买漏斗，温度计等仪器。这也正是我们《初中化学新课程标准》提出的“让学生充分利用身边的器材做实验，把化学教学和生活紧密联系起来”的基本要求。

这样，通过学生自己设计改造一些简单的实验仪器，创新性的设计实验。不仅可以满足学生的成就感，激发学生的创新意识和求知欲，培养学生的创新能力，还可以彰显化学实验教育教学的独特魅力，培养学生学习化学的浓厚兴趣。

（二）通过自主设计实验方案，培养学生的创新能力

通过引导学生根据实验目的和原理自行去设计实验方案，可以全面培养学生各方面的能力，使他们的理性思维能力、逻辑思维能力和创新思维能力得以科学发展，更有效地培养学生的创新能力。

例如制取氢氧化铜的试验中，我先让学生熟悉教材中的实验原理和实验目的，认真阅读教材中现有的实验方案，再启发学生自主设计新的实验方案：以氧化铜为原料（还有其他试剂可供选择），如何制取氢氧化铜？

问题布置下去后，先是通过学生在一起讨论，之后学生自主设计了这样一个最合理的反应流程：氧化铜→硫酸铜→氢氧化铜。然后我让学生根据自己的设计方案来进行实验探究，而结果却出现了三种不同的现象：蓝色沉淀、黑色沉淀、无沉淀。这种鲜明的对比，表明有些学生的实验成功了;有些学生的实验失败了，这就好比在学生中间释放了一颗“原子弹”，激发了学生的竞争意识和探究欲望。紧接着我根据制取氢氧化铜时的注意事项，再来引导实验成功的学生总结实验成功的经验，实验失败的学生讨论实验失败的原因，这对化学的教育教学起到了事半功倍的作用。

通过学生自主设计实验方案，不仅达到了复习酸、碱、盐的作用，而且又提高了学生自主发展的能力，使学生对化学学习保持了经久不衰的热情。

（三）通过自主优化实验过程，培养学生的创新能力

在一些课堂演示实验的过程中，有时会遇到现象不明显，污染物不易处理的难题。我首先带领学生共同分析实验的不足之处，寻找解决问题的有效途径。然后我再鼓励学生自己动手改进实验方法、实验器材，或改进实验过程，这样不仅可以培养学生的创新思维能力，还能激发学生敢于创新的意识和提高创新能力。

例如：在做一氧化碳的可燃性实验时，由于一氧化碳有毒，故在课堂演示可燃性时有一定的危险。我启发学生改進实验的探究过程，帮助学生在实验前，用充气袋收集一氧化碳，然后在出气口接橡皮管（配止水夹和一个尖嘴导管）。实验时我指导一个学生打开止水夹，轻轻挤压充气袋将一氧化碳匀速挤出，再由另一个同学配合将玻璃尖嘴置于酒精灯火焰上点燃。

实践证明，这样不仅实验的安全性提高了、火焰颜色明显了，学生更容易操作了，而且能有效地避免一氧化碳对师生身体带来的危害。

其实很多化学实验，我们都可以通过类似的实验改进，引导学生自己先分析实验的器材、过程、现象和结论，通过学生的交流与讨论，提出改进意见。然后我再让学生通过自主设计的实验验证，不仅使学生更容易掌握所学知识，而且能全面培养学生的创新能力。

（四）通过独立完成实验，培养学生的创新能力

化学教材中安排的实验本来就不算多，而有些教师在教学过程中又往往忽视实验教学的巨大作用。因此就出现了老师用嘴“讲实验”，在黑板上“做实验”，让学生死记硬背实验现象、实验规律的怪现象，剥夺了学生自己动手做实验的机会，学生实验能力得不到培养和发展。长此以往不仅不利于化学教学，而且容易使学生感觉学习化学毫无意义，失去对化学学习的兴趣。

为了摒弃这种不利于化学教学的恶习，我在化学教学过程中，经常通过努力设计一些指导性的探究活动，让学生自己设计实验，独立完成实验探究过程，从而来培养学生的创新实验能力。

教材中的一些演示实验，我们可以设计为学生能自己动手的家庭小实验和分组实验，这样不仅可以提高化学知识的应用能力，还能激发学生的成就感和创新能力。

例如，我把铁钉生锈的实验当作家庭小实验，提前一周布置给学生在家里做。到了上《金属防护和废金属的回收》这节课时，我把在实验室预先做好的铁钉生锈实验的试管展示给学生看，并请他们与自己所做的家庭小实验结果对照。学生很自然地就接受了“铁在潮湿的环境中能跟氧气和水发生化学反应生成铁锈”这一事实。

接下来，我再请学生思考：“如果铁钉只有一半浸在水中，另一半裸露在空气中，哪一部分锈斑最明显？这是什么原因呢？”很多学生就会一脸的茫然，不知如何解释原因，思维受到阻碍。我就启迪学生思考“你认为铁在什么条件下最容易生锈？”自己亲自设计实验进行探究，通过对比分析，学生对铁生锈的原因和防止铁生锈的方法就有了比较深入的了解，本节课的教学内容学生也就很容易掌握了。

通过学生独立设计和完成这些小实验，提高了化学教学的趣味性，增强了学生学习化学的自信心，激发了学生的探索热情，更加能全方位地培养了学生的创新能力。

“问渠那得清如许，为有源头活水来”，培养学生实验创新能力的方法是多种多样的，唯有让学生自主设计化学实验，才是化学教学中培养学生的创新能力的最有效途径。我们化学教师在教学中要根据《初中化学新课程标准》和化学学科特点、教学实际，充分挖掘学生自主设计化学实验的教育功能，才能全面科学地培养学生的创新能力，才能引来自主设计的清泉，浇开创新教育教学之花！

作者简介：王晓慧，江苏省徐州市，丰县教师发展中心。