立足实验教学 关注创新能力培养
昆山市第二中学 文桃英
[摘 要]：本文根据课程标准的最新要求，立足实验教学，通过对教材实验内容的改进和设计，探索培养学生创新能力的具有实践意义的基本策略。
[关键词] 实验教学 创新精神 创新能力
现代科学技术的飞跃发展，“神舟”五号的成功发射，向学校教育提出了一个问题：这就是如何使学生在有限时间内，不仅掌握更多的科学文化知识，而且给他们以“点石成金”的指导，开启知识宝库的钥匙，发展他们的能力，培养他们的创新精神，以适应现代科学技术发展的需要。
化学是一门以实验为基础的自然科学。全日制中学化学教学大纲明确指出：“加强实验教学是提高学生能力的重要环节”。化学实验不仅是学生获取化学知识，认识化学规律、形成化学概念、提高各种能力的重要途径，而且此过程对学生的创新精神和创新能力的培养，是其他教学手段所不能替代的。在长期的教学实践中为了培养学生的创新能力使学生的素质得到完善和发展，我们从以下几个方面进行了一些探索：
一、变演示实验为学生实验，激发学生的创新动机。
杨振宁教授曾经说过：“中国的小孩在动手的兴趣和能力方面明显不如欧洲和美国的小孩，主要是没有动手的机会。” 中学教材中演示实验多，学生实验少，而一些教师常年不自觉的用讲解和演示代替学生实验。本着对学生的未来负责，教师应把学习的主动权、自由权交“还”学生，让学生真正成为学习的主体。否则学生就没有发现问题，发展能力的机会，更谈不上创新精神和创新能力的培养。
例如：在推导可燃物燃烧两个条件的演示实验时，我先介绍了白磷的毒性，易燃性，一般保存在冷水中，然后按拟定的实验步骤让学生分组实验。
器材：实验室制氧气全套装置烧杯、胶皮管、玻璃管、三脚架、石棉网、白磷、镊子。
操作过程：
1、在烧杯内加入一小粒白磷及约1/3的冷水。
2、加热至500 c时观察现象
3、制取氧气并通过玻璃管向水中白磷通入氧气（观察发生现象---水中火花）
4、正确处理反应后的废液，洗涤所有仪器并按规定放置。完成记录。
实验完成后，指导学生相互交流实验结论，及分析成功和失败的原因。通过讨论最后得出结论：燃烧必须同时具备两个条件，一是可燃物与氧气接触，二是可燃物的温度达到着火点。通过放手让学生去做去想，去讨论，培养了他们的科学态度,同时根据观察到的现象归纳总结出燃烧条件，使学生印象深刻难于遗忘。在实验过程中，成功者从中获得喜悦，从而激发其创新的兴趣和动机，失败者从中吸取经验和教训，从而激发其认真思考，勇于创新，从而使教学过程成为以学生学会求知，培养创新精神和实践能力的过程。
二、开展探究性实验，增强学生创新意识。
新课程标准中的科学探究，是学生积极主动获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动。以往教材中的实验教学多属注入式。实验教材将实验原理，实验步骤以及实验现象都写的一清二楚，实验只是被动的验证，机械地重复，缺乏主动性，能动性，在一定程度上影响着学生观察，分析和解决问题能力的培养。而探究性实验是指在化学实验的基础上，通过科学的分析综合等思维过程来获取知识，这一过程要求学生有较多的思考和讨论，学生处于一种主动探索知识的状态，是学生亲自去感受、探索、查明问题的关键所在，寻求解决问题的最佳方案。在教学中要根据学生的实际和教学内容，注意改进传统的实验教学，尽量将演示实验改成探究性实验。这样，既避免了学生将实验现象和结论死记硬背而抑制实验能力的培养，又可以创设学习情景，培养学生的创新意识。
例如，上二氧化碳的实验室制法这堂课，我们是这样设计的：
首先提出问题，为什么采用石灰石和稀盐酸作为实验室制二氧化碳的反应物，而不用其他的物质哪？学生会觉得问题很难。不过我再提示学生以前学习过哪些产物有二氧化碳的化学反应，学生开始积极思考回忆学过的方程式。学生会认为它们都行。但在教师的引导下一一排除，碱式碳酸铜生成二氧化碳需要加热，碳酸本身不稳定，单质碳和石蜡燃烧产物一定混有氮气氧气等杂质，煅烧石灰石制取二氧化碳需要高温，条件苛刻实验室不易实现了。相比之下用石灰石与稀盐酸反应，不需要加热，室温反应，反应前没有气体，产物中的气体只有二氧化碳，容易净化。又提问此实验采用石灰石能不能用纯净的碳酸钙粉末、碳酸钠固体、碳酸钠粉末代替，稀盐酸能用稀硫酸代替吗？找若干名学生到前台协助完成下步对比实验（为了增强实验的趣味性和可观性可设计用彩色气球帮助判断反应速率快慢）。由此得出反应物应当采用块状石灰石固体与稀盐酸。既然此反应是在常温下进行的，应当采用什么样的反应发生仪器装置呢？让同学回忆实验室制氧气和氢气装置有哪些异同！教师可投影两者的装置图以示区别。学生能答出制氧气时反应物都是固体，需加热，采用大试管和酒精灯。试管口略向下倾斜。而制氢气时反应物有固体和溶液，不需加热，采用启普发生器或带长颈漏斗的大试管，管口向上。学生对比容易发现实验室制取二氧化碳的装置和制氢气的装置应雷同，因为都是块状固体与酸反应，生成气体。结合实验特点，让学生思考。除此之外，还有哪些可行的替代装置方案？集思广益，根据学生回答，归纳几种方案。教师也可展示教参上的几种方案，大开学生的视野。
在探讨研究的平和气氛中，蕴涵着无穷趣味，在教师的一步步的严谨逻辑关系引导中培养学生的思考分析能力。创新是一个民族的灵魂，在化学实验教学中，增设探究性实验，开展研究性学习，有利于培养学生的创新意识。
三、引导自主设计实验，培养学生的创新能力
实践是创新的摇篮，“照方抓药式”的实验能够提高学生操作的熟练程度，但不能培养和锻炼学生的创新能力。实验设计是一个动手动脑并可培养学生各方面能力的过程。通过学生自己思考设计实验，既可以培养学生动手动脑解决问题的能力，又可以培养学生的发散思维能力和创新设计的能力。但鉴于初中学生，刚接触化学不久，设计能力很有限，因此，留给他们的问题不能太难，应扣紧教材、贴近生活，应避免随意加深难度，拓宽广度，否则会导致学生对创新望而却步。
１、改进一些课堂演示实验。
对于一些课堂演示实验，遇到浪费能源，操作复杂，污染物不易处理时，先带领同学们共同分析实验的不足之处，然后鼓励学生去改进实验，设计合理的方案，这样不仅可以培养学生的创新思维能力，而且还会激励学生敢于创新。
例如：在学习一氧化碳还原氧化铁时，首先提问应选用氢气还原氧化铁，还是用碳还原氧化铁的实验装置？选择装置的依据是什么？由于一氧化碳有毒，用这套装置实验可能会产生什么不良后果？能否改进一下，既能排除污染，又可以验证产物中二氧化碳？课本中的改进装置用两头加单孔玻璃管来代替试管有什么好处？盛石灰水的装置为什么要长管进气，短管出气？反过来，行不行？为什么？石灰水的作用是什么？多余的一氧化碳怎样处理？能不能将燃烧产生的大量热充分利用？然后让学生注意观察课本演示一氧化碳还原氧化铜的实验装置图，分析此实验方案有哪些弊端，最后师生共同小结有以下不足：①消耗一氧化碳量很大，反应后还要通入一氧化碳直到试管冷却。②实验结束时易引起石灰水倒吸试管破裂 ③操作装置太复杂。鼓励学生继续思考，如何改进此实验才能消除这些不足呢？此时，同学们思维都活跃起来，积极创新，设计出的结果多种多样，有的只考虑到一方面，有的兼顾了多方面。尽管有的学生的分析和设计还不够完善，但却体现了学生不唯书本，不唯教材，勇于批判的创新精神。
２、设计贴近课本、生活的小实验
课程标准的最新要求，教师要突破惟教材的课程关，从显示生活出发，从学生实际出发，选择与学生已有或正在进行的与生活密切联系的教学内容，围绕学生周围的自然环境，家庭环境学校环境为背景开展学习设计贴近课本生活的小实验。能更好地使学生感受到化学在科学发展，技术进步以及社会的生产，生活乃至生命中的价值。能有效地缩短学生与化学知识的心理距离，而激发学生的创新欲望。培养他们的创新能力。
例如：在学习了《化学与能源》之后可以布置学生参考演示原电池装置设计家庭小实验---水果电池：用锌片和铜片作电极、铜丝、小灯泡等连成电路实验化学能转化为电能。要求学生画出原理图、写好实验报告、并记录实验操作中出现的问题。这种家庭小实验使理论与实践相结合，让学生感到化学就在他身边，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的动手能力和创造性地解决问题的能力，教师对优秀设计方案应加以肯定和鼓励，使其体会到创新的乐趣和成功的喜悦。
综上所述，通过加强实验教学的实践表明：把自主、合作、探究这些对人的成长很重要但曾经被忽略的东西凸显出来，大大提高了学生的学习积极性和主动性，学生思维的深刻性、严密性、创造性等得到行之有效的开拓和训练，同时也锻炼了学生勇于探索追求真理的精神和创新能力。
参考文献：
１．刘知新、 化学教学论 高等教育出版社1997年3月第2版第87-88 页
２．曾亚平、 初中化学实验教学改革与创新 中学化学教学参考 2003年第12期第24-25页
３．徐长根、研究性学习与化学教学 中学化学教学参考 2003年第1-2期第37-38页
