创新能力的重要性【优化实验教学　培养创新能力】

　　文章编号：1008-0546（201２）０9-0091-02　　　　中图分类号：G６３3．8　　　　文献标识码：Ｂ　　doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０9．０42
　　实验是化学的灵魂，是培养学生创新能力的重要途径。笔者在多年的化学教学中注重利用化学实验提高教学质量，培养学生创新能力。
　　一、优化演示实验，激发学生创新
　　在化学教学中，演示实验对学生掌握基础知识、基本技能和科学态度有着重要的作用，它通过教师规范的操作和显而易见的现象向学生直观的传授教材中知识。但在教材中，我们不难发现有些演示实验，存在不少不足，因此我们必须优化演示实验，使实验现象更明显，操作更简单，能见度更大。在激发学生兴趣和全面揭示物质属性的同时，还要善于引导学生积极深入思考，对教师的演示实验进行诊断和评价，近而通过参与实验优化的过程，树立敢于打破教材的束缚，勇于创新的意识。
　　例如碳的还原性实验，教材中对这个反应的反应物用量、实验步骤及方法均没作详细的说明，操作起来比较困难，实验现象也不明显。为此，我引导化学兴趣小组的学生利用课外活动时间，在实验室中，探究实验的操作步骤，分析造成实验现象不明显的原因，以及如何改进。首先，我们提出在实验步骤的选择上最合理的应该是怎样的？同学们根据固体和固体加热反应，得出了操作步骤与实验室制取氧气的操作步骤相似；接着，我们又提出实验操作完成后试管中的物质往往仍呈现黑色，这种黑色固体是什么？出现这种结果的原因是什么？带着这些问题，同学们展开讨论，得出了这样的结论：因为反应物都为黑色粉末，无论是炭粉剩余，还是氧化铜剩余，生成的铜粉掺和其间，都很难分辨出生成极少量的铜。根据其原因，教师引导学生提出：从理论上，炭和氧化铜的质量比为多少时，才会获得最佳的效果？同学们从理论上计算出炭和氧化铜恰好完全反应的质量比是3：40，若以这个比例混合，可使炭和氧化铜完全反应，通过同学们的动手操作，现象确有了很大的改观；然又暴露出反应时间过长的新问题，于是有的同学又提出了提高反应的温度，来加快反应的速度的方法，但酒精喷灯的使用相对较复杂，初中化学教材中不作要求。我们提出如何利用目前的仪器，从氧化铜入手，能作何改进？有的同学根据平时收集到的信息，建议利用新制的氧化铜，反应速度较快，实验现象更明显；有的同学建议，增大新制氧化铜与炭的接触面积，会加快反应的速度。根据建议，同学们把一束铜丝，在酒精灯上加热使其表面氧化，再按实验室制取氧气的操作步骤实验，实验速度加快，现象很明显，实验改进获得成功。同学们从中也获得了成功的喜悦。
　　二、优化探究实验，诱导学生探索
　　探究实验是在新的教学环境中，培养学生对已知实验装置和物质的属性进行多层次、多角度、多方面探究的实验，它是培养学生发散思维和创新能力的重要途径。教师在优化实验教学的过程中，应善于诱导学生，探索创新，在教材原有的基础上，对实验中面临的新问题、新挑战进行深入细致的大胆探索，使实验更加完善，学生的思维空间得到拓展。
　　例如：在进行氢气的实验室制法课堂教学时，学生们有了课本中制取氢气知识做铺垫，我诱导学生从制取氢气的装置出发提出以下问题：
　　1.制取氢气所必须的最简单的装置是怎样的？
　　2.以上这些装置都有什么共同的缺点？
　　3.围绕这些缺点，你是不是可以把它改进得更完美些？
　　面临新的问题、新的挑战。同学们表现出了极大的热情，在充分讨论的基础上，很快就指出教材上装置图中不足之处：不能控制反应的发生和停止。并且经过反复推敲，仔细琢磨和相互间的交流与合作，设计出许多新颖、富有创造性的实验装置图，经过师生共同评议确定四套较有代表性的设计方案。
　　为了帮助学生更加深刻地理解和掌握仪器装置选择的原则，我带领学生逐一分析了这四套实验装置的优缺点：
　　实验装置1优点：最简单易行；缺点：难以控制反应的速率，实验过程中不能添加反应物。
　　实验装置2优点：实验中可以添加反应物；缺点：反应物用量较多，长颈漏斗下端必须液封，以防止产生的气体沿长颈漏斗逸出。
　　实验装置3优点：实验中可以添加反应物，可控制反应的速率；缺点：不能控制反应的停止。
　　实验装置4最优：实验中即可以添加反应物，还可以随时控制反应的发生和停止。
　　在实验室中，根据学生自行设计的上述四种实验装置图，我们组装成四套实验装置，一一进行实验验证。所反映出的问题和上述分析基本相符。这样先通过理论的分析，再经过实验验证，不但使学生牢固地掌握了实验室制取气体的一般方法，而且能够激发学生学习的兴趣，全面培养学生的创新意识和实践能力。
　　三、优化课后实验，指导学生动手
　　在优化实验的教学过程中，教师应充分认识到课后小实验的重要性，它有利于学生独立自主去探究钻研问题，在不同程度上创造性运用知识，有助于学生智力和创造才能的发展。同时，他们通过对课本知识的回忆，对所掌握的化学操作技能的运用，不断完善和发展，养成良好的学习习惯和科学方法，为未来可持续发展打下坚实的基础。因此，教师要注重对课后小实验的指导，并及时对学生的实验设计给予评价，鼓励学生自主创新。
　　例如：初中化学“污水的净化”课后安排了一个家庭小实验，让学生课后按课本所给出的装置完成这个实验。如果按教材中的装置进行实验，实际操作中，污水净化的效果确实比较明显，但许多学生提出疑问：每一层材料起到的作用是什么？是哪一层吸附掉了液体中的色素？在实验过程中，学生很难通过实验现象得到明确的答案，这就需要教师的解释。这时我不失时机引导学生对该实验在课后进一步探究，提出该实验做如何改进，才能便于观察每种净水材料在实际净水过程中所起到的作用，同学们带着问题，通过网络、生活经验和各种资料搜寻信息和材料，在家里设计出许多有创意的装置，而且大部分取材就来至于身边的废弃物，在班级成果展示会上，有一个同学的设计很新颖，他把废弃的塑料瓶截去瓶口和瓶底，将瓶口的部分倒置于瓶中，并且把三个这样的装置串在一起，中间用棉花隔开，，从上到下分别放上石子、沙子、木炭（用布袋包裹着）。将红墨水从上端倒入时，明显可以看到中间的液体仍呈红色，而最终的液体却是无色，由此说明石子、沙子、棉花、并不能将红墨水中的色素除去，它们只起到过滤的作用；是布包中的木炭将液体中的色素吸附，学生的疑惑自然得到消除。