基于化学实验培养高中学生创新精神的实践探索
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作者:冯志健
【摘 要】培养具有创新素养的高素质人才，是当今教育改革的重大课题，也是高中化学教育改革的一个重要方向。实验教学作为高中化学教学的基础，它凭借生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创新素质方面发挥着独特的、无法替代的功能和作用。高中化学教师要充分利用这个优势，加强和改进化学实验教学方法，即通过演示实验唤起学生的创新意识，基于探索性实验培养学生的创新品质，开展课外活动锻炼学生的实践能力，通过自主设计实验激活学生创新思维，从而达到培养学生的创新精神和创造能力的目的。
【关键词】高中化学;实验教学;创新思维;创新能力
开发和培养学生的创新能力是创新教育时代的呼唤。培养一批又一批具有创新素养的高素质人才，是当今教育改革的重大课题，也是高中化学教育改革的一个重要方向。实验教学作为高中化学教学的基础，它凭借生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创新素质方面发挥着独特的无法替代的功能和作用。高中化学教师要充分利用这个优势，加强和改进化学实验教学的方法，努力挖掘化学实验教学的潜能，从而达到培养学生的创新精神和创造能力的目的。本文从高中化学实验教学创新的角度探讨培养学生创新精神的问题。
一、通过演示实验唤起学生的创新意识
意识是行动的先导，而学生创新意识的激发又往往来自教师的教学启迪。根据教学需要创设一些演示实验，不仅能弥补教学内容的缺憾，帮助学生理解化学知识，还能培养他们不迷信课本、敢于对科学方法进行创新的精神，能唤起学生的创新意识。
例如：在学习二氧化碳和氢氧化钠溶液反应时，由于这个反应没有明显的实验现象，从观察的角度讲，学生无法判断这个反应是否发生。为了帮助学生理解，可设置这样一个实验：选取一个健力宝塑料瓶，使其充满二氧化碳气体，然后往瓶内注入50毫升氢氧化钠饱和溶液，立即用塞子塞紧，振荡片刻，这时，可观察到塑料瓶奇迹般地瘪了下去，且塑料瓶被大气压迫而产生的“啪”“啪”的响声，通过这个实验可以使学生体验到二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。又如，高一化学教材中介绍浓硫酸的吸水性时，没有安排演示实验，只有一个利用浓硫酸吸水性作干燥的洗气装置，学生缺乏对浓硫酸吸水作用的直观感受，对此，教师可设计如右图装置进行实验：将两片用水浸湿后的滤纸，分别用两铁丝勾上，随即把橡皮塞塞紧，过15分钟左右，取下橡皮塞，对比两片滤纸，可以看到瓶内滤纸变干，从而证明了浓硫酸具有吸水性。当学生看到这些新鲜有趣的演示实验，兴趣盎然，创新精神也随之萌发。
二、基于探索性实验培养学生创新品质
中学化学实验有两种方法：一种是验证性实验，另一种是探索性实验。前者往往是教师讲授化学知识在前，做演示实验或学生动手做实验在后，其目的在于验证、巩固己学过的化学知识和培养操作技能。先尝试实验，然后在观察实验的基础上，通过科学抽象的逻辑思维，自己概括归纳实验现象，分析实验数据，从而揭示出物质变化特点及其规律。两种实验方法之间差异分析见下表：
基于化学实验教学实践，笔者认为，探索性实验教学方法是探索性教学模式在实验教学的具体应用。教师在培养学生创造能力、严谨求是的科学创新品质、善于运用科学的学习方法主动参与学习过程及发展全面素质方面，采用探索性实验教学方法可以起到验证性实验教学方法不能起到的作用。
探索性实验教学方法的一般程序和结构为：
三、通过自主设计实验激活学生创新思维
创新能力的核心是创新思维。而创新思维的主要表现形式就是发散性思维，多角度的思考问题，以求得多种设想、方案或结论。在化学教学中，通过引导学生设计实验，学生的创新思维可以得到“活化”和发展。以高三教材原电池为例，教师在做了教材中的演示实验后，补充下面实验：把2mol/L的NaOH溶液分装在两个试管中，然后分别投入纯铝片和表面沉积有铜的铝片各一片，观察所发生的现象。后者产生气泡速率比前前者快，在这基础上向学生提出下列问题：“能否设计出比较活泼的金属作正极、不活泼的金属作负极的原电池？”由于答案是学生熟知的，所以问题一提出，马上就有学生认为不可能设计出这样的原电池。但也有学生联系教师补充实验展开了联想，提出了以下方案：
（1）镁、铝作电极，浸入NaOH溶液中，镁的金属活泼性虽比铝强，但镁不跟NaOH溶液反应，所以铝作负极、镁作正极。
还有学生联想到铝遇冷浓HNO2钝化，又设计出另一种方案：
（2）铝、铜作电极，浸入浓HNO2溶液中，铝的金属活泼性虽比铜强，但铝被浓HNO2钝化作正极，铜作负极。
用电流计验证，果然符合。化学实验诱发学生突破常规，跳出原有知识的框框，能使学生的思维激活到最佳状态，学生的创造能力也能得到培养和锻炼。
四、开展课外活动锻炼学生的实践能力
要培养学生的创新精神，开发学生的创造智力，必须注重将课内所学的知识方法运用到课外实践中，才能让其获得终身受益的创造能力。
化学课外活动主要是组织开展家庭小试验和社会服务实践活动。在家庭小实验活动中，学生可以充分自由的发挥想象力，根据自己的兴趣爱好设计实验方案，进行探究活动。在家庭小实验活动中，教师还应该进行适当的指导和点拨，如实驗药品、器具的可取性、成功性的大小、实验的安全性、观察方法（观察的思路、顺序）、实验的操作步骤方法等。在每次活动结束后，应安排学生进行相互交流，这对启发学生创造能力有很大的帮助。
对于社会实践服务活动，应根据本地特点来进行。在农村可根据庭院经济发展特点组织开展活动，如用熟石灰与硫酸铜配制波尔多液农药防治农作物的病虫害、用PH试纸测定农田的酸碱度等。在城市，可对当前的热点“环保”问题进行一些研究，如配合环保部门进行除尘量的测定、水标本采集及水质分析、酸雨的监测等。学生通过社会服务活动不仅能增强环保意识，还能锻炼自己的创新实践能力。
创新能力的培养关键在于改革课堂教学教学方法和优化教学内容，以培养学生的学习兴趣，激发学生的学习潜能。在教学过程中通过设疑探索，引导启发学生的探索意识，鼓励学生的创新精神，发展学生的创新思维。总之，加强和改进实验教学方法，努力挖掘学生的实验潜能，进一步优化实验教学，是培养学生的创新精神和创造能力的有效途径之一。
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