用开放性化学实验培养学生创新能力

余木火

摘 要：化学实验是培养学生创新能力和实践能力的重要渠道和最具有化学学科特色的方式。在实验教学中，改革传统实验、多开展探究性实验、引入开放性实验，教师有针对性指导学生理解实验目的、掌握实验方法、明确操作要点，同时积极创造条件，激发学生的创新欲望，发掘学生的创新潜能，培养学生创新精神和实践能力。学生通过参与体验、探究、实践，使他们在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面得到全面发展。

关键词：化学教学；实验探究；创新能力

化学实验是培养学生创新能力和实践能力的重要渠道和最具有化学学科特色的方式。但传统的实验教学大多采用程序化的方法，这种实验教学方法尽管使学生得到了一定的实验技能，掌握了一定的实验方法，但这种方法把学生看成是知识的接受器，极大地限制了学生的思维、想象的空间，缚住了学生的手脚，使学生失去了创新意识。这与未来社会对综合型人材、复合型人材、创造型人材的需要已不相适应了。因此，在实验教学中，必须贯彻全面发展的方针，通过学生参与体验、探究、实践，使学生在知识和技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面得到全面发展，为培养创新精神和实践能力奠定基础。

1 改封闭式实验为开放性实验

科学探究是目前基础教育改革所倡导的一种重要的学习方式，它是学生在比较广泛的教育资源背景下所开展的自主的、开放的、探究式的学习活动。作为一种新的学习方式，科学探究更倡导在一种开放的环境中，使学生对科学研究获得亲身的体验。通过实践使学生认识到提出问题和做出猜想是科学探究的重要环节，观察和实验、推理和创新是科学探究的重要方法。教师在进行实验教学中，应坚持开放式的教学模式，不要一成不变的照搬教材，改变封闭式的实验教学模式。

1.1 坚持实验方法的开放

在新课改理念的指导下，注重贴近学生的生活实际，寻找他们熟悉的生活情景作为切入口。如第1次上化学课时，我就增加了“探究镁的性质”实验，并制定5个实验方案：① 观察镁带的外观，试试看是否容易被折弯、扭断。②用砂纸打磨镁带，它的外观有什么变化。③用打磨好的镁带连接一节干电池和电珠，看看它是否能导电。④取一段打磨好的镁带，用坩埚钳夹持，用酒精灯外焰加热。当镁带开始燃烧时，移到石棉网上方，让它继续燃烧，观察燃烧的现象和燃烧后产物的状态。⑤取另一段打磨好的镁带，放入食醋中，看看有什么现象发生学生对这些“出乎意料”的奇异实验感到新奇和兴奋。我因势力导，引导学生思考为什么会出现这些现象？原因是什么？使学生的实验兴趣不断得到提升和发展，这极大地激发了学生学习和研究化学的兴趣，培养了他们开放性的思维。

1.2 坚持实验器材的开放

在传统的实验模式中，实验器材是硬性给定的，由实验方法原理的开放，实验所需器材由根据实验原理与方法自己选定，如在学习《CO2的实验室制法》一课后，学生提出课本上的装置非常简单，能很好地说明二氧化碳的发生装置和收集的方法。可是该装置不能制取较大量的二氧化碳气体，也不能控制反应的发生和停止。

他们建议：能不能在连有导管的橡皮塞旁边再钻一个孔，装上漏斗，待反应停止后，可以很方便地添加盐酸。听了他们的建议后，我准备了相关材料鼓励他们大胆去实验。这样学生的热情更高了。但在改装这个实验装置时，他们没有将伸入试管内的漏斗管口完全浸入液面以下，我也未立即指出装置中存在的问题，而是让他们继续实验。当他们高高兴兴地开始实验时，却发现收集不到二氧化碳，通过漏斗再次加入盐酸仍然如此，他们迷惑了。

此时我对改进后的装置缺陷进行分析，学生恍然大悟，建议将漏斗改为长颈漏斗，下端管口伸入液面以下。还可在长颈漏斗下端放一个多孔的塑料瓶盖，这样就可以安全方便地加入大理石了。并在连接两导管间的橡胶管处放一个止水夹，可随时控制反应的发生与停止。重新实验，结果成功了，成功的喜悦既激发了学生的创新热情，也提高了他们对化学知识的理解和应用能力。

1.3 坚持实验结论的开放

在讲燃烧的条件时，我设计了下面4个实验：①用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子，在酒精灯上点燃。②分别点燃2支小蜡烛，将其中的一支用烧杯罩住。③用燃着的火柴分别放入盛有水和酒精的表面皿中。④用镊子分别夹取一根小木条和一块小煤块，在酒精灯上点燃。通过上面的实验探究得出可燃物燃烧的条件：①可燃物的温度达到或超过可燃物的着火点。②可燃物与氧气接触。

尽管实验具有其自身的目的性，但得出的结论还是会有所差别的，此时可激发学生再思考分析其原因。是实验方法、设计方案和原理的错误，还是得出结论本身的错误，这样才能培养学生严谨的科学态度。

总之，实验教学过程中应摄取教学资源，才能展示新的化学视角，拓宽学生的知识视野，才能灵活驾驭教材而不被教材所束缚，无疑是符合新课程改革所要求的。

2 引导学生进行实验设计，发挥学生的创新能力

为了巩固所学知识，发挥学生的创新能力，在学完一些相关的知识点后，可以有针对性地出一些实验设计题，让学生设计并且完成实验。如在学习了过滤和盐的有关知识之后，可以让学生设计如下的实验：有一种工业废水，已知其中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子和钠离子以及部分污泥，试设计一个既经济又合理的方法回收金属银和硫酸亚铁。要求：①列出实验步骤。②谈谈每步实验步骤的目的。

对这类设计，课本上无现成的答案可寻，学生不仅要灵活地、有创造性地综合运用所学知识和技能，而且要设计合理、切实可行并争取最优化。学生的设计一旦经老师审核可行后，就为他们提供实践的机会，使学生体验到创新的乐趣，产生自觉的、有目的的行为，从而为学生的创新能力可持续发展打下基础。

我一方面让学生自己设计实验鼓励他们大胆地去发现新情况，探讨新问题，得出新结论，另一方面充分利用课本上的家庭小实验。家庭小实验可以使学生在一个心理状态比较宽松的环境中，不受时间的限制，也可反复做、反复观察，直到认为满意为止。如学习完第八章酸碱盐后，鼓励学生进行家庭小实验，使用pH试纸测定各种水果、食盐、纯碱、小苏打、食醋等物质的酸碱性，使学生获得新知识，知道了有胃酸的病人不宜食用哪些食物。又如学生利用家中备有的食盐、碱面、食醋、酒精、糖水和日常用品废弃物（小灯炮、玻璃杯、废电池中的碳棒等）进行酸碱盐溶液导电性的实验探究。通过实验得出结论：酸碱盐溶液导电是因为溶液中存在自由移动的离子，而固体和酒精、糖水没有自由移动的离子，所以不能导电。这一实验使学生加深了对所学知识的理解和掌握，激发了他们学习化学的兴趣。

学生通过小实验领略到了成功的喜悦，极大诱发了学生获得化学知识的强烈欲望，调动了学生的积极性，使学生在参与分析问题、解决问题过程中，产生了强烈的创新动机，发掘创新潜能，发挥聪明才智，从而激发了学生创新能力和创造精神。

我国著名教育学家陶行知先生说过：“处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人”。改革传统实验，多开展探究性实验，引入开放性实验，真正充分发挥学生的思维潜能，使学生的创新思维、创新能力得到有效的培养与发展。使学生的创新火花在轻松愉悦的探究氛围中迸发，教师鼓励学生用自己的方案进行实践，鼓励学生通过不同的探究方法去研究问题，培养学生的创新思维，通过得到的科学知识获得愉悦的心理体验，为进一步进行科学探究造福人类提供知识保障。

（责任编辑 王昕）