改进中学化学实验教学方法，培养学生思维能力

雷江蛟 许琼

摘 要：化学实验作为化学教育的重要组成部分，对培养学生的思维能力起着重要作用。由于传统的实验教学方法存在些许不足，学生的创新能力没有得到有效地培养。本文拟从创新教学演示实验和开展探索性实验来培养学生的创新思维。

关键词：探索性实验；创新思维；创新教学演示实验

化学是一门以实验为基础，研究宏观现象和物质的微观结构的自然科学，化学实验是化学教育的重要组成部分，是培养学生思维能力的重要环节。化学实验教学法具有获知、激趣、求真、循理、育德的功能与素质教育“耦合”，能够很好地培养学生的探索精神，[1]在传统实验教学中，学生实验大多是验证性实验，学生只是期望得到与教材相同的实验结论或实验现象。无法有效地培养学生的探索能力和创新思维能力。在新一轮基础教育改革中，强调要对学生的创新精神和实践能力进行重点培养。本文拟从创新教学演示实验和开展探索性实验来培养学生的创新思维能力。

一、探索性实验与创新思维的联系

创新思维有广义和狭义之分，一般认为人们在提出问题和解决问题的过程中，一切对创新成果起作用的思维活动活动，均可视为广义的创新思维。而狭义的创新思维则是指人们在创新活动中直接形成的创新成果的思维活动，诸如灵感、直觉、顿悟等非逻辑思维形式。[2]探索性实验使指学生在进行创新性实践活动时，按照提出问题、猜想与假设、设计实验方案、进行实验探究、观察实验现象进行分析、归纳和总结，从而得出实验结论的过程。是中学化学实验教学的重要组成部分，它不仅可以帮助学生理解和掌握知识，还能培养学生的创新思维和勇于探索的精神。

习近平总书记曾指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，一个没有创新的民族，难以屹立在世界民族之林”。在新一轮的课程改革中着重强调创新意识的培养，通过探索性实验，有效的激发了学生的创新兴趣，从而对化学实验产生了浓厚的化学兴趣。学生自己进行实验方案的设计、准备并且完成实验、观察实验现象、总结归纳后得出实验结论。增强了学生的探索和创新意识，培养了学生实事求是，严谨求实的科学实验态度。

二、改进化学实验教学方法，培养学生创新思维能力

（一）创新教学演示实验，诱发学生创造动机

化学实验的目的是通过观察实验现象，揭示事物的本质，从而使学生建立概念，理解定律，掌握操作方法，强化化学知识，形成技能技巧，培养思维能力和创造力。[3]要达到这个目的，前提是班级的学生愿意参与到实验中去，这就要求教师能够增强教学演示实验的效果来吸引学生，充分的引导学生，使学生能够建立对实验的理性认识。多媒体的出现可以有效地提高教学实验效果。在传统演示实验中，由于玻璃仪器不但易碎而且还容易反光不利于学生进行观看，学生对实验的失落感使得兴趣降低而没有收到良好的实验预期效果。教师在实验中如果运用投影技术不但可以让所有学生看得清楚，而且还可以降低实验的危险性，稳定课堂秩序。如NH3喷泉实验，我们利用垂直投影来放大实验现象，从而利于班级中所有学生的观察，调动学生的实验积极性。学生不仅会惊诧于实验“奇观”，必然会在求知欲的驱使下，探究其反应机理。这时正是培养学生创新思维的最佳时机。同样，在氯气的制备实验中，在课堂上操作此类实验危险性极大。此时教师就可以借助NOBOOK虚拟实验室来完成实验的操作，学生不但能够观察到实验现象，也可以在多媒体设备上进行实验的操作。因此，在化学实验教学中，教师应表现出出色的驾驭能力，是趣味中充满哲理、平淡中表现新奇、和缓的洞察细微、激烈的从容不迫、安全的不失严谨、危险的不乱方寸、简单的绝不潦草、復杂的确保成功。使学生通过教师的神态、行为语言强化对化学学习的喜爱，淡化对学习化学和从事化学实验的恐惧和厌烦，从而诱发与培养学生创造动机。[4]

（二）开展探索性实验，培养学生的创造思维

化学实验设计应是中学化学教学的最高目标，实验设计是对学生各项能力的综合测试。完成实验设计题目，让学生自行设计实验，可使学生整体思维能力、知识运用能力、创造思维能力得到全面提高。[1]

（1）自主设计实验方案。“一个实验、多种方案”的实验教学法，是指教师在向学生介绍某物质的实验室制法时，可鼓励学生思考有哪些方法可以用来制取该物质？我们为什么采用目前的方法作为它的实验室制法？鼓励学生敢于标新立异，勇于想象、猜想和假设，最大限度地开拓学生的思维空间。[5]

教师可提前一周布置实验设计课题，提出预习要求，如：查阅有关资料设计“二氧化碳的实验室制法”由学生自己拟定实验方案。学生通过网络，图书馆等资源查阅到以下方法：①碳酸钠分别和稀盐酸、稀硫酸进行反应，②石灰石分别与稀盐酸、稀硫酸进行反应。以小组为单位，根据实验室中实验的反应原则，来确定最佳的实验方案。学生通过认真观察实验现象，结合查阅资料的相关信息，从而确定最佳的试验方法。在此过程中培养学生自己动脑解决问题的能力，激发学生的发散思维。

（2）准备实验器材。结合二氧化碳的性质和实验室制取氧气的发生装置，同学们应该选择那些实验装置来制取二氧化碳呢？结合二氧化碳的性质和实验室收集氧气的收集装置，同学们应该选择那些实验装置来收集二氧化碳呢？根据氧气的性质，我们知道了氧气可以用排水法和向上排空气法进行收集。学生已经知道了二氧化碳的相关性质，在此基础上进行装置的选择，培养学生理论联系实际的能力。各小组将本小组所设计的整套实验装置放在讲台上，进行讲解。

小组一：选用试管和橡皮塞以及导气管进行二氧化碳的制备，用向上排空气法进行收集，验满方法是将点燃的木条放在瓶口发现带火星的木条熄灭。

小组二：选用锥形瓶和分液漏斗作为实验的发生装置，收集方法以及验满方法和小组一相同。

小组三：用锥形瓶和注射器作为反映的发生装置，收集方法以及验满方法和小组一相同。

在准备实验器材这个过程中。课堂上确定的实验方案是可行的，但是在实验室所允许的条件下是否可行呢？这些问题摆在学生面前来促使学生思考。在没有现成的实验仪器时，学生如何利用实验室现有的实验器材来进行简单的组合或者对实验器材进行优化来达到相同的实验效果。比如在缺少分液漏斗的情况下，如何组合出一个的实验装置与分液漏斗作用相同的实验装置。有的同学就联想到我们生活中所用的注射器。在这个过程中发展学生的联想和发散思维，培养学生思维的灵活性和创造性。

（3）进行实验操作。大家根据实验室制取二氧化碳的整体思路，分别从发生装置、收集装置、检验方法等进行着手，设计操作步骤，动手进行试验。以小组为单位来制取一瓶二氧化碳。

在进行实验操作过程中，安全是第一位的。学生在自己独立操作之前，教师可以通过多媒体让学生来观看实验的基本操作录像来强化学生实验操作能力。在此过程中，通过自己组装实验仪器，添加实验药品，学生边思考，边操作。建构主义认为，学生通过与外部信息的不断交互，思考，再实践，从而将知识内化成为自己的知识储备。因此学生通过独立进行试验操作，不但提高了学生实践能力，也对知识点有一个很好地巩固。

（4）观察实验现象，记录实验数据。学生通过观察最直观的实验现象，获得实验数据后，在经过分析、判断、概括、综合和抽象思维、逻辑推理等思维加工活动，使之产生认识上的飞跃，获得结论，这是教学中培养学生创新思维的重要途径。[5]如二氧化碳的验满：用点燃的火柴放于集气瓶瓶口，若火柴熄灭则表明二氧化碳已经收集满了。那么二氧化碳可以让带点燃的木柴熄灭，二氧化碳气体能否用于灭火呢？在创新思维中，逆向思维是最活跃的部分。学生通过逆向思考，达到了出其不意的效果。

（5）实验数据处理，完成实验报告。学生处理完成实验数据后，在完成实验报告的过程中也是对整个实验过程的一种思考。通过对二氧化碳气体制备的实验的思考，学生掌握了气体制备实验的关键点，比如在实验装置的选择，反应条件的控制，气体收集方法的选择，以及气体如何进行检验方面有了清晰地认识。在今后的实验过程中遇到同种问题时，学生就具有了解决这类问题的思路。在整个过程中，培养了学生的科学态度学生处理该问题的能力将变得游刃有余。

三、结语

培养学生的思维能力，关键在于教师。教师作为教学活动的引导者、组织者和参与者。首先，要提高自己的科学素养，勇于转变自己的教育观念。在实验中，将学生放在主体地位，发挥学生的作用。教师通过有限的教学实验来启发学生，引导学生去解决实验中所遇到的問题，从而全方位的培养学生的思维能力。

参考文献：

[1]裘霞.化学实验教学中学生思维能力培养[J].中国科教创新导刊，2010（06）：77.

[2]何克抗.创造性思维理论：DC模型的建构与论证[M].北京：北京师范大学出版社，2000：3-10.

[3]牟友贵.改进中学化学演示实验教学的实践与探索[J].成都教育学院学报，2003（03）：56-66.

[4]沈理明.化学实验教学与研究[M].广西：广西教育出版社，2004：157-159.

[5]郑红鹰.中学化学实验中学生创新思维能力的培养[D].苏州大学，2009：28-39.