实验课堂中培养学生的科学探究和创新意识

孙文平 闰秀茹

化学的发展起源于实验、依赖于实验，化学实验是化学教学中有效的教学形式，可有效帮助学生获取化学知识，培养学生的科学探究和创新意识。《普通高中化学课程标准》（2017年版）（以下简称“课标”）中指出”通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方法的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”强调化学实验的作用，以此作为启迪学生科学思维、培养学生探究能力和情感态度价值观的重要手段。中学化学教学的重点应该是提高学生的科学素养，强调科学知识、实践技能与社会发展需求三个方面的关系。在新版的《课标》中，科学探究被认为是改变学生传统学习方式的一个重要突破口，明确提出“活动探究”的具体模式，如观察、调查、参观、资料收集、阅读、讨论、交流、辩论、实验等。实验是化学科学的重要基石，实验是化学问题解决的重要手段实验，是科学探究的重要途径。

一、运用引导演示实验法，培养学生分析解决问题的能力

演示实验是训练学生思维的重要途径。2010年全国新课标卷Ⅱ第28题第（5）小题第②问考查锌粒与稀硫酸反应一段时间后金属的颜色，考生多数答为银白色，若教师在平时教学中进行演示实验或引导学生进行分组实验，学生不难发现此时的金属应该为灰黑色;再如2018年全国新课标卷I第题26醋酸亚铬的制备是源于教材氢氧化亚铁的制备。所以在平时教学中应该尽可能多的做演示实验，若有条件进行学生分组实验，让学生从演示实验的现象中所获得的感性材料，进行“由表及里、由此及彼”的思考和分析，实现由感性到理性的飞跃。

开始在做演示实验时，要有明确的实验说明，说明本次实验的理论支持，要说明怎么做。如实验室制取氨的演示实验，首先师生应该根据化学反应原理，分析采用什么发生装置;其次应引导学生分析氨可能含有什么样的杂质，并根据氨和杂质的性质，提出应该如何除去这些杂质及除杂应该选择的实验装置;再次根据氨的物理和化学性质来选择收集氨的装置;最后根据氨的物理性质和化学性质解决剩余氨处理的方法。这样一来，学生就从根本上理解了实验的现象和内容，以后在遇到类似的气体制取实验时，就懂得基本步骤。物质的制备应该注重培养学生围绕着所制备的物质性质进行有针对性地进行思考，展开思维活动，培养学生良好的逻辑思维能力。

二、通过设计实验。培养学生的科学探究精神

化学科学探究是指为了能积极主动地获取化学科学知识，领悟科学研究方法而进行的各种活动。通俗地说，就是让学生自己去发现问题.主动去寻找答案，而不是被动地接受知识。科学探究重在探索的过程，而不是只注重答案本身。在学生的化学知识结构基本形成后，可根据他们已初步掌握的实验理论和技能，设计一些实验习题，最好是课本的实验改进或课后习题的改编，让学生自己设计实验方案和实验操作，培养学生独立思考和科学探究精神。

例如：在学习人教版必修一第四章第四节《氨硝酸硫酸》中硝酸的性质时，可要求学生设计有关一氧化氮的制取和性质的实验方案。并引导学生思考下列问题后再进行设计：

1、实验室用什么试剂制取NO气体？（考查实验原理：铜和稀硝酸）

2、根据原理采用什么发生装置、收集装置和尾气处理装置？（考查实验仪器，圆底烧瓶、分液漏斗）

3、设计实验操作步骤及先后顺序（考查实验操作，气体制备一净化一收集一尾气处理）

4、根据NO的性质在实验中應该注意哪些？（例如如何防止氧气与一氧化氮反应，能否用排气法收集一氧化氮等等）如何处理突发事件？

学生经过思考，相互交流，可能会有不同的实验设计方案，可以让学生去实践，并比较各自方案的优缺点，提出具体的实验设计方案，然后进行学生演示。而教师在此过程中进行思维训练，引导学生提高认识，提高学生思维品质。

教师要鼓励学生对课本上的实验、习题或历年高考、模拟题中的实验题进行设计。这种形式即能巩固学生的理论知识，又能提高学生设计实验的能力，可以进一步提高学生的探究能力。

三、运用兴趣实验激发学生的创新意识

创新能力是学生学习的动力和源泉，在高中化学教学中，教师应注重创新能力的培养，要善于运用实验鼓励学生提出问题、表达自己的想法，具有质疑精神，积极展开思维活动，逐步提高创新意识，培养学生的创新能力。

如在氢氧化亚铁的制备实验教学中引导了学生对现象进行分析，提出如何长时间观察到白色沉淀，学生从理论分析到实验验证，小组同学进行交流借鉴，最终师生合作，提出方案设计方向如下：（1）将溶液中的溶解氧去除（配制的蒸馏水经过煮沸去氧）（2）有效避免空气溶解（避免悬空滴入溶液，油膜隔绝）（3）制造还原性氛围（可利用H2，加入保险粉连二亚硫酸钠等）（4）电化学法（注意电解质溶液的选择）等，在2018年全国新课标卷I中醋酸亚铬的制备就考查了学生的创新意识，与氢氧化亚铁的制备创新实验很相似。

生活中处处有化学，可以设计生活小实验，如学生可以设计实验研究废旧电池中的成分，研究鸡蛋壳的成分，研究土壤成分，研究河水成分，研究钢铁锈蚀的现象并提出如何进行防护，研究对室内甲醛的检测，研究化妆品中某项化学品成分等。通过这些实验的研究活动，激发学习化学的兴趣，了解化学学科的应用，积极展开实践活动，鼓励学生发现问题，思考问题，解决问题，提高学生的科学探究和创新意识。

总之，化学是以实验为基础的自然科学，在教学中应该多创造条件设计实验，并鼓励学生创新实验方案，激发学生学习化学的学习兴趣，培养学生的科学探究能力和创新意识，全面提高学生化学学科核心素养。