化学教学中培养创新能力的策略与方法

摘 要：在人才竞争的背景下，创新能力尤为重要，目前有的教师还停留在只传授知识、忽略对学生能力的培养上。创新能力的形成是一个长期积累的过程，因此化学教师要研究教材和课程标准，了解学生的认知规律，课堂上营造良好的创新环境，引导学生大胆猜想、质疑等，提升学生的综合能力。

关键词：化学教学；创新能力；人才竞争

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2023）31-0145-04

一、 创新能力培养的意义

当今社会的竞争是人才的竞争，各地方政府都想尽办法来吸引各类创新型人才，按照国家领导人“海南要坚持五湖四海广揽人才”的重要指示，实施百万人才进海南行动计划，推进海南全岛自由贸易试验区和中国特色自由贸易港建设，目前创新型人才是引领我国经济发展的动力，只有创新才能满足日新月异的社会发展需求。

教育部在《中国高考评价体系》提出教育的考查目标包含核心价值、学科素养、关键能力、必备知识这四个部分。这要求在课堂中应在核心素养导向下注重发展学生思维能力，有目的地培养学生的创新能力，以满足“双新”背景下创新型人才选拔的需求。

二、 创新能力培养的策略与方法

创新能力不是与生俱来的，也不是通过简单的知识传授和积累就可以形成，必须有组织有目的的训练，并经过不断的实践和积累才能形成，教学的主阵地在于课堂，这就要求化学教师研究教材和课程标准做到精准定位，有目的地设计、渗透教学内容与方法，提升学生的综合素养。

（一）研究教材和课程标准做到精准定位

教材的编写是有依据的，对知识结构的分布及各单元编排顺序，充分考虑了学生已有的知识经验与学生认知发展规律。每一个单元主题都是相互融合的，反映一种基本观念或体现化学知识在社会实践中的应用。例如：人教版新教材把分类思想放在第一节，引导学生学会用分类思想去研究物质及其变化规律。引导学生面对陌生问题或有关反应时，学会如何去获取有用的信息，利用已有知识与规律推导、预测、探索及验证。所以要求教师认真研究教材及课程标准，明确每一阶段重点，引领学生学习和关注相关知识和技能，渗透相关化学学科核心素养，以及引导学生利用所学知识转化为解决问题的能力，这样教学更有针对性。

（二）了解学生知识结构与认知规律，做到因材施教

教师要了解不同阶段学生的知识结构特点与认知规律，根据学生认识的发展性和阶段性，组织和呈现不同的知识。例如：对原电池的教学，要求高一学生主要了解简单的锌-铜-稀硫酸电池，要求高二学生掌握双液-电池、燃料电池，理解原电池的工作原理，在不同环境下发生的电极反应。高三要学会利用原电池的工作原理及相关知识去分析新型电池，这符合学生思维的进阶。图1为教学的认知进阶：

（三）教学要循序渐进，逐渐渗透

培养创新人才的主阵地在学校，而学校培养的途径来源于课堂，所以要求老师在课堂教学中有目的地营造创新环境，鼓励学生质疑，大胆猜想，强化创新意识。

1. 实验探究，营造创新环境

化学是以实验为基础的学科，诸多的结论是通过大量的实验验证得出的，新高考改革后，新教材的编写的最大特点是增加了实验探究内容，强化学生动手能力，发展学生思维，提升学生的学科素养。所以，教师在教学过程中应引导学生进行分析组成与结构、预测可能具有的性质及可能发生的反应，并设计实验进行验证，在不断的驗证中发现问题，设计改进计划，提升学生学习的主动性，给学生营造良好的创新环境。

教学片段一：菠菜中铁元素测定

实验1：用“硝酸+KSCN”检验菠菜中铁元素

实验步骤：

（1）取约30g菠菜，用蒸馏水清洗干净，晾干后剪碎。

（2）将菠菜转移至研钵中研碎，转移至烧杯。

（3）加入20mL蒸馏水溶解后过滤。

（4）分别取2mL滤液于2支试管中（编号 1，2）。

（5）分别加入1mL蒸馏水和稀硝酸后振荡试管；结果如图2所示：1号试管无明显现象，2号试管变黄褐色。

实验1用水溶解后过滤，再加硝酸，硝酸会将菠菜中的叶绿素破坏，变为黄褐色干扰下阶段的实验。有学生提出想办法排除黄褐色的干扰，设计了实验2。

实验2：用“硝酸+KSCN”检验菠菜中铁元素

实验步骤：

（1）取约30g菠菜，用蒸馏水清洗干净，晾干后剪碎。

（2）将菠菜转移至研钵中，加入20mL硝酸，研磨至固体呈现绿褐色后过滤。

（3）分别取1mL滤液于2支试管中（编号 1，2）。

（4）再分别滴入5滴KSCN溶液，振荡，观察现象，1号试管无明显现象，2号试管变为淡的红色。

Fe3+与KSCN溶液反应现象很明显，但是实验结果只看到很淡的红色。有学生提出是不是硝酸干扰造成，又提出了实验3的方案，把硝酸更换成“硫酸+过氧化氢+KSCN”。

实验3：用“硫酸+过氧化氢+KSCN”检验菠菜中铁元素

实验步骤：

（1）取约30g菠菜，用蒸馏水清洗干净，晾干后剪碎。

（2）将菠菜转移至研钵中，加20mL的硫酸（1mol/L），研磨至固体呈现绿褐色。

（3）分别取1mL滤液于4支试管中（编号1，2，3，4）。

（4）分别加入1mL蒸馏水和10%、20%、30%的H2O2溶液各1mL。

再分别滴入5滴不同浓度的KSCN溶液，振荡，观察现象，结果见图4和表1。

由实验结果来看选择20%H2O2进行菠菜中铁元素测定效果最好。在整个实验探究过程，学生通过设计方案并进行实验验证，得出不同的结论，在不断的探究过程中创造良好的创新氛围，为创新能力的培养作铺垫。

2. 善用课堂“异常”，激发创新欲望

对同样内容，采用同样的教法，但是学生不同，效果也不同。在有些情况下，学生不按照标准答案进行回答，特别是实验教学中，课本上的很多现象都是在一定条件下发生的，当操作者、反应环境、反应用量等不同时，实验结果经常和课本上所展示的现象不同，这就是实验所产生的“异常”，老师应善于利用课堂上的生成资源，引导学生分析及解决问题，激发学生的创新欲望。

教学片段二：金属钠与硫酸铜溶液的反应

学生实验：金属钠与硫酸铜溶液的反应实验。

老师：在反应过程中你们观察到了什么现象？

学生1：金属钠浮在硫酸铜溶液上面，并在液面上四处游动，游过的地方有蓝色沉淀生成。

学生2：实验过程中看到钠着火。

学生3：金属钠浮在硫酸铜溶液表面，看到反应中的银白钠表面上有淡淡的红色。

老师：为什么个别同学在实验过程中看到钠着火？

学生：可能没有把煤油吸干，也可能是反应的钠用量有点偏大，还可能是由于硫酸铜浓度的影响等。

老师：金属钠与硫酸铜溶液反应表面为什么会有红色物质生成？

学生：有可能是钠把铜从其盐中置换出来？

老师：生成的蓝色沉淀是什么物质？金属钠先与水反应还是先置换出铜？如果没有水参与干扰，钠会不会把铜置换出来？想想在没有水环境下进行反应该如何操作？

学生：①用熔融状态下硫酸铜与钠反应；②用别的溶剂来溶解硫酸铜等。

3. 大胆猜想，培养创新意识

课堂上要鼓励学生大胆假设猜想，敢于对老师或教辅资料的结论产生怀疑，并利用所学的知识或查找相关资料进行验证，得出结论，在查找相关资料过程中引导学生学会如何去辨析真伪，激发学生的好奇心，培养学生的创新意识。例如：探究氯水的漂白性时，引导学生猜想到底是氯气作用还是次氯酸作用？二氧化硫能使含有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，到底是二氧化硫漂白还是跟氢氧化钠反应？让学生设计实验来验证，通过大胆猜想培养学生的创新意识。

4. 思维训练，挖掘创新潜能

教学不仅要传授知识，更要有意识地培养学生的思维能力，引导学生利用已有知识进行推理，挖掘学生的创新潜能，为其以后步入社会奠定基础。

教学片段三：Na2O2和Na2O的性质

如何推理Na2O2与H2O反应的产物？首先可以引导学生从物质类别的视角看Na2O2与Na2O同为金属氧化物，Na2O与H2O反应会生成NaOH，那么Na2O2与H2O反应也会生成NaOH；也可以根据学生已能从元素的视角（元素的种类和化合价）推理出Na2O与H2O反应的产物为NaOH，据此推测Na2O2与H2O反应也会生成NaOH。然后根据异同思维比较Na2O2与Na2O的差异，可推测Na2O2与H2O的反应可能不仅有NaOH这一产物，还会生成什么呢？学生可能会认为生成的NaOH中的氧元素的化合价可能是和反应物H2O中的氧元素同价，从而无法从元素价态视角继续分析，此时可假设产物中的钠元素与氢元素仅存在于NaOH之中，则参加反应的Na2O2与NaOH的量之比为1∶2，H2O与NaOH的量之比也为1∶2，此时学生会发现产物NaOH中的氧元素仅有一半来自H2O，另一半应该来自Na2O2，这时再引导学生发现NaOH中氧元素化合价降低了（相对Na2O2中的氧元素而言），进而根据辩证思维推出必有元素化合价升高，此时分析反应物Na2O2的两种组成元素（Na和O）可知钠元素已处于最高价态，只有氧元素有升价的可能（即可由-1价升至0价），而另一反应物H2O也有处于-2价的氧元素，也有升价的可能，如何判断由谁来升价呢？此时可以引导学生类比学过H2O2（与Na2O2一样同为过氧化物）的分解，其分解产物为H2O和O，进而可以推出是由Na2O2中-1价的氧元素升价，从而推理出另一产物为O2。这样才能构建学生在学习元素及其化合物时，形成从物别类别和价态视角去研究的思维模型。

（四）过程评价，挖掘亮点

教学主体是学生，教师不仅要教给学生课本的知识，还应引导学生将所学知识转化为能力，所以要注重“教—学—评一体化”，特别是“评”，注重过程性评价，以学促教，在学生讨论、交流、质疑、实践探索中，培养各种能力。

（五）精心设计，有的放矢

教学效果的检验方式多种多样，最常用的方法就是作业和考试，所以教师布置作业和试题的设计时应有针对性，以培养学生的思维为主，重点培养学生对新信息的加工处理及获取有用信息的能力。

总之，创新能力的培养贯穿整个化学教学的始末，创新能力的形成需要一个过程。教师要基于教材和课程标准，根据学生的认知规律，循序渐进，把握课堂，营造创新环境，激发学生好奇心，挖掘创新潜能，为国家不断输送创新型人才。

参考文献：

［1］马云云，吴星.高中化学基本学科观念建构的新视角［J］.化学教育，2020，41（3）：67-71.

［2］張曙光.新课程下学生化学创新能力的培养［J］.考试周刊，2012（50）：138.

作者简介：羊英亮（1979～），男，汉族，海南儋州人，儋州市第一中学，研究方向：化学教育。