高中化学实验教学中学生创新能力培养的途径与方法

王喜东

摘 要：随着新课程改革的不断深入，高中化学实验教学日益受到重视.本文旨在探讨在高中化学实验教学中如何有效培养学生的创新能力.通过具体的教学案例，分析了实验教学与创新能力的内在联系，并提出了几种实用的教学方法，以期为学生的创新思维发展提供实践指导.

关键词：高中化学；实验教学；创新能力；培养方法

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2024）15-0115-03

在知识经济时代，创新能力已成为衡量人才质量的重要标准.高中化学作为自然科学的一门基础课程，其实验教学不仅是理论知识的验证和应用过程，更是培养学生创新能力、实践能力和科学探究精神的重要途径.然而，传统的高中化学实验教学往往重视知识的灌输和实验技能的训练，忽视了对学生创新意识和创新能力的培养.因此，在新课程改革的背景下，通过实验教学如何有效培养学生的创新能力，成为当前高中化学教育亟待解决的问题.

1 高中化学实验教学中创新能力培养的重要性

创新能力是指个体在解决问题的过程中，能够运用已有的知识和经验，通过独立思考和创造性劳动，产生新颖、独特、有价值的思维成果或物质成果的能力.在高中化学实验教学中，培养学生的创新能力具有重要意义.首先，创新能力的培养有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望.传统的实验教学往往以教师为中心，学生处于被动接受的状态.而通过创新实验的设计和操作，学生可以亲自动手、动脑，体验科学探究的乐趣，从而更加积极主动地参与到实验学习中来.其次，创新能力的培养有助于提高学生的实践能力和问题解决能力.在实验过程中，学生不仅需要掌握基本的实验技能和操作方法，还需要学会如何面对问题、分析问题和解决问题.这种实践能力的培养，将有助于学生在未来的学习和工作中更好地适应各种复杂多变的环境和挑战.最后，创新能力的培养有助于促进学生的全面发展.创新能力的培养不仅涉及知识的获取和应用，还涉及思维方式的转变和人格特质的完善.通过实验教学中的创新实践，学生可以逐步形成独立思考、敢于质疑、勇于探索的良好品质，从而实现自身素质的全面提升.

2 高中化学实验教学中创新能力培养的途径与方法

2.1 创新实验教学内容，激发学生的探究兴趣

2.1.1 设计开放性的任务，激活学生创新发散思维

在传统的化学实验课堂教学中，通常的课堂模式是教师进行演示，学生观察反应现象和验证产物.这种方法虽然可以让学生了解反应的基本过程，但过于简单，缺乏探究性，学生在课堂中注意力不易集中，不利于培养学生的创新能力，且学生会在固定模式中思维受限，产生思维定式.为了规避这一教学弊端，教师可以在实验教学中设计开放性的任务，激活学生发散思维，从探究和理解化学知识内涵的角度设计开放性的实验任务，鼓励学生多角度感悟化学理论，既可以挖掘学生的思维潜能，又能够达到培养学生创新思维的目的.

例如：在“喷泉实验”后，学生初步认识了“氨气易溶于水”的知识点，接着教师设计开放式任务：“有其他更简单的方法证明氨气易溶于水吗？”学生结合生活经验和已经掌握的化学知识多角度思考，大胆分享自己的验证方法，有的学生提出：“在盛氨气的塑料瓶中加入一定量的水，塞好瓶盖振荡，会发现瓶子变扁了.”有的学生提出：“在装满氨气的塑料瓶倒扣在水中，可以发现水面呈现上升的趋势.”还有的学生提出：“取少量浓氨水进行加热，对比收集其他体积变化证明氨气溶于水.”在开放性任务驱动下，激活学生的思维，鼓励学生从不同的角度思考问题，深入理解化学知识，既让学生体会到了化学知识学习应用的多元化、多样化，又开发了学生的潜能智慧，避免学生产生思维定式，全面提升学生的创新能力和综合素养［1］.

2.1.2 设计探究性实验，培养创新能力

为了培养学生的创新思维能力，教师要在课堂上营造探究性氛围，让学生深度理解化学理论并在不同的问题情境中理解和应用化学知识［2］.结合探究性试验的教学模式，为学生打造不同的问题情境，激发其探究欲，让学生体会化学探究性试验的乐趣，积极主动思考，灵活运用所学的知识，创新实验验证的方式，完善化学知识结构和实践应用.

以“铁的氧化与还原”实验为例，教师可以设计如下探究性问题情境：“我们都知道铁在空气中会逐渐生锈，那么铁生锈的过程是怎样的？铁锈的主要成分是什么？如何设计实验来验证我们的猜想？”通过这些问题，教师可以引导学生从化学的角度去思考铁生锈的机理，并尝试设计实验来验证自己的猜想.在实验设计过程中，教师可以鼓励学生利用自己已有的化学知识，结合网络资源和图书资料，分析铁的性质、铁的氧化还原反应等相关内容.学生可以在小组内展开讨论，共同设计实验方案，确定实验步骤和所需器材.在实验过程中，学生可以观察实验现象、记录实验数据、分析实验结果，并尝试解释实验现象背后的化学原理.通过这样的探究性实验，学生不仅能够加深对铁氧化还原反应的理解，还能够培养自己的创新思维能力和实验操作能力.同时，学生在实验过程中还能够学会如何运用化学知识解决实际问题，提高自己的化学素养和实践能力.

2.2 创新实验教学方式，提升学生的实践能力

2.2.1 开展小组合作实验，培养团队协作能力

在“一定物质的量浓度溶液的配制”实验中，教师可以采用小组合作的方式进行教学，以培养学生的团队协作能力.首先，教师将学生分成若干小组，每组人数适中，以便每个学生都有机会参与实验操作和讨论.教师向学生介绍实验的基本原理和要求，并强调实验操作的规范性和准确性.接着，学生以小组为单位，共同制定实验方案.每个小组的成员要明确自己的任务和分工，共同协作完成实验.学生在小组中互相学习、互相帮助，遇到问题时可以一起讨论解决.这种合作学习的氛围可以培养学生的团队协作精神，提高他们的沟通能力和解决问题的能力［3］.在实验过程中，教师要注意观察学生的操作，及时纠正错误的操作和习惯.同时，教师还要引导学生认真记录实验数据，对实验结果进行正确地分析和处理.通过小组合作实验，学生可以深入理解一定物质的量浓度溶液的配制原理和方法，同时也可以培养自己的实践能力和团队协作能力.此外，教师还可以根据实际情况，设计一些具有挑战性的实验任务，让学生通过小组合作的方式完成.这些任务可以涉及多个方面的知识和技能，需要学生综合运用所学知识来解决.通过完成任务，学生可以进一步提高自己的能力和团队协作能力.

例如：在探究氨气的还原性实验时候，教师鼓励学生以自主学习小组的形式设计实验方案，学生在小组讨论的过程中联合所学的新旧知识，整理实验资料、设计实验操作步骤，积累化学实验动手操作的经验.在探究氨气还原性质的时候，学生参照教材设置实验装置，小组讨论后提出探究实验与氨气制取实验结合在一起，设计对比实验的方式，改变氨气化学反应的条件，对比实验效果.在自主探究的过程中，学生以小组的形式明确研究主题，划分探究实验责任分工，记录实验现象，总结实验经验.在氨气还原性探究实验中，学生联合氨气制取实验，调整化学实验条件，提出假设，验证结论，实验中学生产生创新的想法，作出实验假设，小组共同探究有效地将创新想法转化为实际的实验操作，培养学生的创新能力.

小组合作不仅是一种有效的教学方式，更是培养学生团队协作能力的重要途径.当学生被分成小组后，承担一定的实验责任，有助于集中学生实验注意力和参与积极性.小组合作在学生之间取长补短，互相交流创新思维，完善实验思路和操作步骤的设计，确保实验顺利完成.

2.2.2 构建翻转课堂模式，培养学生质疑创新思维能力

在化学课堂教学中构建翻转课堂，突出学生的主体地位，鼓励学生发散思维，课堂讲解中教师引导学生合理质疑，提出创新性的学习和验证的思路，从而使得学生敢于质疑、敢于创新、敢于验证［4］.对于大胆创新、质疑的学生，教师适当给予鼓励，在课堂中构建敢于创新、乐于创新的氛围.

例如：在讲解“影响化学反应速率的因素”时，教师鼓励学生大胆发言，将主动思考的成果表达分享出来，以“高锰酸钾溶液与草酸产生化学反应”的演示实验构建翻转课堂，通过化学观察实验，提问学生化学反应现象，让学生自主思考并假设影响化学反应速率的因素是哪些？基于学生提出的影响因素，教师鼓励学生改变草酸与高锰酸钾溶液的反应条件，自主验证学生自己提出的假设，并让学生在实验总结的分析影响化学反应速率的因素是如何影响化学实验？哪些实验现象证明化学反应变快或变慢了？翻转课堂打造自由的氛围，围绕化学实验观察和化学反应式分析、化合物性质分析，鼓励学生大胆质疑，脱离课本自由发挥，创新性地探索影响化学反应速率的因素，进而提升和锻炼学生的创新能力.

2.3 创新实验教学评价，促进学生的全面发展

2.3.1 实施多元化评价，关注学生的个体差异

在传统的实验教学评价中，教师往往只关注学生的实验结果，忽视了他们在实验过程中的努力和表现.这种单一的评价方式不利于培养学生的创新能力，因为实验过程本身就是一个探索和创新的过程.为了更好地培养学生的创新能力，教师应该实施多元化的评价策略，关注学生的个体差异和发展需求［5］.首先，教师可以采用过程性评价方式，关注学生在实验过程中的表现.这包括实验操作是否规范、观察是否仔细、记录是否完整等.通过观察学生在实验过程中的表现，教师可以发现学生的问题所在，并及时给予指导和帮助.同时，过程性评价还可以帮助学生更好地了解自己的实验能力和水平，发现自己的不足之处，从而有针对性地改进和提高.其次，教师还可以采用结果性评价方式，关注学生实验结果的准确性和创新性.对于实验结果，教师不仅要关注学生是否得到了正确的结论，还要关注他们所得结论的方法和思路是否具有创新性.

2.3.2 开展创新实验成果展示活动，激发学生的创新热情

为了激发学生的创新热情，教师可以定期组织创新实验成果展示活动.这种活动为学生提供了一个展示自己创新成果的平台，让他们有机会向同学、老师展示自己的实验方案、过程和结果.在展示活动中，学生可以选择以报告、展板、多媒体等形式展示自己的实验成果.他们可以详细介绍实验的设计思路、实验过程、数据分析以及结论等.通过这样的展示，学生不仅能够锻炼自己的表达能力，还能够培养自信心和批判性思维.此外，展示活动还可以为学生提供一个交流和学习的机会.在展示过程中，学生可以向其他同学和老师提问、交流心得和经验.通过与其他同学的交流，学生可以发现自己的不足之处，学习他人的优点和经验，从而进一步增强自己的实验技能和创新意识.通过创新实验成果展示活动，学生的创新热情得到了有效激发.他们更加积极地参与到实验中，尝试不同的实验方法和思路，努力探索新的实验领域.这种活动不仅有助于培养学生的创新能力和实验技能，还能够促进学生的全面发展.

3 结束语

高中化学课堂教学过程中，通过创新实验教学内容、教学方式和教学评价等方面的改革与实践，可以有效地激发学生的探究兴趣、提升学生的实践能力和培养其创新思维.为了切实提高学生创新思维能力，教师需要不断更新自己的教育观念和教学方法，丰富课堂教学内容的设计，指导学生进行自主参与实验学习和创新实践.不断提高学生的实验技能和创新实践能力，培养学生建立化学学科素养，为今后的学习和成长奠定基础.

参考文献：

［1］顾永辉.探究高中化学教学中培养学生创新思维和创新能力的策略[J].今天，2023（3）：171-172.

[2] 魏彩莹，朱芳.探究高中化学教学中培养学生创新思维和创新能力的策略[J].学苑教育，2022（15）：3.

[3] 欧阳子良.浅谈任务驱动教学在高中化学实验课堂的应用[J].创新教育研究，2023，11（12）：4.

[4] 杨帆.任务驱动教学模式下培养学生实验创新能力的研究[J].课堂内外（高中教研），2022（2）：99-100.

[5] 刘金翠.普通高中学业水平化学实验考试的现状，反思与建议[J].化学教育（中英文），2023，44（3）：6.

［责任编辑：季春阳］