挖掘实验内涵,培养创新思维能力

摘要：结合教学实践，探讨在初中化学教学中充分发挥化学实验的教育功能，使学生逐步获得科学思维的方法，形成思维的创新，培养学生分析和解决问题的能力。

关键词：化学实验；实验内涵；科学思维方法；创新思维能力；循序渐进

文章编号：1005－6629(2009)01－0021－03中图分类号：G633.8文献标识码：B

在化学教学中以实验为手段培养学生的创新思维能力是化学学科教学特点的充分体现，通过实验教学帮助学生获得科学的思维方法、形成创新思维能力是化学教学必须遵循的规律。

同任何能力的形成一样，创新思维能力的培养也不是一蹴而就的。它需要教师根据中学生知识形成和发展的过程，心理成长的特征，逐步地培养。这是一个由繁到简、循序渐进、不断深化的过程。

1明确观察目的，提高观察能力

观察能力是化学实验最基本的能力。门捷列夫说：科学的原理起源于实验的世界和观察的领域，观察是第一步，没有观察就不会有接踵而来的前进。学会正确地观察，是化学知识学习、思维能力培养的开始。

在“空气中氧气含量测定”的实验探究中，学生会被化学绚丽多彩的现象所吸引。但仅仅观察到红磷燃烧，燃烧会放热、发光、冒白烟，液面上升等是不够的。这就要求教师引导学生的观察能够“由表及里”：由生成的烟是固体还是气体的讨论联系到只有过量的红磷才能使钟罩内氧气耗尽，罩内气压变小大气压将水压入，进入的水的体积约等于因氧气被消耗而减少的体积，由进入罩内的水的体积来观测氧气的体积。

刚接触化学，化学变化的现象极大地刺激了学生的好奇心和化学学习的兴趣，但学生对于化学实验的关注是盲目、不全面的。合理地引导可以使学生明确观察目的，促使学生系统而层次分明地观察，不至于主次不分、顾此失彼，为提高观察能力奠定良好的基础。

2全面观察，体会比较的过程和方法

新课程倡导探究性学习。让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在获得化学知识和技能的同时，受到科学方法的训练，体验探究的乐趣，形成创新思维。

人教版教材设计的“燃烧的条件”的演示实验具有丰富的内涵。教师进行有意识的引导，为学生养成良好的观察习惯进行全面观察起到好的开端。实验如图1。

教学中，教师按教材设计进行演示实验时，学生会对铜片上的白磷“无故”燃烧非常惊讶，学习兴趣激增。这时不失时机提出问题：

①白磷和红磷是同一种物质吗？

②这三处的磷所处的环境一样吗？

③为什么铜片上白磷燃烧，而红磷却不能燃烧？

④为什么铜片上白磷燃烧，而热水中白磷却没有燃烧？

⑤可燃物燃烧需要满足什么条件？

通过这几个递进的问题的启发和思考，学生自然而然地总结出了燃烧的条件。而这一过程所进行的横向和纵向对比，使学生了解到怎样通过对比进行全面观察。但实验教学还不能到此结束，如果及时提出“热水中的白磷能燃烧吗？”这样一个与学生已有知识产生冲突的问题，学生的激情会立刻被调动起来，争相发表意见：从生活经验来看，水火不容；从燃烧的条件分析是可以的。实践最有说服力，当他们看到热水中的白磷接触到氧气居然能够燃烧、火星四溅时，欢呼雀跃，异常兴奋。而这又恰恰是更深层次观察的目的：透过现象看本质。整个实验结束后，当学生回顾实验、整理思维过程时，他们会被其中蕴涵的分析、比较、综合等思维方法的魅力深深吸引。从不同角度进行对比，运用比较的方法，探究变化的本质，这正是思维能力发展的起点。

这种思维能力一旦形成，在以后的学习中都能发挥出独特的作用。如：通过稀盐酸和稀硫酸化学性质异同的比较，部分学生已能从电离出离子的异同来分析酸、碱、盐化学性质的异同；从化合物在固态和液态、纯净物和混合物时不同的导电性能分析出酸、碱、盐溶液导电的本质。只有进行仔细全面的观察，不遗漏有关的细节，才能发现别人不易发现的事物特征。

3 深入观察，运用归纳概括，培养探究意识

教师有意识地选择经典的发现案例，经简化处理后，形成具有丰富内涵、有启发性的材料，让学生模拟科学家的发现过程，亲身探求，受到深刻的方法论教育。

对“钢铁生锈原因”的探究不但运用了比较、归纳、演绎等科学思想方法，还包涵了“突出主要矛盾”这一科学实验设计的基本思想。如果将该实验改为学生探究实验，不仅学生有机会主动地体验探究过程，还能使学生学习到发现问题、分析问题的方法和思路。

问题的解决首先从学生回顾生活经验开始，小结在什么情况下铁制品易生锈，什么情况下不易生锈，再经过引导或学生讨论提出假设：

①铁生锈是因为铁与空气中的氧气发生了氧化的反应；

②铁生锈是因为水的存在，铁与水发生了化学变化；

③铁生锈是水与氧气对铁共同作用的结果。

由此得到的推论：假设①成立，则铁在干燥的空气中能生锈；假设②成立，则铁在水下浸没时能生锈；假设③成立，则铁生锈必须既有氧气又有水，否则不能生锈。不同假设突出不同的主要矛盾，引导学生根据假设设计实验方案，通过实验来探究钢铁生锈的条件。

教学过程中有计划、有步骤地引导学生运用假设分析和解决生活中的化学问题，要求学生收集材料，运用分析、综合、抽象、概括的思维方法，将观察与思维紧密结合，使实践、观察、思维自然地成为认识过程中的步骤，以提高学生分析问题、解决问题的能力。

对钢铁生锈条件进行探究之后，不失时机地提出“铜在何种环境中易生锈”的问题，鼓励学生运用掌握的科学方法设计探究方案，充分刺激学生对化学的兴趣和注意力。

4创设学习情景，激发思维创新

初中学生刚接触化学时，往往沉湎于物质的特征变化和绚丽现象而忽略了思维活动。此时应及时设问质疑，创设问题情境来激发学生相应的思维活动。

精心设计富有思考性、启发性和生活气息的学习情景，如“在新制的氧化钙中加入水为什么能煮熟鸡蛋？”“为什么要在旺旺雪米饼包装袋中放生石灰而在月饼包装中放入铁粉？”等问题来保持和增强学生对化学现象的好奇心和探究欲，发展化学学习的兴趣。

以实验引导学生主动发现和提出问题，通过积极探究来解释问题，是创设学习情景的目的。如“将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒互相靠近，出现‘空中生烟’的奇景”，在学生感叹这一实验现象的同时，不失时机地引导学生思考“为什么会出现这样的景象？”等问题，激发学生进一步探究的兴趣和欲望。

在实验教学中创设问题情境，帮助学生养成科学的思维习惯，发挥情感在教学中的作用，激发学习兴趣，使实验教学能够更为有效地服务于创新思维能力的培养。

5推陈出新，设计实验体会创新

在观察中发现新问题，提出新见解、新思路，这是较高水平的观察力。随着化学知识的积累，学生会对一些已有知识形成新观点，适宜的引导促使他们的知识储备得到完善，思维得以升华，体会到创新的快乐。

组图(2)是学生对“空气中氧气含量测定实验”的改进。

组图(2)：空气中氧气含量测定的实验探究

组图(3)是在学习完成NaOH的化学性质后，布置给学生的一道思考问题：如何通过实验来证明NaOH能与CO2反应？几天后学生拿出各自的设计方案，我被学生灵活的思维深深震撼了！

组图(3)：二氧化碳与氢氧化钠反应的实验探究

这时及时按设计方案准备仪器和药品，由学生通过实验阐述自己的方案，与全班同学一起讨论其合理与否，共享思考带来的欢乐，他们的收获比教师的说教要大的多！这种肯定的态度有利于形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。

而这种创新在学习中是无所不在的：通过氢气泡升空想到在充满CO2的烧杯中吹空气泡，来验证CO2密度与空气密度的相对大小；将收集满CO2的试管倒扣在凉开水中，根据液面上升来判断CO2的溶解情况等很有创意的构想。实践证明：这种溶入创新的实验教学对思维能力的培养功能是其它任何教学手段无法替代的。

“全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧，又训练科学方法与思维，还培养科学精神和品德，学生在化学实验中是学习的主体，在教师指导下，进行实验，训练用实验解决化学问题。”改进传统的实验教学，深入教材挖掘化学实验蕴藏的丰富内涵，提炼其中的方法要素，在实验教学中充分予以渗透，不断激发学生学习的积极性和主动性，让学生在探究活动和探究性实验中体验科学方法、运用创造性思维，培育学生优秀的思维品质，形成创新思维能力，培养学生分析和解决问题的能力。这是新形势下化学教师要去认真思考的课题。

参考文献：

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[2]孙小礼.科学方法中的十大关系[M].学林出版社,2004.

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[5]李晶、何彩霞.化学新课程与学科素质培养[M].中国纺织出版社,2002.

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