[高中化學(xué)實驗教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)] 如何培養(yǎng)創(chuàng)新思維

[高中化學(xué)實驗教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)] 如何

培養(yǎng)創(chuàng)新思維

中文摘要：高中化學(xué)新課程強調(diào)學(xué)習(xí)的過程與方法，確定

知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三位一體的課程

目標。本文蘇教版實驗教學(xué)為例，探索化學(xué)實驗教學(xué)的理論依

據(jù)和通過學(xué)生動手、動腦對實驗進行設(shè)計、改進、推理的操作

方法，加強化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精

神和實踐能力。

關(guān)鍵詞：高中新課程化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新思維

一、問題的提出

新課程的目標體系和人才觀形成初期，目前中學(xué)化學(xué)教學(xué)

仍存在一些問題：實驗經(jīng)費不足，不同地區(qū)不同學(xué)校實驗重視

差別很大；中學(xué)化學(xué)教師實驗教學(xué)的積極性不高，一部分停留

在黑板上實驗；學(xué)生動手實驗機會少，實驗技能水平偏低；中

學(xué)生課外活動不能正常開展，中學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)

新水平不高。加強化學(xué)實驗教學(xué)有利于促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改

變，在實驗中動手、動眼、動腦，學(xué)會主動學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)與

合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。

二、實施的理論依據(jù)

1.認知心理學(xué)。認知心理學(xué)揭示人的認識過程的特點和?

部機制，如注意、感知覺、表象、記憶、思維等的認知過程，

強調(diào)人類認知的主動性、積極性，以及人的認知結(jié)構(gòu)在獲得知

識中的作用，重視研究高級的認知過程，語言以及學(xué)習(xí)、問題

解決、決策等，用認知心理學(xué)的觀點探討和指導(dǎo)教育、教學(xué)過

程是教育教學(xué)的一個新研究方向。新課程化學(xué)教材中的實驗比

較典型并具有可操作性，通過化學(xué)實驗驗證知識的科學(xué)性，培

養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力和實驗技能；挖掘教材中探索性的實驗，適當

引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計和創(chuàng)新，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)造性思維。

2.高中化學(xué)新課程的理念⑴.立足于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代生活和未

來發(fā)展的需要，著眼于提高21世紀公民的科學(xué)素養(yǎng)。⑵.建立

有共同基礎(chǔ)而又能適應(yīng)不同學(xué)生發(fā)展需要的、適應(yīng)時代需要

的、可選擇的化學(xué)課程體系；⑶.強調(diào)化學(xué)課程的應(yīng)用性和實踐

性，培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)視角看待物質(zhì)世界，能應(yīng)用化學(xué)知識和化

學(xué)方法參與社會決策和解決問題的能力；⑷.倡導(dǎo)以科學(xué)探究為

主的多樣的學(xué)習(xí)方式，重視化學(xué)學(xué)習(xí)方法的啟迪，提高學(xué)生終

身學(xué)習(xí)的能力，在現(xiàn)代社會的生存和競爭能力。

三、化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新思維訓(xùn)練的方法

1.利用思維的再造性進行訓(xùn)練。蘇教版必修1教材中銅與

濃硫酸反應(yīng)實驗可充分回顧銅與稀硫酸是否反應(yīng)，實驗中不加

氧化硫的漂白性。這類實驗除了驗證知識的作用還可模仿驗證

產(chǎn)物的方法。

2.利用思維的輻合性進行訓(xùn)練。在氣體水溶性實驗中，都

可以將氣體溶于水后，氣壓的

變化放大為更明顯的實驗現(xiàn)象，利用這原理解決諸多此類

實

驗。如在二氧化硫水溶性及溶于水后pH測量實驗，可改進

為：向礦泉水瓶中加入五分之一的水，立即旋緊瓶蓋，振

蕩，

觀察現(xiàn)象并分析。認知心理學(xué)很強調(diào)感知覺和表象的作用

改進后實驗可觀性更強，現(xiàn)象更明顯，更能引發(fā)學(xué)生注意觀察

在分析性質(zhì)更為主動，參與更投入，課堂效率更高，理解更到

位。從而實驗的原理達到從分析到綜合、抽象概括的思維操作

過程。

3.利用思維的發(fā)散進行訓(xùn)練。氨氣的水溶性實驗驗證，學(xué)

生分小組進行實驗方案設(shè)計的討論，在討論中充分調(diào)動思維的

積極性，調(diào)動學(xué)生從不同角度、不同方向進行思考，小組間進

行交流、歸納總結(jié)，使不同方案做到由具體到抽象、現(xiàn)象到本

質(zhì)的認識過程，整理出主要以下幾種方案：

方案一：用軟制塑料瓶收集滿氨氣，倒入少量水，蓋好瓶

塞，振蕩，觀察塑料瓶是否變癟。

方案二：用一根試管收集滿氨氣，倒置在水槽中，用鑷子

拿開塞子，看試管內(nèi)水面是否上升。

方案三：一只帶有雙孔活塞（分別插入充滿水的膠頭滴管

和下端系有小氣球的玻璃導(dǎo)管）的廣口瓶收集滿氨氣，擠壓膠

頭滴管，觀察小氣球變化。

從而引出教材中氨氣的噴泉實驗：在干燥的燒瓶內(nèi)充滿氨

氣，塞上帶有玻璃管和膠頭滴管的膠塞。這個實驗有效驗證教

材主干知識，但可在實驗中當接好導(dǎo)管并打開止水夾還未擠壓

膠頭滴管內(nèi)的水時，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象：形成噴泉嗎？為什么

沒有形成噴泉？思考原因并討論，燒瓶內(nèi)氨氣還未與水接觸，

燒瓶內(nèi)壓強未變化。然后擠壓膠頭滴管后觀察到的噴泉現(xiàn)象進

行思考，為后面探究實驗埋下鋪墊。

4.利用思維的原型啟發(fā)進行訓(xùn)練。利用氨氣的噴泉實驗再

造性思維和所設(shè)計的鋪墊，讓學(xué)生設(shè)計右圖第二個裝置如何形

兩個方法，全身心的投入，思維得到深刻的啟示，從而達到情

感共鳴。

阿基米德測量皇冠的體積極有創(chuàng)造性，他是從洗澡中得到

啟發(fā)，利用這樣的原型啟發(fā)在氣體體積測量中也有妙用。例：

用純堿樣品中常含有雜質(zhì)NaCl，請設(shè)計實驗測定Na2CO3的質(zhì)

量分數(shù)。

方法之一：取一定量的純堿試樣，與足量的稀硫酸反應(yīng)，

用如圖所示，排飽和NaHCO3溶液的方法測定生成的CO2體積。

引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題：

(1)能否用水代替飽和NaHCO3溶液，為什么？

(2)使用該裝置前需要檢查氣密性，具體操作為

(3)使用該裝置，讀數(shù)前需要注意的事項有(寫出三項)

(4)若用恒壓式的發(fā)生裝置代替前圖的發(fā)生裝置，有何優(yōu)

點？

測量氣體體積誤差更大還更小？

方法之二：利用右圖進行實驗

(1)干燥管的作用是？

(2)該裝置的存在缺陷有哪些？如何改進？

(3)若還用恒壓式的發(fā)生裝置代替前圖的發(fā)生裝置，有何優(yōu)

點？

測量氣體體積誤差更大還更小？

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5.利用思維的創(chuàng)造性進行訓(xùn)練。

在必修1教學(xué)中還可補充更多演示，如：用小燒杯盛少量

濃硫酸稱量，10分鐘后觀察天平指針變化。學(xué)生更形象感受濃

硫酸的吸水性，為后面介紹濃硫酸的用途---作干燥劑，作為感

性材料在表象記憶中很好加工。

介紹NO和NO2有關(guān)性質(zhì)可補充驗證和探究實驗：

⑴觀察充滿NO和NO2試管的顏色；

⑵將充滿NO和NO2試管倒立于盛有水的水槽中，并觀察變

化；

⑶往倒立于的水槽中充滿NO試管通入O2觀察氣體顏色變

化；

⑷用藍色石蕊試紙檢驗所得溶液。

通過NO和NO2的物理及化學(xué)性質(zhì)的驗證和探究實驗，為后

面硝酸性質(zhì)的教學(xué)積累感性材料。

銅與濃硝酸和稀硝酸溶液反應(yīng)是一個極易產(chǎn)生有毒氣體的

實驗，但其現(xiàn)象明顯，又是中學(xué)重要知識點，是主干知識中的

難點之一，所以硝酸性質(zhì)的探究更尤為必要，該實驗可利用注

射器易觀察易操作等優(yōu)點進行改進。

銅與濃硝酸反應(yīng)（NO2的制取及尾氣處理）NO2的制取：在

5ml的注射器中放入一小片銅，如下圖左所示，吸入1ml濃硝

酸，利用向下排液收集NO2氣體，如下圖中。觀察氣體的顏

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色，溶液的顏色。實驗結(jié)束時，小心向下排出注射器中的液體

（不讓氣體逸出），吸入適量NaOH溶液，小心震蕩即可。

⑴為什么此裝置能用來制取NO？

⑵溶液和氣體是什么顏色？

⑶產(chǎn)物是什么？

⑷實驗結(jié)束時，小心向下排出注射器中的液體

（不讓氣體逸出），先吸入過量空氣，然后吸入

適量NaOH溶液，小心震蕩即可。

當學(xué)生思維過程由具體到抽象及本質(zhì)，再來解決銅與稀硝

酸反應(yīng)問題就更為從容，銅與稀硝酸反應(yīng)（NO的制取及尾氣處

理）在5ml的注射器中放入一小片銅，如上圖所示，注射器先

吸入少量水排盡空氣，再吸入1ml稀硝酸，利用向下排液收集

NO氣體，如上圖中。觀察氣體的顏色，溶液的顏色。引導(dǎo)學(xué)生

進行分析：

⑴為什么此裝置能用來制取NO？

⑵溶液和氣體是什么顏色？

⑶產(chǎn)物是什么？

⑷實驗結(jié)束時，小心向下排出注射器中的液體（不讓氣體

逸出），先吸入過量空氣，然后吸入適量NaOH溶液，小心震蕩

即可。

另一有創(chuàng)造性改進：銅和稀硝酸反應(yīng)實驗中，由于一氧化

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氮極易與空氣中的氧氣化合而生成紅棕色的二氧化氮氣體，學(xué)

生難以從實驗現(xiàn)象上直觀地得出稀硝酸與銅反應(yīng)生成無色的NO

氣體的性質(zhì)，通過改進的實驗裝置（如右圖）就可以克服上述

缺點。打開分液漏斗活塞，用稀硝酸裝滿U型管，將管內(nèi)空氣

排除，然后關(guān)閉活塞進行反應(yīng)，生成的一氧化氮氣體將稀硝酸

排入右端的漏斗中，避免了生成的NO氣體與空氣中氧氣接觸的

可能,而且將NO氣體的制備與性質(zhì)熔為一體，既可以清楚地看

到實驗的主要產(chǎn)物：無色不溶于水的NO氣體和藍色的硝酸銅溶

液。當打開分液漏斗的活塞時，又可演示NO與氧氣反應(yīng)生成紅

棕色NO2氣體，避免了NO2氣體對空氣形成污染，且該裝置能

重復(fù)使用。

在濃硫酸的脫水性實驗中，教材中實驗已很好驗證濃硫酸

與蔗糖反應(yīng)，體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性，還為后面濃硫酸與炭反

應(yīng)作了充分準備，在這節(jié)知識講授后可補充一個綜合性探究實

驗：如何用實驗方法證明木炭與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物？

在新課程教學(xué)實踐中，要準確把握“以實驗為基礎(chǔ)”這一

學(xué)科特征，充分發(fā)揮化學(xué)實驗的教學(xué)功能。例如，積極創(chuàng)造條

件，讓學(xué)生有更多的機會在實驗探究活動中來學(xué)習(xí)化學(xué)；通過

典型的化學(xué)實驗事實幫助學(xué)生認識物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)

律；利用化學(xué)實驗證實，幫助學(xué)生了解化學(xué)概念、化學(xué)原理的

形成和發(fā)展，認識化學(xué)實驗在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要作用；通

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過化學(xué)實驗感性信息，訓(xùn)練學(xué)生分析、綜合、抽象、概括的思

維發(fā)展過程，從而促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，使學(xué)生的創(chuàng)新

精神和實踐能力得到培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]陳宇等編著《心理咨詢師》

[2]《普通高中化學(xué)課程標準》

[3]姚煥英《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》

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