实验教学创新性思维教育

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一、开展探索性实验教学，培养学生创造性思维

对课本上的演示实验、学生实验进行改变，变验证性实验为探索性实验，结合实验层层设问，创设培养创造性思维的环境。实验→观察现象→分析、推理→结论。如氯气与水的反应的研究。问题设计：（1）氯气溶于水是物理变化还是化学变化？（2）根据氯水的成分，分析将氯气通入氢氧化钠溶液中，将发生怎样的反应？

实验设计：（1）观察氯水的颜色，初步作出推测；（2）往新制的氯水中滴加石蕊试液。

讨论分析：实验（1）中氯水的颜色呈浅黄绿色，可推断出氯水中有氯分子，说明氯气溶于水有物理变化；实验（2）的现象是先变红后褪色，说明氯气和水反应生成了具有酸性和漂白性物质，有化学变化发生。

结论：（1）氯气溶于水，既有物理变化又有化学变化；（2）氯水的成分：Cl2、H2O、HCl、HClO;(3)次氯酸具有很强的氧化性，可以漂白色素，且是永久性漂白。

还可以采用以下方法验证氯水的成分中有氯分子、盐酸和次氯酸。

参考方案：若用化学方法，可以将湿润的淀粉碘化钾试纸放在盛有氯水的试剂瓶口（不要接触试剂瓶），如果变蓝，氯水中有氯分子；向氯水中加入苯，震荡分层，向下层溶液中加入碘化钾溶液，结果溶液由无色变为黄色，说明溶液中也有氧化性物质，如果向下层溶液中加入碳酸氢钠粉末，有无色无味的气体生成。以上实验说明，氯气溶于水，一部分和水发生反应生成了盐酸和次氯酸，氯水中含有氯分子、盐酸和次氯酸。

又如在“原电池”教学中，将教材上的演示实验该为学生分组实验，并将实验的过程设计如下：

（1）分别将锌片、铜片插入稀硫酸中，观察铜片、锌片上的现象；

（2）用导线将锌片和铜片连接并插入稀硫酸中，观察锌片、铜片上的现象；

（3）在导线上连接灵敏电流计，观察电流计指针的偏转方向；

（4）用干电池与灵敏电流计连接，确定电子流动的方向。

围绕实验现象创设以下问题情景：

（1）电子为何从锌片流向铜片？

（2）铜片上为何有气泡产生？该气体是什么气体？为什么会产生这种气体？

（3）锌片的质量有何变化？

（4）从氧化还原反应的观点分析两极上发生的变化？

（5）从能量转化的观点来分析原电池是何种装置？

（6）原电池的正负极如何判断？

围绕上述问题，引导学生对实验提供的感性材料进行分析和综合，抽象概括出原电池的工作原理、装置特点、能量的变化，并最大限度地调动学生敢想、善思、勇于创新，联系实际提出下列问题：

（1）为什么粗锌比纯锌与稀硫酸的反应速率快？

（2）电工操作中规定：不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，试分析其原因？

在实验的过程中，发挥学生的积极性和主动性，激发学生的求知欲，教学中这种情景的出现会引起学生的思考和探究行为，是培养学生创新思维能力的原动力。这样既发挥了学生的联想能力和知识迁移能力，也增强了学生的创新意识。二、改进实验装置，培养学生创造性思维

对原有实验进行改进，针对课堂教学中某些演示实验的不足之处，引导学生进行分析、讨论，鼓励学生进行改进，然后选出最佳措施。例如：在讲Cl2的实验制法时，我按课本的装置制取Cl2时，在实验中途从分液漏斗往圆底烧瓶中滴加盐酸时，盐酸有时很难滴入，我故意暴露这个问题，学生也发现了，于是在这个时候，我提出问题：1、盐酸为什么会滴不下去？2、有什么办法能让盐酸顺利滴下去？经过分析、讨论，学生比较容易分析出第一个问题是由于圆底烧瓶内充满Cl2而使压强比分液漏斗中大。有的同学提出结合分液漏斗内加压，我的评价是：原理上可行，实用性不强。这时，有的同学根据物理连通器原理，想把分液漏斗与圆底烧瓶用乳胶管连接起来，平衡气压，这样既简便又实用。我对这种方法进行了表扬和鼓励。又如在讲铜与浓硝酸反应的实验时，我严格按教材要求做完实验，结果现象明显，效果很好，但是，前面几排的同学被产生的NO2呛得直咳嗽，于是我趁机提问：这种方法有什么不足之处？学生身临其境，很快回答出产生NO2多、污染空气。我再问：如何改进？学生提出下列方法：1、加水冲稀；2、用冷水冷却试管；3、将铜片及时拿走。经过讨论：1、2方法违背实验原则，而3的方法是好的，但如何拿走铜片，很费脑筋，用镊子夹很费事，且很可能拿不出来，后来经过讨论，在3的思路上进行改进，用一根粗铜丝代替铜片，其中铜丝的一端绕成螺旋状伸入底部与浓硝酸反应，另一头在试管外部，这样，当实验现象明显时，如果要使反应停止，只要将铜丝拉出即可。我表扬了提出这种方法的学生。学生们很兴奋，于是我又提出第三个问题，我把一根铜丝插入微热的稀HNO3中，学生观察到在液面上有红棕色气体。按道理应观察到无色气体，这是为什么？学生回答：即使产生无色气体NO易与O2反应生成NO2（红棕色气体），如何证明生成的是NO而不是NO2呢？学生回答：应注意让产生的气体与O2分开，即事先应把试管内空气排净。如何排净呢？经过提示，学生讨论，先加少量石灰石固体，石灰石与HNO3先反应产生CO2以排出空气。然后再插入铜丝反应，观察产生气体果真为无色气体，不再有红棕色气体生成。紧跟着我又作了一个实验：在试管中放入稀H2SO4，然后加入铜片，让学生观察，学生观察后回答：不反应。然后往混合物中加入少量NaNO3晶体，这时学生看到NaNO3晶体溶解其中，铜片表面有气泡生成，这时教师提问：铜片表面为什么有气泡生成，产生的气体是什么气体？经过讨论，学生明确：因溶液中有由H2SO4提供的H+，加入NaNO3晶体后，加入了NO3-相当于稀HNO3，所以与铜片反应上述问题的设计，要注意起点放在学生的“最近发展区”，思维阶梯要合理，学生们经过努力，讨论能够回答出，不要设计太难，跨度太大，使学生充分地感受到解决问题中的愉悦感和成就感，培养学生自信心，激发学生兴趣，将兴趣转化为持久的动力，同时教学目标是高层次的。探索性实验的设置，使学生通过设计、讨论、实验，充分发挥想象力，与实际相结合，创造性地运用已有的知识，培养了创新能力。

三、注重实验的创造性教学，培养学生创造性思维

传统实验的实验装置，是根据实验原理选择正规化仪器，按照有利于培养规范化基本操作的要求，遵循科学性、安全性、直观性、可操作性的原则，经过不断改进而形成的。为培养学生创造性思维，在实验教学中应有意识引导学生大胆求异。例如在复习实验室制气装置时，我给学生准备了铁架台、试管、带开关的及导管的单孔塞、烧瓶、烧杯、干燥管、普通漏斗、U形管、长颈漏斗等，设计组装一个简易的能随开随用、随关随停的CO2发生器。教师指出启普发生器是原型，学生要对现有仪器进行筛选、模仿、创造性组合，既进行类比，又不能受束缚，要联系实际，又要讲究实效。学生们经过一番思考，组装出多种多样的CO2发生器，其中用铁架台、带开关及导管的单孔塞、干燥管、烧杯、组装的发生器，得到重点表扬，还有的学生用破试管、玻璃丝、带开关及导管的双孔塞、长颈漏斗组装的发生器，思路也比较新颖，最令人惊奇的是，有的学生在此基础上用U形管、铁架台、带开关及导管的单孔塞也组装出很好的CO2发生器，学生们的有些想法、思路比老师的还要开阔，还要好。

总之，在实验设计教学中，要以实验为基础开展教学，把实验作为启发学生兴趣、探索问题、阐述内容、解释原因、归纳总结的重要依据和手段。教师把设问、质疑、释疑贯穿在课堂教学的始终，引导学生在积极参与教学实践的活动中发展思维能力，特别是创造性思维能力。这样，学生的创新能力和实践能力就会得到提高，为学生以后走向社会、走向工作岗位打下了坚实地基础。