[高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過(guò)程與方法，確定

知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)三位一體的課程

目標(biāo)。本文蘇教版實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論依

據(jù)和通過(guò)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)、推理的操作

方法，加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：高中新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新思維

一、問(wèn)題的提出

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

仍存在一些問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足，不同地區(qū)不同學(xué)校實(shí)驗(yàn)重視

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

在黑板上實(shí)驗(yàn)；學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)少，實(shí)驗(yàn)技能水平偏低；中

學(xué)生課外活動(dòng)不能正常開(kāi)展，中學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)

新水平不高。加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改

變，在實(shí)驗(yàn)中動(dòng)手、動(dòng)眼、動(dòng)腦，學(xué)會(huì)主動(dòng)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(shí)踐能力。

二、實(shí)施的理論依據(jù)

1.認(rèn)知心理學(xué)。認(rèn)知心理學(xué)揭示人的認(rèn)識(shí)過(guò)程的特點(diǎn)和?

部機(jī)制，如注意、感知覺(jué)、表象、記憶、思維等的認(rèn)知過(guò)程，

強(qiáng)調(diào)人類(lèi)認(rèn)知的主動(dòng)性、積極性，以及人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在獲得知

識(shí)中的作用，重視研究高級(jí)的認(rèn)知過(guò)程，語(yǔ)言以及學(xué)習(xí)、問(wèn)題

解決、決策等，用認(rèn)知心理學(xué)的觀(guān)點(diǎn)探討和指導(dǎo)教育、教學(xué)過(guò)

程是教育教學(xué)的一個(gè)新研究方向。新課程化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)比

較典型并具有可操作性，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證知識(shí)的科學(xué)性，培

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

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(lái)發(fā)展的需要，著眼于提高21世紀(jì)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(shí)代需要

的、可選擇的化學(xué)課程體系；⑶.強(qiáng)調(diào)化學(xué)課程的應(yīng)用性和實(shí)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(shí)和化

學(xué)方法參與社會(huì)決策和解決問(wèn)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(huì)的生存和競(jìng)爭(zhēng)能力。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新思維訓(xùn)練的方法

1.利用思維的再造性進(jìn)行訓(xùn)練。蘇教版必修1教材中銅與

濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)可充分回顧銅與稀硫酸是否反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中不加

氧化硫的漂白性。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)除了驗(yàn)證知識(shí)的作用還可模仿驗(yàn)證

產(chǎn)物的方法。

2.利用思維的輻合性進(jìn)行訓(xùn)練。在氣體水溶性實(shí)驗(yàn)中，都

可以將氣體溶于水后，氣壓的

變化放大為更明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用這原理解決諸多此類(lèi)

實(shí)

驗(yàn)。如在二氧化硫水溶性及溶于水后pH測(cè)量實(shí)驗(yàn)，可改進(jìn)

為：向礦泉水瓶中加入五分之一的水，立即旋緊瓶蓋，振

蕩，

觀(guān)察現(xiàn)象并分析。認(rèn)知心理學(xué)很強(qiáng)調(diào)感知覺(jué)和表象的作用

改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)可觀(guān)性更強(qiáng)，現(xiàn)象更明顯，更能引發(fā)學(xué)生注意觀(guān)察

在分析性質(zhì)更為主動(dòng)，參與更投入，課堂效率更高，理解更到

位。從而實(shí)驗(yàn)的原理達(dá)到從分析到綜合、抽象概括的思維操作

過(guò)程。

3.利用思維的發(fā)散進(jìn)行訓(xùn)練。氨氣的水溶性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)

生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的討論，在討論中充分調(diào)動(dòng)思維的

積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生從不同角度、不同方向進(jìn)行思考，小組間進(jìn)

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(rèn)識(shí)過(guò)程，整理出主要以下幾種方案：

方案一：用軟制塑料瓶收集滿(mǎn)氨氣，倒入少量水，蓋好瓶

塞，振蕩，觀(guān)察塑料瓶是否變癟。

方案二：用一根試管收集滿(mǎn)氨氣，倒置在水槽中，用鑷子

拿開(kāi)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(mǎn)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(mǎn)氨氣，擠壓膠

頭滴管，觀(guān)察小氣球變化。

從而引出教材中氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)：在干燥的燒瓶?jī)?nèi)充滿(mǎn)氨

氣，塞上帶有玻璃管和膠頭滴管的膠塞。這個(gè)實(shí)驗(yàn)有效驗(yàn)證教

材主干知識(shí)，但可在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)接好導(dǎo)管并打開(kāi)止水夾還未擠壓

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

沒(méi)有形成噴泉？思考原因并討論，燒瓶?jī)?nèi)氨氣還未與水接觸，

燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)未變化。然后擠壓膠頭滴管后觀(guān)察到的噴泉現(xiàn)象進(jìn)

行思考，為后面探究實(shí)驗(yàn)埋下鋪墊。

4.利用思維的原型啟發(fā)進(jìn)行訓(xùn)練。利用氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)再

造性思維和所設(shè)計(jì)的鋪墊，讓學(xué)生設(shè)計(jì)右圖第二個(gè)裝置如何形

兩個(gè)方法，全身心的投入，思維得到深刻的啟示，從而達(dá)到情

感共鳴。

阿基米德測(cè)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(cè)量中也有妙用。例：

用純堿樣品中常含有雜質(zhì)NaCl，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定Na2CO3的質(zhì)

量分?jǐn)?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(cè)定生成的CO2體積。

引導(dǎo)學(xué)生思考下列問(wèn)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(xiàng)有(寫(xiě)出三項(xiàng))

(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(diǎn)？

測(cè)量氣體體積誤差更大還更??？

方法之二：利用右圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(1)干燥管的作用是？

(2)該裝置的存在缺陷有哪些？如何改進(jìn)？

(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(diǎn)？

測(cè)量氣體體積誤差更大還更?。?/span>

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5.利用思維的創(chuàng)造性進(jìn)行訓(xùn)練。

在必修1教學(xué)中還可補(bǔ)充更多演示，如：用小燒杯盛少量

濃硫酸稱(chēng)量，10分鐘后觀(guān)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(bǔ)充驗(yàn)證和探究實(shí)驗(yàn)：

⑴觀(guān)察充滿(mǎn)NO和NO2試管的顏色；

⑵將充滿(mǎn)NO和NO2試管倒立于盛有水的水槽中，并觀(guān)察變

化；

⑶往倒立于的水槽中充滿(mǎn)NO試管通入O2觀(guān)察氣體顏色變

化；

⑷用藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)所得溶液。

通過(guò)NO和NO2的物理及化學(xué)性質(zhì)的驗(yàn)證和探究實(shí)驗(yàn)，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(gè)極易產(chǎn)生有毒氣體的

實(shí)驗(yàn)，但其現(xiàn)象明顯，又是中學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)，是主干知識(shí)中的

難點(diǎn)之一，所以硝酸性質(zhì)的探究更尤為必要，該實(shí)驗(yàn)可利用注

射器易觀(guān)察易操作等優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

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(guān)察氣體的顏

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色，溶液的顏色。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(lái)制取NO？

⑵溶液和氣體是什么顏色？

⑶產(chǎn)物是什么？

⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，小心向下排出注射器中的液體

（不讓氣體逸出），先吸入過(guò)量空氣，然后吸入

適量NaOH溶液，小心震蕩即可。

當(dāng)學(xué)生思維過(guò)程由具體到抽象及本質(zhì)，再來(lái)解決銅與稀硝

酸反應(yīng)問(wèn)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(guān)察氣體的顏色，溶液的顏色。引導(dǎo)學(xué)生

進(jìn)行分析：

⑴為什么此裝置能用來(lái)制取NO？

⑵溶液和氣體是什么顏色？

⑶產(chǎn)物是什么？

⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，小心向下排出注射器中的液體（不讓氣體

逸出），先吸入過(guò)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(jìn)：銅和稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)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?dú)怏w，學(xué)

生難以從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上直觀(guān)地得出稀硝酸與銅反應(yīng)生成無(wú)色的NO

氣體的性質(zhì)，通過(guò)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置（如右圖）就可以克服上述

缺點(diǎn)。打開(kāi)分液漏斗活塞，用稀硝酸裝滿(mǎn)U型管，將管內(nèi)空氣

排除，然后關(guān)閉活塞進(jìn)行反應(yīng)，生成的一氧化氮?dú)怏w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(shí)驗(yàn)的主要產(chǎn)物：無(wú)色不溶于水的NO氣體和藍(lán)色的硝酸銅溶

液。當(dāng)打開(kāi)分液漏斗的活塞時(shí)，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(duì)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(shí)驗(yàn)中，教材中實(shí)驗(yàn)已很好驗(yàn)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(zhǔn)備，在這節(jié)知識(shí)講授后可補(bǔ)充一個(gè)綜合性探究實(shí)

驗(yàn)：如何用實(shí)驗(yàn)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(shí)踐中，要準(zhǔn)確把握“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”這一

學(xué)科特征，充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能。例如，積極創(chuàng)造條

件，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)；通過(guò)

典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)

律；利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，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(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要作用；通

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過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(guò)程，從而促進(jìn)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(shí)踐能力得到培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳宇等編著《心理咨詢(xún)師》

[2]《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》

[3]姚煥英《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》

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