论化学实验中学生创新思维的培养
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（江苏省常熟市实验中学，江苏 常熟 215500）
摘 要：化学是一门以实验为主的学科，初中阶段是培养学生创新思维的关键阶段，教师应立足于学生的实际情况及认知能力，制订适合学生发展的教学计划，提高学生分析问题和解决问题的能力。要应用逆向思维，改变传统实验方式，培养学生的思维能力；延伸拓展实验探索过程，提升学生的思维能力；应用实验中的突发现象，创新学生的思维能力；灵活应用对比实验，拓展学生的思维能力。
关键词：初中化学；实验；创新思维；能力培养
中图分类号：G420；633.8 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2017）17-0003-02
要培养学生的创新思维，首先要激发学生学习化学的兴趣，变学生“被动学习”为“主动学习”。在平时的教学过程中，教师应尊重学生，把学生作为学习的主体，应树立“教师与学生平等”的教学观念，构建良好的师生关系，进而了解学生实际情况，设计出满足学生学习需求的教学方案。教学设计应充分考虑学生的认知特点，为学生留出足够的时间和空间进行实践和探索，进而培养学生的创新思维。
一、应用逆向思维，改变传统实验方式，培养学生的思维能力
在初中化学的教学过程中，实验的开展是一个动态化的过程，其间可能会出现各种各样不可预知的情况。传统的平铺直叙的教学模式会使学生在学习过程中产生审美疲劳，不利于学生学习兴趣的培养。因此，在开展实验教学活动中，教师应避免机械地讲解和灌输式教学，应用逆向思维开展实验教学。要通过不同的实验操作手段，不同的实验体验，让学生时刻处于探究思维的环境中，培养学生的创新思维。在初中化学实验教学中，应用逆向思维进行教学的内容有很多。例如，在学习“燃烧与灭火”这一内容时，学生们知道了日常生活中常用CO2作为灭火剂，同时也学到了燃烧需要氧气，结合所学内容大多数学生会得出这样一个结论：CO2气体能够用来灭火，燃烧需要氧气。此时，教师可以设计一个镁条在CO2气体中燃烧的实验来开拓学生的知识视野，打破学生固有的思维定式，让学生知道燃烧不一定需要氧气，同时也能认识到CO2气体的多面性，它虽不能燃烧，但具有助燃性。再如，在学习“碱的性质”这一内容时，学生了解到在氢氧化钠、氢氧化钙溶液中滴加酚酞试液后，酚酞试液变成了红色。此时，有的学生就会认为能使酚酞试液变成红色的溶液就是碱溶液。这个结论正确吗？这时教师可以在碳酸钠或碳酸氢钠溶液中滴加几滴酚酞试液，观察颜色的变化，发现酚酞也变成了红色，这说明使酚酞试液变成红色的溶液不一定是碱溶液，而应该是某种碱性溶液。
二、延伸拓展实验探索过程，提升学生的思维能力
初中化学教材中有许多实验内容，它们是课堂教W的重要组成部分，也是化学教学的灵魂。完成这些实验教学内容对于培养学生动手能力及思维创新能力有着极其重要的作用。初中化学中的许多实验设计往往比较简单，结论比较明了。对此，教师应不断挖掘教学素材，拓展教学内容，努力将教学内容与实验教学过程有机地结合起来，引导学生的思维在探究的过程中向更科学、更深层次的方向发展，从而培养学生的创新思维。初中学生的好奇心和求知欲比较强，每一个化学实验的点滴变化均能激发起他们浓厚的学习兴趣。因此，拓展实验的设计，应尽量与学生的固有思维产生碰撞，磨擦出火花，从而使学生积极参与到教学活动中来，并主动进行思考和探索。例如，在教学“CO2与Ca（OH）2的反应”这一内容时，教师可以取一支装有澄清石灰水的试管，利用吸管往石灰水中吹气，一段时间后学生会发现石灰水变浑浊了。接着可继续引导学生往石灰水中吹气，再过一段时间后，发现石灰水又变清澈了。对这一化学现象，学生必然会感觉到神奇，如此便激发了学生的好奇心。继而引导学生进行交流讨论，分析其变浑浊、又变清澈的原因，弄清其间发生的相应化学变化。最后在老师的引导下学生得出正确结论：变浑浊是因为呼出的气体中含有CO2气体，CO2气体与石灰水中Ca（OH）2发生反应，生成了不溶于水的CaCO3固体，即Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。石灰水恢复清澈是因为继续呼气导致CO2气体增加，使CaCO3被溶解，即CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2。这时，老师要引导学生思考：CaCO3明明难溶于水，为什么在上述实验中，还是与水相溶了呢？学生通过实验以及观看化学方程式会发现，CaCO3并不是在水中被溶解，而是在二氧化碳水溶液中被溶解。这个实验锻炼了学生的思维能力，使学生的思维能力得以提升。
三、应用实验中的突发现象，创新学生的思维能力
初中化学课本中所涉及的化学实验，大部分属于验证性实验，即实验结果往往提前预设。在实际的教学过程中，有些实验现象可能与预设的不一样。例如，向NaOH溶液中滴加酚酞试液时，溶液应该变成红色。但在实际操作中，溶液变红后又褪色了。教师应妥善处理好实验过程中出现的异常现象，分析出现该现象的原因，还要设计出新的实验方案，让学生在具体操作中分析和探究出现异常现象的原因，并通过交流讨论得出结论。这样的教学方式能让学生积极参与到课堂教学活动中，同时激发了学生的创新思维，提高了学生分析问题和解决问题的能力。再如，在学习“二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧”这一内容时，教师往往会开展实验探究活动。有时在实验过程中，二氧化碳熄灭蜡烛时，会出现异常现象：上面的蜡烛比下面的蜡烛先熄灭。由于CO2的密度比空气的密度大，预设结果是下面的蜡烛先熄灭，实验现象与预设结果相反，导致无法证明CO2的密度大于空气密度。对此，教师可以引导学生做两次实验，第一次是直接进行实验，第二次则改用纸漏斗深入到烧杯底部进行实验。经过实验，让学生总结现象，并进行思考：两次实验有什么不同之处和相同之处？学生在经过两次实验后会发现：第一次实验与预设结果不同，第二次实验与预设结果一致。但是，不论是第一次实验，还是第二次实验，其最终的指向都是：CO2的密度比空气大。这是因为第一次实验中，CO2是从高于蜡烛的顶端烧杯口倒入烧杯，不论蜡烛熄灭的顺序怎样，最终蜡烛都会熄灭，这可以说明CO2在不断下沉，即CO2的密度比空气的大。总之，针对在化学实验中出现的一些突发性问题，教师应当鼓励学生敢于思考、敢于质疑和敢于创新。要引导学生抓住这些不起眼的地方，挖掘实验中的创新点，活跃学生的思维，营造轻松的课堂氛围，进而使学生的思维能力得以提高和发展。
四、灵活应用对比实验，拓展学生的思维能力
对比是科学探究中最常用的基本方法，是辨别和区分不同事物之间相同点和不同点的逻辑形式。初中化学的许多物质之间存在着个性和共性。教师在实验教学过程中引入对比的思路进行实验探究，会更利于学生理解、掌握和巩固所学知识。同时，一个好的对比实验设计，不仅能有效培养学生探究能力，还有助于训练学生思维的灵活性、发散性和创造性。例如，在学习“二氧化碳能与水反应”这一内容时，课本上设计了将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中能使紫色石蕊试液变成红色这一实验内容。在这个实验中，许多学生会误认为是二氧化碳气体使紫色石蕊试液变成了红色。那么该如何设计实验让学生明白，不是二氧化碳气体使紫色石蕊试液变成了红色，而是二氧化碳气体与水反应生成的碳酸使紫色石蕊试液变成了红色呢？此时老师可以准备四个用石蕊试液喷洒过的干燥的纸花，设计成以下图示的四组对比实验进行实验探究，则能很好地解决以上难题。
（I）组实验说明酸溶液可以使紫色石蕊试液变成红色。（Ⅱ）组实验说明水不能使紫色石蕊试液变成红色。（Ⅲ）组实验说明二氧化碳气体不能使紫色石蕊试液变成红色。（Ⅳ）组实验说明二氧化碳与水反应后生成了碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变成了红色。通过设计这样的四组对比实验，学生更容易理解不是水、也不是二氧化碳气体使紫色石蕊试液变成红色，而是二氧化碳与水反应生成的一种酸性物质（碳酸）使紫色石蕊试液变成了红色。此种对比实验设计简洁明了，同时又便于学生理解和掌握。
五、结束语
初中化学课程标准指出，化学教学的目标是激发学生的学习兴趣，培养学生创新精神，提高学生的实践能力。作为一名化学教师应充分发挥课堂教学这一主渠道的作用，努力将学生的创新思维培养渗透在平时教学的各个环节之中，激发学生学习的主动性和积极性，引导学生大胆实践，勇于探索，从而提高学生的综合素质，促进学生成长成才。
参考文献：
[1]丁莉.化学教学中学生逆向思维的培养及应用[J].中学化学教学参考，2016（02）.
[2]苗运良.实验教学中巧用对比实验[J].化学教与学，2012（27）.