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在化学实验中如何培养学生的创新思维
以实验为基础是化学教学的基本特征，侧重于让学生获得知识和技能，训练学生掌握基本的科学思维方法，并能运用于解决实际问题。。我们实验教学的目的不仅仅是激发学生求学求知的积极性，让学生了解一些化学现象，更重要的是训练学生养成科学的实验探究方法。大家可以注意到，在中学化学新教材中，绝大部分新授课都含有演示实验内容，有些是以实验学习来了解物质的性质、制法、用途，有些是靠实验推断出重要的结论。从近几年高考的化学试题也可以看出，题型由考察学生的基础知识逐渐转化为考查学生能力。这一趋势还在不断加强，这也要求我们在中学化学教学中注意培养学生的能力。因此设计一些符合学科特点和学生认知规律的教学方法，不仅是适应当前新课程标准和新教材对课堂教学改革的要求，而且也是提高课堂教学效率和教育教学质量的有效途径之一，而其中化学实验在培养学生创新意识和创新思维方面有着极其重要作用。
一、借助演示实验，启迪和引导学生的思维，培养其创新意识
中学化学教学的特点是理论较浅显，实验较多、且直观性强，易于激发学生的无意识性注意力和激发学生的求知探究兴趣。以实验为引导，让学生在观察演示实验的过程中，利用所提供的具体、形象的事实，活跃学生的思维。启迪和引导是同步的，老师及时告诉学生观察什么，怎样观察等等，将学生的注意力引向深入。另外，通过对实验现象的观察和实验结论的讨论，可以促进学生的思维。学生在引导、启迪、思考、回答的过程中，及时反馈信息，进行自我调控，为接受新知识铺平道路。然后在演示实验为学生提供感性认识材料的基础上引导学生探求新知识，学生在观察的同时便会伴随积极的思考，这是训练学生创新思维的重要契机。所以教师应善于利用从演示实验的现象中所获得的感性材料，引导学生进行“去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里”的思维加工，经过科学的抽象，形成概念，进一步做出判断，进行推理，从而实现由感性认识到理性认识的飞跃。
另外学生的思维活动是在他们感到迫切需要解决新问题时开始，因此在教学中还应充分发挥实验设疑作用，使实验内容和所学知识具体化、条理化、问题化，启发学生强烈求知欲望，使学生始终处于有效的积极思维状态。
例如，在学习到氮的氧化物——二氧化氮的性质和制取时，要求学生设计有关二氧化氮的制取和性质的实验方案。这时可引导学生思考下列问题后再进行设计：（1）实验室用什么试剂制取NO2气体，反应的条件是什么？（ 即实验原理是什么？）（2）根据实验原理应该采用什么样的气体发生装置、收集装置、性质实验装置和尾气处理装置？（ 即为了达到具体实验的目的，应当选用何种仪器、设备。）（3）到这一实验目的，应当经过哪些操作步骤？这些步骤先后顺序如何确定？为什么要经过这些步骤？为什么要安排这种顺序？省略或调动某些步骤会有什么影响？（即实验操作中应采用何种组合、联接方式。）
在引导学生思考的过程中还应诱导学生回答实验过程的注意事项。如：应该注意哪些注意事项？实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么？原因何在？实验过程可能会出现什么不安全的事故？应该如何防范？万一出现事故应如何处置？依据何在？等等。
学生根据这些问题设计出具体的实验方案，经过教师审查，然后让学生独立进行实验。同一实验习题可能会有不同的实验设计方案，都可以让学生去实践，并相互交流，比较各自方案的优缺点，以开阔学生的眼界。
上面所提出的问题是从化学实验的整体来阐述的，从而引发学生展开思维活动。在实际实验中应抓住某些侧重点展开思维训练，引导学生从某些典型的实验探究入手，上升到一般性、规律性的认识，逐步提高学生思维品质的层次。
二、从演示实验中寻找研究性学习课题，培养学生的创新思维
研究性学习作为一种学生学习的新方式，对于改变传统的课堂教学模式起到了很大的促进作用，但就具体操作而言，研究性学习的选题不易过大、过空、过难。总认为中学研究性学习
的课题，应当来源于教材，使学生有种跳一跳就能摘到桃子的感觉，让学生从研究性学习中获得成就感，提高学生的积极性。
例如，在学习乙醇的化学性质时，演示乙醇催化氧化成乙醛实验，将绕成螺旋装铜丝，在酒精灯上灼烧，铜丝变黑，迅速插入到盛有酒精的试管内，铜丝由黑变红。本实验主要说明灼热的CuO可以将乙醇脱氢氧化成乙醛，同时CuO被还原成红色的铜。对于这一问题学生都能理解，但可在课堂上把这一问题再进一步拓展，提出问题让学生思考：通过上述实验我们看到乙醇能将灼热的CuO还原成Cu，还有哪些物质能将CuO还原成Cu？问题提出后，学生经过讨论提出的方案有如下两种。第一种，H2、CO能将灼热的CuO还原成Cu；第二种，NH3也能将灼热的CuO还原成Cu。再进一步追问，乙醇是液体，H2、CO、NH3是气体，有没有固体物质可以将CuO还原成铜？学生一时很难回答，进一步点拨，有没有受热可以产生NH3的固体？学生马上回答：NH4Cl。由此留下问题，请同学们课下思考，共同研究如何设计实验方案来加以验证？同学们利用课余时间积极探讨，设计出实验方案有两种：第一种，受乙醇还原氧化铜实验的启发，将一端绕成螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧，待铜丝烧成红热状态，离开酒精灯，红热的铜丝变黑，立即将铜丝的螺旋状部分插入疏松的氯化铵粉末中，2分钟后，取出铜丝，铜丝的螺旋状部分变成紫红色。从而证明氯化铵可以将灼热的氧化铜还原成铜。第二种，取氯化铵和氧化铜的混合粉末（氯化铵和氧化铜的质量比大约4：
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1）放入一试管中加热，10分钟后停止加热、冷却，试管内黑色物质变成暗红色。说明有铜产生。那么，氯化铵分解产生NH3和HCl，氯化氢是否也和氧化铜发生反应呢？如何进一步用实验加以证明？
学生经过积极探究得出，如果氯化氢和氧化铜发生反应，应当生成氯化铜，将反应后的残留固体用水溶解，氯化铜的水溶液颜色应当是绿色。将反应后的固体溶解于水，然后过滤得红色固体，滤液呈绿色。从而说明氯化铵和氧化铜共热时，既发生了NH3和CuO反应又发生了HCl和CuO的反应。
可见在学生具备了初步的化学基础知识、掌握了一定的化学实验操作技能的基础上，教师应该有目的地根据所学知识设计一些实验习题，要求学生按照实验目的要求，根据已学过的实验原理和方法，设计出实验方案，同时对学生的实验操作提出具体要求。这是对学生进行科学训练，培养其创新思维、提高其创新意识的一种途径。
三、改进演示实验，培养学生的学习情趣与探索创新意识
化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行探究性学习，要充分发挥化学实验在探究性学习中的作用。为此，教师在化学课堂教学中，要注意研究开发探究性实验，将一些验证型实验转换为探究性实验，引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法，实现学生学习方式由被动接受式学习向主动探究性学习的根本转变。另外要注重对有缺陷的实验方案进行改进或增补，必要时借助多媒体手段，将微观现象宏观化、系列现象分解化，提高了演示效果，确保了实验的有效性。
例如，做铵盐的分解实验时，学生容易将氯化铵的分解与碘单质的升华混淆，为突出分解的化学特征，可将演示实验作了改进(见下图)，通过pH试纸的颜色变化和洗气瓶中的白烟，让学生清楚的认识了氯化铵分解过程一系列现象的化学本质，取得了满意的实验教学效果。
四、用教师的创新实验激发学生的创新意识
要培养学生的创新意识和能力，教师首先应具有先进的教学理念，在化学实验教学方面应当善于创新，以教师的创新带动、指导学生创新，引发学生的求知欲，培养学生创新思维和实践能力。
例如，在学习Na2O2的化学性质时，要介绍Na2O2与CO2反应这个重要性质，同时要让学生知道该反应产物之一是O2，另外还要说明该反应是放热反应，反应热较大。对于Na2O2的该性质，教材没有安排演示实验，所以学生的感性认识不强，特别是该反应的热效应没有
足够的认识。为此，在学习本节内容时可设计一个实验让学生能够比较直观地感受到该反应产物中有O2产生且反应热很大，从而代替枯燥的讲解，装置图如下：
将CO2通过裹有Na2O2的脱脂棉，要使棉花迅速燃烧，应考虑两个方面①CO2的浓度要大，②CO2的量要大。根据这两点可设计上述实验装置。本实验装置可以用J型管改造而成，将J型管尖嘴活塞取掉，装上一个带有玻璃管的橡胶塞，中部是一个装有无水CaCl2作为干燥剂的干燥管，上部是一个从大试管截下的短玻璃筒，再塞上装有玻璃管的橡胶塞，干燥管和短玻璃筒之间间用乳胶管连接起来，装上止水夹或在乳胶管中塞入一个直径比乳胶管内径大的玻璃球（类似碱式滴定管尖嘴部分）。J型管内放入许多碎玻璃片再加入盐酸，加入块状碳酸钙，碎玻璃片可将块状碳酸钙支撑住而不会沉到J型管底部，塞上橡胶塞，随着碳酸钙与盐酸反应产生的气体增多，J型管内压强增大，使盐酸液面下降与碳酸钙分离，在上部短玻璃管中放入一小团裹有Na2O2的脱脂棉，打开止水夹，棉团迅速燃烧。该实验装置的优点是随开随用（类似启普发生器），现象明显。
如此明显的现象会使学生产生极大的学习兴趣，扣住学生的心弦，可见教师在授课时，如果能巧妙地安排一些简单易做、色彩鲜明、变化莫测甚至让人匪夷所思的小实验，能激发起学生的好奇心，激起学生探知究竟的欲望，在化学实验过程中去发现新问题、萌发新思想、形成新思路、寻找新方法、开拓新领域、获得新知识和技能。
五、 从化学教材内容中寻找创新实验题材，启迪学生勤于创新
在化学课堂教学中往往涉及许多物质的重要性质，某些物质的重要性质为我们实验教学提供了丰富的实验创新题材。
例如，在学生学过实验室乙酸乙酯的制取后, 让学生探究, 在实验室制得1mL乙酸乙酯后，沿器壁加入0.5mL紫色石蕊试液，这时石蕊试液将存在于饱和碳酸钠层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管)。对可能出现的现象，下列叙述正确的是 ( )
A. 液体分两层，石蕊层仍呈紫色，有机层呈无色
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B. 石蕊层为三层环，由上而下呈蓝、紫、红色
C. 石蕊层有两层，上层呈紫色，下层呈蓝色
D. 石蕊层为三层环，由上而下呈红、紫、蓝色
可以先让学生分析、推理、再让学生亲自做实验，看看是否和自己的推理一致，这样，就能更容易让学生知道在收集乙酸乙酯时饱和Na2CO3溶液的作用了。
这个实验的现象是很美的，而化学实验神奇的现象与科学原理构成了独特的化学之美，是学生激-情和探索创新的原动力。教师在实验中要注意挖掘化学变化的美学特性，引导学生追根寻源，将对化学美的鉴赏升华为对化学原理的追求上，在体验化学现象自然美的过程中探索化学变化的科学美。
总之，化学实验在提高学生素质上具有整体的、综合的、独创的功能，在化学教学过程中，要努力发挥化学实验在探究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节的作用，激励学生改进实验方案，引导他们通过实验去发现和探究解决问题的方法，养成那种自觉的、勤奋的、实事求是的、不折不挠的敢于冒险的创新意识、创新精神，从而在化学实验中培养学生的科学素养和创新能力。
化学实验中创新思维能力的培养2017-03-15 08:03 | #2楼
纵观近几十年来的国内外教育状况，我们不难发现中国的基础教育抓得很实，培养出的学生在各级各类的国际大赛中屡摘桂冠，却无一人问津诺贝尔奖，而经济实力发达的西方国家他们教育培养出的学生，虽然基础知识相对欠扎实，但他们注重创新能力的培养，这为他们在今后的工作中锐意进取，不断创新，提供了能力上的帮助。今天，我们国家提出了科技创新是国力增强的关键所在，作为培养祖国未来的教育工作者，在当前的教育中应注意什么呢？
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学在化学教学中起着举足轻重的作用，因此要加强以实验为载体对学生进行创新思维能力的培养，下面浅谈我个人的一些粗浅认识和看法。
一、创新思维及其能力要求
人类思维活动可以分为记忆显现性思维、创新思维两大类。创新思维能力，即通过训练学生的创新思维来培养学生的创新能力，主要包括思维的敏捷性、流畅性、变通性、独创性以及精进性。
创新思维是思维能力的最高层次，它要求：
1、思维的高度积极主动性。具有创造性思维的人，对一个问题的思考往往达到全神贯注、废寝忘食的境地。这种创造精神来自强烈的内部推动力。
2、思维的深刻性。即能抓住问题的本质。
3、思维的反向性。即能倒过来思考，发现新的规律。
4、思维的发散性——流畅、变通与独特。流畅指心智畅通无阻，变通指思考能随机应变，不受消极定势束缚，独特指用前所未有的新角度、新观点去认识新事物，对事物表现出超乎寻常的独特见解。
5、思维的独特性。它是创造性思维的根本特征，在一定意义上说就是思维加想象。
二、创新思维能力的培养
1、重视观察实验——培养创新思维能力的基础
科学观察是有目的、有计划、比较持久的知觉。在化学实验方法中，科学的、全面的观察尤其具有特殊的关键作用。观察应讲究方法，善观察者，可以见常人未所见，不善观察者，
虽入宝山也会空手而归。化学实验中的观察包括教师和学生的探究性实验的现象，为了使化学实验中的观察能卓有成效地培养学生的创新思维能力，要求观察活动必须实现如下几个方面。
（1）准确性
观察需要有认真细致的科学态度，对一些定性的研究要求“定性”准确，对定量的研究则要求必须有足够的准确度。这样可以避免一些重要的发现从眼皮底下溜走。例如：在探究物质燃烧与灭火的条件时，可让学生分组进行擦火柴比赛，火柴为什么会燃烧？怎样使手中的火柴燃烧时间变长？火柴头向上、向下有什么不同现象？通过实验让学生自己观察现象，探究原因，最终得出物质燃烧与灭火的条件。
（2）敏锐性
要善于抓住那些稍纵即逝的化学现象，尤其是那些乍看起来有些“反常”的现象，如居里夫人在研究元素铀的放射性时发现，铀矿石的放射性比提纯后的铀化合物的放射性更强。于是预言在未提纯的铀矿石中肯定有一种新的元素比铀的放射性更强。为此居里夫妇花了4年时间，从8吨沥青铀中提炼出0.1克的新元素的氯化物，并以极少量的纯化合物测出了新元素的相等原子质量为225，这就是元素镭。居里夫人为此也得到了诺贝尔化学奖。因此抓住这些反常现象，并追溯其产生的原因，常常可以得到一些意外的收获。
（3）全面性
良好的观察力要求有目的、有计划、系统、精确而全面地进行观察。任何一种事物不仅它本身具有一定的内在联系，而且各种事物之间也存在一定的联系。例如我们在观察镁带在空气中燃烧时，不仅要看到其发光、放热、生成白色固体，同时也要能注意在镁带的上方产生的一缕白烟，有没有火焰等。
2、重视实验分析——培养学生创新思维能力的有效途径
实验分析实际上是运用比较、分析、综合、抽象、概括等思维方法，对感知材料进行去粗存精，去伪存真的思维加工过程。通过实验观察获得信息后，就要去分析为什么会产生这些事实？这些事实说明了什么？学生在不断经历分析过程中，能感悟到创新思维的技巧，在解决问题的同时，接受了创新思维方法的培训。
学生在思考问题时，常常会产生思维定势。这样势必会束缚学生的思维，压抑和阻碍学生创新思维能力的发展。因此在分析时，教师要鼓励学生敢于向常规思维模式挑战，能大胆设想、另辟蹊径拓展思维角度、变换思路，确立一个新的思维活动状态。如SO2漂白性实验，
SO2通入品红溶液中，溶液由红色变为无色，加热后，又恢复成原来的红色。如果将导管从NaOH
溶夜中取出，重复上述实验，结果却大不一样了。品红溶液褪色后，将其加热，无色溶液却不再变为红色。如果按常规围绕SO2展开思考，在师生共同讨论的基础上，得出正确答案：导
管上粘有NaOH溶液与品红生成了无色的新物质。
创新思维是构成新的思维形式所必须应用的方法，它能帮助创造主体认识新事物，获得新的思维形式。让学生掌握一些具体的创新思维方法，是培养学生创新思维能力的关键环节，教师在学生实验分析时，对学生思维过程中出现的片面性、无序性、定势性等思维障碍，应及时给予方法上的引导、点拨和调整，使学生的思维引上正路，教师可适度引导、启发学生思考时，可以让学生从教师的言行中得到启发，从潜移默化中得到熏陶，从而加速创新思维能力的形成。
3、重视实验操作——培养学生创新思维能力的重要手段
（1）增加实验操作的探索性
教材绝大部分实验为验证性实验，已不能充分激发学生的学习兴趣和热情，一切现象和变化都在预料之中，学生不能充分发挥创新思维，激发不起学生去积极思考。若教师在学生实验中适当增加一些探索性内容，让学生以研究的态度对待这些实验，这样学生就会全身心地投入，通过自己的创造性思维来完成探究活动，自己的创新思维能力会得到锻炼和培养。如在铁钉与 CuSO4溶液反应实验后可增加3个实验：①Na与CuSO4溶液置换反应可否置换出
Cu？②Na与FeSO4溶液反应有何现象？③室温下把铁钉放入盛浓H2SO4的烧杯中一段时间后取
出洗净，然后放入CuSO4溶液中有何现象？面对这些疑问，学生激-情高涨，思维会异常活跃，
不仅激发了学生对实验操作的兴趣，更助于创新思维能力的培养。
（2）增加实验操作的创新性
创新是道前人所未道，想前人所未想，或补他人之不足。它具有新颖性、灵活性等特点，它能激发学生的参与意识，活跃学生的思维，它要求学生以新奇、独特的角度去发挥自己的创新思维能力，教师应抓住学生的好奇、参与意识，创设情境并及时因势利导，让学生进行实验创新活动，使学生有所发现、有所发明、有所创造。根据化学实验的特点，可引导学生进行以下方面的实验创新，从而达到培养创新思维能力的目的。①实验原理创新。如制取O2的实验，老师提供用KMnO4制取O2的实验，让学生评价此实验所存在的缺陷，引导学生根据
实验原理设计出更为合理的实验方案。通过比较，发现用H2O2分解制取O2，不但产物纯度高，
且安全、简便、快速。②实验装置创新。如Cu与HNO3的反应，放在试管中反应药品浪费多，
且产生的有毒气体污染环境。通过让学生联想块状固体和液体反应制取气体发生器，这样可以防止药品浪费。③实验方案创新。对于教材中没有的实验，教师应鼓励学生勇于开拓创新，在遵循科学、安全、可行的原则下，让学生各自发挥自己的聪明才智，探索各种合理的方法，设计各种可行的方案。如设计如何区分食盐水和酒精溶液的实验方案，可以利用密度、气味、沸点、导电性、挥发性、可燃性来区分，也可以根据AgNO3试剂对溶液的特殊反应现象来区分，
还可以根据生物细胞对溶液反应等去设计。
因此实验创新可以训练学生灵活运用创新思维能力，同时又能促进学生自觉地、有意识地去进行创新，并不断提高自己的创新思维能力。
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