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1、谈科学实验教学中学生创新能力的培养 论文摘要：创新是民族进步的灵魂和国家兴旺发达的不竭动力,科学实验教学是培养学生创新能力的重要环节,本文结合自己的教学实践,讲了如何通过创设实验教学情景、开展实验设计活动、优化实验教学形式、保持实验创新热情等各方面的实验教学活动，激发学生的创新动机、培养学生的创新思维、提高学生的创新技能，最终达到培养学生创新能力的目的。关键词：实验教学 创新能力 思维 技能科学课程是新一轮教育教学改革下，包含了物理、生物、化学、地理等知识内容的一门综合学科，它的核心理念是提高每个学生的科学素养。科学课程标准要求我们改变课程实施过于强调接受学习的现状，倡导学生的主动参与，乐于探
2、究，勇于实验，注重培养创新精神和实践能力，这是落实素质教育的一项重大举措。在实施培养学生创新精神和创新能力的素质教育中，科学实验教学有着得天独厚的环境条件和不可替代的作用、手段。本文结合教学实践，就在科学实验教学中如何培养学生创新能力提出一些看法。一、 创设实验教学情景, 激发学生创新动机良好的实验教学情景，可有效地抓住学生心理，使学生产生强烈的求知欲望，极大地激发学生的学习兴趣和创新动机。创设实验教学情景很多，如可用一些新奇有趣实验或大胆合理借用视听媒体演示进行实验教学，调动学生的多种感官，使实验教学富有新意。例如，大气压强这节课的教学中，我以“自己会向上爬的试管”（实验装置见右图）这一实验
3、引入，此实验新奇有趣，不仅培养了学生的观察、分析能力，同时又激发了创新动机。又如将二氧化碳与氢氧化钠反应改为美丽的喷泉实验；将碳酸盐与盐酸的反应改为“做一只会潜水的鸡蛋”；用“沸水养活鱼”演示水是热的不良导体等等。 学生从一个个实验情景中，摸索出有规律的东西来，有些学生从模仿、练习开始，自己试着设计一些有新意的趣味实验。比如，根据“铁的性质”制成了“茶水变墨水”、“墨水变茶水”的魔术实验，根据淀粉遇碘变蓝的性质，制成了用米汤写字的“隐形墨水”，学生的创新能力得到很好体现。二、 开展实验设计活动，培养学生创新思维通过设计特殊实验，培养学生思维的独创性在完成教材规定的学生实验同时，让学生设计一些新
4、颖而打破常规的特殊实验如“测多算小，变曲为直，等量代换，结构反转等”特殊测量，往往能培养学生思维的独创性。如在“天平测物体质量”时。有意识地增加一个实验内容：只用一只20克砝码，要求测出一个质量大约为19克的物体，许多学生认为无法测出，因为根据“左物右码”的常规操作法，确实无法测出，但有个别学生灵机一动，采取“左码右物”，拨动游码，使天平平衡测出该物体的质量为M码减去M游。又如在测量密度的实验里，当学生完成实验后，教师可提出；在只有天平、玻璃杯和清水的情况下，怎样设计实验才能测出盐水的密度？在没有量筒和量杯的情况下，学生再不能遵循传统固定方法，而只能另辟蹊径才能求解。上述几个特殊实验设计，来源
5、于普通的原有实验的观察、分析，因此，观察、分析是设计特殊实验的重要途径，也是培养思维独创性的重要一环。2通过设计开放性实验，培养学生思维的灵活性思维的灵活性一般是指思维的变通能力，主要体现在发散性思维的活泼程度，即善于从不同角度由此及彼思考问题，举一反三|、不拘一格地分析、解决问题。多让学生设计开放性实验可启动学生的灵活思维。例如，在讲酸碱度的表示方法-pH时，我要求学生设计一个实验：鉴定我镇化工厂排出的污水是否呈酸性，学生的积极性被充分调动起来，大胆联想，认真设计，很快设计出了很多方案。摘要如下：（1）滴加紫色石蕊试液，（2）使用pH试纸，（3）用锌粒，（4）用氧化铜，（5）用氢氧化铜，（6
6、）用滴加了酚酞的氢氧化钠等。我派代表上台演讲设计思路，演示实验，学生表现踊跃，设计出很多符合原理的方法，尽管有的设计还不够完善，但却体现了学生积极思考，勇于创新的学习品质。设计开放性实验其意义不在于立即得到一个明确的结论，而在于激发学生不断探索、追求，使学生的思维自由驰骋，从而培养学生思维的灵活性。3通过设计延伸性实验，培养学生思维的深刻性思维的深刻性是指思维反映事物本质和规律的能力。自然现象千姿百态，各种因素交错牵连，因此有必要在原有的实验基础上，进一步设计一些延伸性实验，削弱和消除非本质因素的影响，更清晰地看到对现象起决定性作用的本质因素，培养学生思维的深刻性。例如，如演示力使物体发生形变
7、的实验，课堂内很容易做到压扁气球，拉长弹簧等形变实验。但有学生说：手压铁块、玻璃、木块会形变吗？怎么看不出来？对此，也许很难一下子讲清楚，讲了也怕学生难以完全理解、接受，于是我叫学生课外查阅资料、请教有关人士,动脑设计一个实验来证明“硬的物体受力后也会形变”，同学们设计的方法林林总总，但有几组同学设计且演示了这样一个实验：手捏插有玻璃毛细管的盛有染色液体的密封硬质玻璃瓶，虽然不能直接看出瓶受力而形变，但瓶中的液体因瓶的形变而被挤升到玻璃毛细管中去，使液体明显上升，学生疑云顿失。设计合理的延伸性实验，不但能帮助学生巩固、消化已有的概念、规律，对培养学生思维的深刻性和养成稳重求实的科学作风和学习习
8、惯更有极其重要的意义。三 优化实验教学形式，培养学生创新技能1将部分演示实验改为师生共同参与实验，培养学生创新技能科学教材中演示实验大多数按教师演示实验学生观察实验教师引导学生得出结论的顺序进行，其结果是实验操作和技能没有得到充分培养。因此教师要创造条件，把部分演示实验改为师生共同参与实验，让学生多增加一些自己动手，亲身体验的机会。例如浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性,学生往往闻名色变，浓硫酸具有吸水性一直是教师演示的专利，且现象不甚明显(有些教师干脆不做实验,一句带过)。我在引导学生注意安全的同时，与学生共同选择实验仪器，设计实验方案，共同做实验。方法一，在托盘天平左盘上放一表面皿，倒入约
9、15毫升的浓硫酸，在天平右盘内添加砝码，将天平调平，静置约15分钟，可看到天平指针向左倾斜约5小格。方法二，在大试管里注入10-15毫升的浓硫酸，用塑料绳象系称盘一样系一小塑料瓶盖，瓶盖内放一块蓝色的硫酸铜晶体，再把此瓶盖放入大试管，悬放在距浓硫酸液面1-1.5厘米处，用橡皮塞塞紧试管口，静置5分钟，可见蓝色硫酸铜晶体表面有白色斑点出现，时间越长，斑点越多越大，2-3天后观察，蓝色硫酸铜晶体全部变成白色粉末，证明浓硫酸具有吸水性。也为浓硫酸可作干燥剂提供有力证据。师生共同参与实验，共同思考解决问题，。拓展了演示实验的教育时空和学生的思维层面，同时，也创造一种师生相互交流、合作、研究的愉悦气氛，
10、使学生的创新技能在交流合作中得到培养。2 将科学实验与探究性学习整合，提高学生创新技能 “过去的学习方法是人家指出来的路你去走，新的学习方法是要自己去找路。”（杨振宁语）。科学新课标十分重视科学探究，要求教师“为学生提供充分的科学探究机会，通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣。”科学是一门以实验为基础的学科，教师应引导学生象以前的科学家那样，通过实验探究规律，发现真理，自主建构知识。例如，八年级下教材中有一个“测定空气中氧气含量的实验”，我把此实验改装，设计成学生分组探究实验：在一支试管中放入黄豆大小的白磷，塞好带乳胶管的单孔导管，用止水夹夹好乳胶管，如图1所示，然后稍微加热试管，
11、待反应结束，试管冷却至室温后，再把试管倒插入图2所示的烧杯中，打开止水夹，可见水在试管内上升约1/5体积，从此实验，学生收获1：氧气占空气体积的1/5。再引导学生在烧杯中摇动试管，试管中水没再上升，学生收获2：试管中的气体（N2）不溶于水。然后在水中用止水夹把乳胶管夹好取出，点燃火柴放入试管口内，火柴熄灭，学生收获3：试管中气体不支持燃烧，具有灭火性。此实验大大激发了学生学习兴趣，他们通过探究获得了知识，解放了手脚，开发了智慧，学生心理得到极大满足。 只要时间允许，科学课中许多陈述性的内容，均可由学生实验得出。如上细胞的结构这节内容时，让学生利用紫色洋葱外表皮的质壁分离现象，直接观察探索细胞膜
12、的存在。把菠菜叶下表皮置于不同温度的水滴中，观察探索气孔的开闭。通过探究活动，在体现“教师为主导，学生为主体”的关系中，提高了学生的创新技能。3开展课外实验，拓展学生的创新技能课堂分组实验，在时间、空间及仪器和药品选择上都十分有限，学生的个性不能充分展示和张扬。而课外实验给学生提供了一个更为广阔的空间，学生有充裕的时间自主进行探究实验，探究生活、社会中的科学问题，解释、解决日常生活中的实际问题。学生思维更活跃，创新技能进一步拓展。例如学完实验室制CO2后，我要求学生回家自制一瓶CO2气体，同学们“八仙过海，各显神通。”反馈结果如下：药品：大理石碎粒、鸡蛋壳、水垢、石灰石碎粒、蚌壳、碱面、化工商
13、店买的稀盐酸、厨房中的醋食、饼干袋中的小包干燥剂（配制澄清石灰水）。仪器：青霉素瓶，、输液管、注射器、塑料袋、娃哈哈饮料瓶、半截矿泉水瓶、滴眼液瓶（扎有许多针孔）装置图：如下图，学生装置设计多样，动手能力和创新技能得到进一步拓展。 待添加的隐藏文字内容2让学生课外观察“种子萌发”，观察星空，调查当地空气质量，自制地球仪、汽水，制作粒子模型与符号等，都能极大开发学生学习潜力，拓展创新技能。四 常用激励、赏识，保持学生创新热情青少年学生的实验情感具有很大的可塑性，往往 “热”得快，“冷“得也快。在学习过程中，兴致所至可以达到废寝忘食，但一旦遭遇挫折也易心灰意冷，所以保持学生创新热情显得特别重要。在
14、实验教学中要突出学生的主体地位，要在遵守实验操作规程的情况下，放手让学生去做。允许学生有不同的意见和建议，允许学生犯错，多鼓励、多支持学生，小心呵护学生创造性思维发展，使学生在教师的热爱、尊重、期待中积极思考，大胆探索。 同时，要改进实验的评价方法，教师不应只重实验结果，更应看重学生在实验过程中所表现出来的态度、情感、能力等，评价要有利于培养学生对科学实验的信心和兴趣，要适合学生的实验发展水平，肯定学生的进步，同时告诉学生学习的优势与不足，提出激励学生进一步达到目标的建议。 “好学生是夸出来的。” 给学生一个安全、自主、宽松的实验氛围，才能永保学生创新热情，使学生的实验能力最终升华为创造能力。总之，教师如能在实验教学时根据新课程的教学理念，勇于改革，敢于实践，坚持不懈，着力在创新意识、创新思维、创新技能等方面培养学生的创新能力，不断优化实验教学，相信学生的创新思维和创新能力会得到充分的培养和发展,学生的科学素养会得到真正的提高。.参考文献：中学化学教学参考 2006.1-2 实验教学与装备 2005.4
