化学实验中的创新思维

在高中的学习中，化学学科是重要的一门学科，在考试中占了很大的分值比重，所以我们应该重视化学的学习，好的思维方法是我们学好化学的重要方法，所以我们应该培养一些好的方法和技巧。下面是学大的专家为大家总结的化学实验中的创新思维。

化学是一门以实验为基础的学科,要丰富学生的经验和知识,离不开化学实验;要创造新的产品,也离不开实验。化学实验是培养学生创新精神的最佳途径。由此可见实验教学中如何激发学生的创新意识,关键是要不断地改进实验,加强实验探索。

加强实验探索的重要方法就是对教材中的常规实验由验证性实验变为探索性实验。所谓验证性实验,就是教师先讲理论再来演示实验或者学生学过理论之后再来动手操作实验。验证性实验是在理论指导下完成的,主要用来检验理论的正确性,实验现象和结果学生本身预知,只是为了加深理解,通过“眼见为实”来对理论知识进行检验。这样的实验虽然对学生形成概念、理解巩固化学知识、培养实验能力起到一定的作用,但是如果长期如此就会对学生的认知过程产生局限性,形成思维定式,阻碍了学生探索知识的积极性和创造性。然而,探索性实验强调的是学生自觉并主动地参与、大胆地想象和积极探索。实验前,学生并不知道实验现象和结果,必须在实验中细心观察,试验后认真分析,透过现象看本质,即从试验中探索理论。这样不仅能培养学生严肃认真的学习态度,还更能激发学生的创新意识。

例如,在Al(OH)3的性质试验中,教材设置[实验一]:向一定量的硫酸铝溶液中逐滴加入氢氧化钠稀溶液直至过量。

这是一个典型的验证性实验。氢氧化铝的性质学生已学过,学生很容易观察到:NaOH溶液加入后立刻产生白色沉淀,并随着氢氧化钠的增加而增多,最后又减少直至消失。

学生通过实验验证了学过的理论,奇妙的现象使他们兴奋异常。如果试验仅到此处,其作用只能是对所学知识加以巩固理解,满足学生“眼见为实”的好奇心,充其量锻炼一下学生的观察能力和动手能力。另外,学生的思维已被奇妙的现象感染,刚刚张开想象的翅膀准备飞翔时,却使之突然中止,无形中把富有想象的思维早早扼杀。那么此时,教师若积极发挥其主导作用,挖掘实验内涵,引导学生深入探索,运用逆向思维设置。

【实验二】:向一定量的NaOH溶液中逐滴加入硫酸铝溶液,直至过量。这样效果会有何不同吗?一个验证性实验马上变成了探索性实验。现象究竟如何呢?是否和实验一的结果一样呢?学生求知欲增强,带着探索的心理完成实验,结果却使之惊讶、不解,所看到的现象与自己原来的判断不符。现象:开始无沉淀,但硫酸铝溶液加到一定量时才产生白色沉淀,并逐渐增多,最后沉淀不消失。仅仅是操作顺序不同,反应现象就大不一样,学生很困惑,并急切寻找解惑途径,探索解惑方法。此时学生思维处于异常兴奋状态,引导其积极思考,相互讨论,教师再适当点拨,最后学生恍然大悟、豁然开朗:硫酸铝溶液与过量的氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠时,当OH-被消耗完,产生的大量偏铝酸根离子再与加入的铝离子发生双水解反应,才能生成氢氧化铝沉淀。

像这样把验证性实验巧妙地变成探索性实验,不但有利于加深学生对知识的理解,更有利于促进学生智能发展、激发创新意识。因为这小小的变化却带来截然不同的两种结果,于是学生会萌发创新念头,有一种跃跃欲试的感觉。这时我们教师可以适时地提出问题:“对上述实验的挖掘是否还可继续深入下去呢?单单是操作顺序不同而导致化学反应现象不同,化学反应原理也不同,我们学过的知识中还有没有这样的实验呢?”新的问题很自然地把实验探索引向实验设计,学生的思维被引向另一个高潮,再次展开积极思考、大胆想象。一些学生创造性思维闪现火花,设计以下实验。

【实验三】:向一定量的偏铝酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸直至过量;反过来向一定量的稀盐酸中加入偏铝酸钠溶液直至过量。

前者现象:开始产生白色沉淀并逐渐增多,最后沉淀消失。离子方程式:

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

后者现象:开始无沉淀,加到一定量时才出现沉淀并逐渐增多,最后沉淀不消失。离子方程式:

AlO2-+4H+=Al3++2H2O

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

此实验与氢氧化钠和硫酸铝反应现象相似。

上述实验设计完成后,教师再及时引导——讨论,归纳总结得出:高二已学过的化学知识还有上述类似情况,如(1)将新制氯水逐滴加入到一定量的KI淀粉溶液中直至过量;将KI淀粉溶液逐滴加入到一定量的新制氯水中去。前者现象:开始溶液变蓝色,然后逐渐变成无色(原因:Cl2置换出的I2与淀粉反应使溶液变蓝,氯水强氧化作用又使颜色退去)。后者现象:溶液不变色(原因:由于大量氯水中,置换出来的I2刚与淀粉作用生成有色物质,又马上被氧化褪色)。(2)向一定量NaCO3稀溶液中逐滴加入稀盐酸直至过量;向一定量盐酸中逐滴加入NaCO3稀溶液直至过量。前者开始无现象,后产生气体,H++CO32-=HCO3-,HCO3-+H+=CO2↑+H2O,后者一开始就产生气体,2H++CO32-=CO2↑+H2O。

对上述几个实验,再进一步引导学生挖掘,总结得出:通过操作顺序不同现象不同,可鉴别上述实验中的几组物质。这样就把学生对化学实验的感性认识上升到理性高度。通过实验的不断深入,学生的思维呈螺旋状向前发展,创新意识不断增强。学生对化学实验的浅层兴趣,自觉迁移到对学习化学知识的深层乐趣,随着创新意识的不断增强,进而转化为永久性志趣。当然,学生的创造能力不是一朝一夕就能实现的,也不是通过一次、两次实验就能培养起来的,需要学校、老师、学生本人及其家庭共同努力,密切配合。

同学们了解了化学实验中的创新思维，在平时的学习中，我们就应该重视这些知识的学习，提高学习能力，帮助我们更好提高学习效率，使自己的成绩提高。