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摘要：化学是一门以实验为基础的自然学科，初中化学教学是学生学习化学的启蒙阶段。就学生的年龄特征而言，化学实验对他们又新鲜又奇异，因此教师应不失时机地与学生一起进行探究性实验，从而培养学生的自信心开放学生的创新能力。
关键词：化学实验 探究性 创新能力
化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学中的重要环节。实验不仅能提供认识事物的感性认识和材料，而且还最具备逐步培养学生的观察能力、分析能力、想象能力动手和创新能力的特质。就学生的年龄特征来说，新学科展现在他们眼前的是：银白色的镁带点燃后，发出耀眼的白光，生成白色粉末。灰色的石灰石遇到无色的液体（无色的液体为稀盐酸）冒出大量的气泡，由导管通入无色的液体（无色的液体为澄清的石灰水）变“牛奶”。银白色的铁丝放入无色的液体（无色的液体为稀盐酸）也冒出大量的气泡。蓝色的液体中加入（硫酸铜溶液）物色的液体（无色的液体为氢氧化钠溶液）会变“蓝色果冻”（蓝色的氢氧化铜沉淀）。这些新鲜又奇异的现象使每位学生都有深刻的印象。但很大程度上这只是满足了学生的好奇心，虽然会使学生产生一些学习动力和求知欲，但是不能持久，因为他们很可能会在困难和挫折面前转变成消极情绪。这是由于学生刚接触化学，对其知识体系尚未形成，对知识只有简单的感性概括的原因。随着学习的深入，并通过学生动手、动脑对实验进行思想化处理，教师应随时抓住时机，正确引导学生进行探究性实验。
开展探究性实验开创了新的化学教学方法和新的教学理念，也改变了那种把“自然科学表现为一种固定的被证实了的知识体”的传统课程观念和结构，以主张“自然科学教育的首要目的是发展学生”的新观念为本，以提高学生的科学素养为前提，体现了学生的自主性和研究性学习。它由学生从自己身边和社会实践中提炼出感兴趣的专题来研究，以个人独立或小组合作或在教师指导下，按照收集材料、处理信息、解决问题的方式进行科学研究，其目的是使学生初步掌握科学探究的一般方法和步骤，并在探究中培养学生的自信心，挖掘学生的潜能，引导学生自主、合作，开放学生的创新精神和创新能力。开展探究性实验也昭示了自然科学最基本的概念、规律、原理和技术。
那么，如何培养学生的创新精神和创新能力呢？教师不妨与学生一起进行一次探究性实验：
探究课题：铁为什么会生锈
收集查找资料： 教师组织学生观察（或分组观察）铁在什么环境下最容易生锈（要求在日常生活中寻找），鼓励学生自己查找资料，得知全世界每年因生锈而造成损失的钢铁约占世界产量的四分之一。
提出假说：
1. 铁器生锈是因为和空气接触,铁和空气中的氧气化合。
2. 铁器生锈是因为水分子的存在,水和铁器发生了化学变化。
3. 铁生锈是水和空气对铁共同作用的结果。
对假说进行推理和判断：如果第一个假说正确，则在干燥情况下，铁在空气中就能生锈；如果第三个假说正确，则必须在既有空气又有水分的条件下铁才能生锈。
设计实验验证：
实验一：取一支试管，用酒精灯烘干，向里面放入一根铁钉，然后用橡皮紧试管口使铁钉只与干燥的空气接触。
实验二：取一支试管，把经过煮沸除去空气的水装满试管，放入洁净的铁钉，用塞子塞紧，不留一点气泡。
实验三：将洁净的长铁钉放入试管(铁钉用胶抵靠在试管内壁上)并倒立在有水的烧杯中，试管里只有少量水，并在试管外壁上标明水面位置，就这样放置一段时间。
通过实验观察发现：实验一、实验二中的铁钉都不生锈，而在实验三中不仅铁钉生了锈，而且试管里的水面约上升了原试管容积的1/5。
结论：常温下，铁在干燥的空气中或在隔离空气只与水接触的情况下均不生锈；而当铁同时与空气、水接触时才会生锈。由实验三得知：铁同时与氧气、水接触时才会生锈。因此，铁生锈的原因是水和氧气共同作用的结果。
交流、解释和应用：
1. 从铁在潮湿的空气中生锈(主要成分是氧化铁)以及铁丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁的实验来看：铁在潮湿的空气中生锈是缓慢氧化的结果，铁丝在纯氧中燃烧是剧烈的氧化反应，条件和现象均不相同。因此条件对化学反应的结果有着非常大的影响。
2. 根据铁生锈的原因，学生们提出了在铁制品上刷油漆、电镀等常用的措施。通过查阅资料得知：1970年前苏联空间站“月亮-16”首先从月球带回了铁矿石样品，人们发现月球上的铁矿石含有极微小的纯铁颗粒，它们毫无氧化痕迹。令人惊奇的是，月球铁在地球环境下仍然不易氧化。后来相继从月球带回不少月亮铁样品，几年后也不锈蚀。经过大量的模拟月亮环境条件的试验，并采用光谱分析，结论是：月亮上没有大气层保护，因而受到太阳风——一种粒子流的冲击之后，铁具有了对氧的稳定免疫性，到了地球上仍能抗拒氧的锈蚀。这就给我们提供了一种新的金属表面处理方法——用人为的粒子流冲击金属表面。“月球上铁的秘密”使科技工作者得到启示：要是用人工离子流模拟太阳风，冲击金属表面，使其形成一层防氧化的“铠甲”，即可成为类似月球铁的不锈铁。这一发现将揭开铁史新的一页，也使学生了解了利用“太阳风”不但能防止铁生锈，而且效果要好于其它任何一种方法。
探究性实验的实施使学生亲身经历了整个实验过程，除通过实验证实一致的结论以外，学生还参与了科学探索过程，使学生明白：科学不是简单的知识结构，而是一种有意义的极重要的探索系统。步骤二中的一些数据、步骤三的假说及步骤四的推理和判断刺激着学生的兴趣，对他们有很大的吸引力，使他们的思维处于积极主动的活跃状态，容易产生学习欲望，且在整个学习过程中产生一种快意的征服感和满足感、成就感。学生也就自然而然地把克服困难当成一种享受，并在充满信息的世界中敏锐地捕捉到他需要的知识，继而发现自己知识结构的不足并很好地进行弥补。
总之，在初中化学教学中，教师仍然是教学活动的组织者、参与者和指导者，是学生的合作伙伴，因此，教师不要因为害怕学生犯错误而将自己所谓的“最佳思维”强加给学生，应让学生充分暴露思维过程，对问题进行多角度全方位分析，这在培养和激发学生的学习兴趣是关键的一步。同时，在培养学生发散思维的同时锻炼思维的深刻和批判性，还可有效地锻炼学生的意志品质，优化心理素质。教师还要因势利导地鼓励学生，在挖深一个“洞”时，要试着在别处“挖洞”，即开展探究性实验和研究性学习方式，达到培养学生创新精神和创新能力的目的。
参考文献：
1. 珍妮特·沃斯新西兰戈登·德来顿《学习的革命》
2. 刘知新《化学教学论》
3. 李伯黍等《教育心理学》
4. 黄炜《遭遇研究性学习》
关键词：化学实验 探究性 创新能力
化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学中的重要环节。实验不仅能提供认识事物的感性认识和材料，而且还最具备逐步培养学生的观察能力、分析能力、想象能力动手和创新能力的特质。就学生的年龄特征来说，新学科展现在他们眼前的是：银白色的镁带点燃后，发出耀眼的白光，生成白色粉末。灰色的石灰石遇到无色的液体（无色的液体为稀盐酸）冒出大量的气泡，由导管通入无色的液体（无色的液体为澄清的石灰水）变“牛奶”。银白色的铁丝放入无色的液体（无色的液体为稀盐酸）也冒出大量的气泡。蓝色的液体中加入（硫酸铜溶液）物色的液体（无色的液体为氢氧化钠溶液）会变“蓝色果冻”（蓝色的氢氧化铜沉淀）。这些新鲜又奇异的现象使每位学生都有深刻的印象。但很大程度上这只是满足了学生的好奇心，虽然会使学生产生一些学习动力和求知欲，但是不能持久，因为他们很可能会在困难和挫折面前转变成消极情绪。这是由于学生刚接触化学，对其知识体系尚未形成，对知识只有简单的感性概括的原因。随着学习的深入，并通过学生动手、动脑对实验进行思想化处理，教师应随时抓住时机，正确引导学生进行探究性实验。
开展探究性实验开创了新的化学教学方法和新的教学理念，也改变了那种把“自然科学表现为一种固定的被证实了的知识体”的传统课程观念和结构，以主张“自然科学教育的首要目的是发展学生”的新观念为本，以提高学生的科学素养为前提，体现了学生的自主性和研究性学习。它由学生从自己身边和社会实践中提炼出感兴趣的专题来研究，以个人独立或小组合作或在教师指导下，按照收集材料、处理信息、解决问题的方式进行科学研究，其目的是使学生初步掌握科学探究的一般方法和步骤，并在探究中培养学生的自信心，挖掘学生的潜能，引导学生自主、合作，开放学生的创新精神和创新能力。开展探究性实验也昭示了自然科学最基本的概念、规律、原理和技术。
那么，如何培养学生的创新精神和创新能力呢？教师不妨与学生一起进行一次探究性实验：
探究课题：铁为什么会生锈
收集查找资料： 教师组织学生观察（或分组观察）铁在什么环境下最容易生锈（要求在日常生活中寻找），鼓励学生自己查找资料，得知全世界每年因生锈而造成损失的钢铁约占世界产量的四分之一。
提出假说：
1. 铁器生锈是因为和空气接触,铁和空气中的氧气化合。
2. 铁器生锈是因为水分子的存在,水和铁器发生了化学变化。
3. 铁生锈是水和空气对铁共同作用的结果。
对假说进行推理和判断：如果第一个假说正确，则在干燥情况下，铁在空气中就能生锈；如果第三个假说正确，则必须在既有空气又有水分的条件下铁才能生锈。
设计实验验证：
实验一：取一支试管，用酒精灯烘干，向里面放入一根铁钉，然后用橡皮紧试管口使铁钉只与干燥的空气接触。
实验二：取一支试管，把经过煮沸除去空气的水装满试管，放入洁净的铁钉，用塞子塞紧，不留一点气泡。
实验三：将洁净的长铁钉放入试管(铁钉用胶抵靠在试管内壁上)并倒立在有水的烧杯中，试管里只有少量水，并在试管外壁上标明水面位置，就这样放置一段时间。
通过实验观察发现：实验一、实验二中的铁钉都不生锈，而在实验三中不仅铁钉生了锈，而且试管里的水面约上升了原试管容积的1/5。
结论：常温下，铁在干燥的空气中或在隔离空气只与水接触的情况下均不生锈；而当铁同时与空气、水接触时才会生锈。由实验三得知：铁同时与氧气、水接触时才会生锈。因此，铁生锈的原因是水和氧气共同作用的结果。
交流、解释和应用：
1. 从铁在潮湿的空气中生锈(主要成分是氧化铁)以及铁丝在纯氧中燃烧生成四氧化三铁的实验来看：铁在潮湿的空气中生锈是缓慢氧化的结果，铁丝在纯氧中燃烧是剧烈的氧化反应，条件和现象均不相同。因此条件对化学反应的结果有着非常大的影响。
2. 根据铁生锈的原因，学生们提出了在铁制品上刷油漆、电镀等常用的措施。通过查阅资料得知：1970年前苏联空间站“月亮-16”首先从月球带回了铁矿石样品，人们发现月球上的铁矿石含有极微小的纯铁颗粒，它们毫无氧化痕迹。令人惊奇的是，月球铁在地球环境下仍然不易氧化。后来相继从月球带回不少月亮铁样品，几年后也不锈蚀。经过大量的模拟月亮环境条件的试验，并采用光谱分析，结论是：月亮上没有大气层保护，因而受到太阳风——一种粒子流的冲击之后，铁具有了对氧的稳定免疫性，到了地球上仍能抗拒氧的锈蚀。这就给我们提供了一种新的金属表面处理方法——用人为的粒子流冲击金属表面。“月球上铁的秘密”使科技工作者得到启示：要是用人工离子流模拟太阳风，冲击金属表面，使其形成一层防氧化的“铠甲”，即可成为类似月球铁的不锈铁。这一发现将揭开铁史新的一页，也使学生了解了利用“太阳风”不但能防止铁生锈，而且效果要好于其它任何一种方法。
探究性实验的实施使学生亲身经历了整个实验过程，除通过实验证实一致的结论以外，学生还参与了科学探索过程，使学生明白：科学不是简单的知识结构，而是一种有意义的极重要的探索系统。步骤二中的一些数据、步骤三的假说及步骤四的推理和判断刺激着学生的兴趣，对他们有很大的吸引力，使他们的思维处于积极主动的活跃状态，容易产生学习欲望，且在整个学习过程中产生一种快意的征服感和满足感、成就感。学生也就自然而然地把克服困难当成一种享受，并在充满信息的世界中敏锐地捕捉到他需要的知识，继而发现自己知识结构的不足并很好地进行弥补。
总之，在初中化学教学中，教师仍然是教学活动的组织者、参与者和指导者，是学生的合作伙伴，因此，教师不要因为害怕学生犯错误而将自己所谓的“最佳思维”强加给学生，应让学生充分暴露思维过程，对问题进行多角度全方位分析，这在培养和激发学生的学习兴趣是关键的一步。同时，在培养学生发散思维的同时锻炼思维的深刻和批判性，还可有效地锻炼学生的意志品质，优化心理素质。教师还要因势利导地鼓励学生，在挖深一个“洞”时，要试着在别处“挖洞”，即开展探究性实验和研究性学习方式，达到培养学生创新精神和创新能力的目的。
参考文献：
1. 珍妮特·沃斯新西兰戈登·德来顿《学习的革命》
2. 刘知新《化学教学论》
3. 李伯黍等《教育心理学》
4. 黄炜《遭遇研究性学习》