通过实验探索培养学生创造性想象力(一)

通过实验探索培养学生创造性想象力

摘要：想象力是科技创新的源泉，创新离不开实验。实验教学在高中化学教学中具有不可替代性，实验的改进可以优化实验的设计、培养学生发散思维，激发学生学习化学的兴趣，提高教师上课的效率。掌握了实验改进原则和实验探究方法就为创造性想象力的培养提供了思路和指明了方向。实验的创新是想象力的具体表现。

关键词：实验探索 创造性 想象力

一、问题的提出

创造性的想像力比知识更重要，因为知识是有限的，而想像力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想像力是科学研究的实在因素。

——爱因斯坦

提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。

——爱因斯坦

科学的每一项巨大成就，都是以大胆的幻想为出发点的。

——杜威 这两点尤其是第一点体现出高中生创造性的想像力的不足，其貌似学生的缺点而实为教师在教学中的缺点暴露无遗。为了解决以上问题，笔者认为改进实验和实验探究不失为一种很好的提高学生技能的办法。改进实验可以分为学生改进和教师改进，学生改进实验主要通过化学兴趣小组利用业余时间进行思考研究设计出符合教材所要落实的知识点的实验。学生设计的实验经教师审核也可以与教师改进的实验一样登上讲台。无论学生改进实验还是教师改进的实验，学生在学习过程中都会产生新旧知识的碰撞，进而去探究其原因、原理从而提高了理论水平和实验操作能力。

二、改进实验培养创造性想象力

1、改进实验可以培养学生的创造性思维

对于课本上大量的演示实验和学生实验，教师不能采取简单的“拿来主义”，照方抓药，机械操作，而应该通过创设问题情境，如：“应该怎样设计?”“为什么要这样设计?”“换一种方法能不能做?”等，有意识地创造一种探索的氛围，尽量展现实验的过程，使之成为师生共同参与的“亚研究”过程，以此来渗透化学思想，启迪学生运用科学的研究方法对待化学实验。处于同一环境的人们，客观事物对每一个人的刺激程度都是一样的，但是不同的人对外界刺激的感受和觉察能力却是不同的，觉察能力强的人往往就能利用这种特殊察觉到的东西创造出新的奇迹。灵敏的感觉和敏锐的洞察能力不仅与人们的知识水平有关，而且还与注意力和好奇心有关。用改进的化学实验进行化学教学，尽可能由学生自己做未知的实验，在教师引导下，学生认真地观察和分析实验现象。由于学生的好奇心和丰富多彩的实验现象，促进了学生注意力的提高，同时能激发学生对实验现象的本质进行探索式的分析，长此以往，学生的觉察能力得到了培养。

有机溶剂在改进化学实验中的应用：

2、通过改进实验的价值鼓励学生的创新

通过对苏教版化学教科书的使用，老师们普遍感到课堂教学任务重、时间紧，做实验是学习化学的基础，为了达到实验教学效果，做好演示实验尤为重要，新教材的一些实验现象不明显或反应时间长会浪费掉宝贵的课堂教学时间，因此合理的改进演示实验可以使课堂教学效率大大提高。

又如：传统做喷泉实验都要求烧瓶干燥，一旦烧瓶湿润，就不得不换一个干燥的烧瓶，否则实验必然失败。笔者这些年做喷泉实验是不会选择烧瓶是否干燥，因为湿润的烧瓶同样可以做喷泉实验。采用的装置与传统装置一样，只是药品使用不一样。操作方法：向气密性良好的烧瓶中放入固体氢氧化钠，然后迅速加入少量浓氨水，盖上塞子，固定好烧瓶，挤压胶头滴管使水飞出，即出现喷泉。若要重复操作，只需按上述步骤重新操作即可。

3、兴趣是想象力的源泉

化学实验作为学生的一种积极主动的认识建构手段，其目的和作用不仅仅只是作为一般的建构手段，而是作为学生建构逻辑结构的手段。要达到这种目的，就要使学生在进行探索性实验时发生认知冲突。这要求改进的实验设计首先要足够“新颖”。正是这种“新颖”的刺激，才能引起学生探索的欲望，才使得它与主体原有的“定势”相矛盾、相对立，才能产生认识上的不协调和冲突，才会激发学生对实验的兴趣。

三、探究性实验培养学生创造性想象力

俄罗斯高端人才层出不穷，获诺贝尔奖的科学家众多。究其原因与俄罗斯的中学教育分不开，中学生每天只上半天课，下午二时即放学，而下午其他时间学生可以到实验室去做自己想做的实验， 学生要完成实验就得深入思考：要做什么实验？实验的理论依据即实验原理是什么？实验的方案又要如何设计？。在这一系列问题解决完后学生才能开始动手操作，操作的成功与失败又涉及实验的评价。整个过程都是学生独立完成，每一步都需要学生开动脑筋，充分发挥他们的创造性想象力。

上图中创造性想象力Ⅱ是创造性想象力Ⅰ的升华，在创造性想象力Ⅰ的基础上重新指导探究实验的每一步。那么，每一步又是如何来培养学生的创造性想象力的呢？

“理论探究”活跃思维

我们的中学生都存在一个通病：发散性思维不够、思维不够活跃，也就是说不敢去发挥想象力。举个简单例子，老师命题要求学生写一篇作文学生可能马上能写好，若要自拟题目学生们不一定能在规定的时间完成。又如：那一天让学生自行去实验室完成自己想做的实验，而不是老师规定的内容和步骤，许多学生可能会茫然不知所措。学生的缺失当然是教育的缺失所造成。教师应该给学生有活跃思维的空间。

例如：设计实验求出一定质量Na2CO3和NaCl的混合物中NaCl的百分含量。这就要求学生充分发挥想象力，学生通过探讨得出结论：①与足量盐酸反应测气体体积②与足量盐酸反应测最后NaCl的质量③加过量氯化钡测沉淀质量……。

加强这方面的训练久而久之学生的思维自然变得活跃起来了。

“方案设计”形成逻辑思维

曾经有两位同学为加热稀氨水，用PH计测定溶液中的c(OH-)变大而争论不休，甲认为溶液中的c(OH-)增大，理由是，NH3·H2O是弱电解质，在溶液中存在下列平衡：

NH3＋H2O NH3·H2O NH4++OH-

弱电解质的电离过程是吸热的，当温度升高后，平衡就会向电离方向移动，所以氨水中c(OH-)增大；乙认为一般加热有利于弱电解质的电离，但氨水受热时反而不利于NH3·H2O的电离，这是由于受热时氨气逸出，上述平衡向左移动，使c(OH-)减小。

笔者引导学生说，为什么不设计实验方案进行证明呢？学生们马上停止争执，忙于设计证明自己正确的方案。最终在老师的指导下完成了实验方案：在试管中注入滴有酚酞的氨水，并在试管口套上小气球（防止氨气污染空气），加热试管，观察溶液颜色变化，如果颜色变深，则甲正确；如果溶液颜色变浅，则乙正确。

乘两位学生兴致高涨，紧接着我提出：在少量Mg(OH)2悬浊液中，滴加饱和NH4Cl溶液，固体溶解。对于固体的溶解，甲认为是：在氢氧化镁悬浊液中存在溶解平衡：

Mg(OH)2 Mg2++2OH-

NH4Cl发生水解 : NH4＋＋H2O NH3·H2O+H+ 水解产生的H+与Mg(OH)2电离出来的OH-发生了中和反应，使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动而使Mg(OH)2溶解；乙的解释是： NH4Cl电离出的NH4+与Mg(OH)2电离出的OH-发生反应生成了弱电解质NH3·H2O，由于c(OH-)降低，从而使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，导致Mg(OH)2溶解。要求学生设计出合理的方案加以证明，两位学生最终设计出了正确方案。

设计实验方案需要考虑方方面面的问题，需要逻辑思维的推理判断。能设计出正确方案对学生无疑是莫大的鼓舞和提高。

“实验操作”检验想象的合理性

现在的高考实验题重在考查学生的实验能力和综合分析能力。但是实验题的得分率都不高，反映了目前在中学化学教学中，实验教学是一个薄弱的环节。许多教师都只重视理论的讲授和解题能力的培养，而忽视了对学生动手能力的培养。通过实验的操作，可以培养学生的实验技能、观察能力、思维能力和科学的思维方法，提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，学生自行设计操作的实验无论成败都无关紧要，而是整个过程学生都积极参与思考，同时不断根据实验的结论修正方案设计的合理性。

例如：钠与水（加有酚酞）反应最不容易观察到的实验现象是①溶液变红②有大量的气泡产生③钠熔化成小球④钠在水面上不断地游冬。此题学生做起来非常困难，因为上述现象的确都在该实验中存在，从学生的得分率来看，学生的想象的与现实有着差距，这就得用实验来进行检验，亲自做过后不难得出“有大量的气泡产生”最不容易观察到，通过实验具体操作就对前期的想象错误进行了修正。

4、”实验评价”反馈提高

第一次对实验的设计不可能十全十美，设计者要对实验进行操作，操作不合理再进行修正，修正后继续操作，整个过程周而复始又不是简单的重复。设计者要对实验后的每一步进行评价才能对前面的修正准确到位。 学生们实验改进和探究就是在一次次实验、一次次失败、一次次总结之后，观察能力、分析能力、动手能力、评价能力慢慢得以提高，这些能力是建立在想象力的基础之上，而创造性想象力又是这些能力的升华。

参考文献：

2、李明艳 《中学化学教育》2006年第11期