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【摘要】 作为化学教学的基础——实验,它以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的创新素质方面发挥着独特的功能和作用。化学教师要充分利用这个优势,加强和改进实验教学方法,努力挖掘实验教学潜能,从而培养学生的创新意识、创新品质、创立新思维和创新实践能力。
【关键词】 创新意识;创新品质;创立新思维;创新实践能力
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128(2010)07-0045-02
创新教育是时代的呼唤,如何开发和培养学生的创新能力,造就一批又一批具有创新的高素质人才,是当今教育改革的重大课题,也是化教育改革的一个重要方向。作为化学教学的基础——实验,它以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创新素质方面发挥着独特的功能和作用。化学教师要充分利用这个优势,加强和改进实验教学方法,努力挖掘实验教学的潜能,从而达到培养学生的创新精神和创造能力的目的。本文拟从中学化学的角度来谈谈这方面的认识和实践。
1 创设演示实验,唤起学生的创新意识
化学教学中,教师适当创设一些演示实验。不仅能弥补教学内容的某些缺憾,帮助学生理解化学知识,而且还能培养他们不迷信课本,敢于对科学方法进行创新的精神,从而唤起学生的创新意识。例如:在学习二氧化碳和氢氧化钠溶液反应时,这个反应没有明显的实验现象,从观察的角度讲,学生无法判断这个反应是否发生,为了帮助学生理解,可设置这样一个实验,选取一个健力宝塑料瓶,使其充满二氧化碳气体,然后往瓶内汪入50毫升氢氧化钠饱和溶液,立即用塞子塞紧,振荡片刻,这时,可观察到塑料瓶奇迹般的瘪了下去,并发生塑料瓶被大气压迫而产生的“啪” “啪”响声,通过这个实验使学生体验到二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。又如,高一化学教材中介绍浓硫酸的吸水性时,没有安排演示实验,只有一个利用浓硫酸吸水性作干燥的洗气装置,学生缺乏对浓硫酸吸水作用的直观感受,对此,教师可设计如右装置进行实验:将两片用水浸湿后的滤纸,分别用两铁丝勾上,随即把橡皮塞塞紧,过15分钟左右,取下橡皮塞.对此两片滤纸,可以看到瓶内滤纸变干,从而证明了浓硫酸的吸水性。当学生看到这些新鲜有趣的演示实验,兴趣盎然,创新精神也随之萌发。
2 改验证性实验为探索性实验,培养学生创新品质
中学化学实验采用伪方法有两种:一种是验证性实验,另一种是探索性实验。先尝试实验,然后在观察实验的基础上,通过科学抽象的逻辑思维,自己概括归纳实验现象,分析实验数据,从而揭示出物质变化特点及其规律。
两种实验方法之间差异分析见下表
验证性实验方法探索性实验方法
1.告诉学生详细实验步骤1.告诉学生如何进行探索的步骤
2.告诉学生结论2.不告诉学生的结论
3.努力获得所需结论3.努力探索结论
4.教师依据学生接近结论程度给予评价4.教师依据各组根据和学生书面解释程度给予评价
通过多年教学实践,笔者认为:探索性实验教学方法是探索性教学模式在实验教学的具体应用。教师在培养学生创造能力和严谨求是科学创新品质,培养学生善于运用科学的学习方法和主动积极参与学习过程,发展全面素质方面,采用探索性实验教学方法可以起到验证性实验教学方法不能起到的作用。
例如:高中化学硝酸的氧化性探索性实验教学程序如下:
2.1 提出问题:请同学们思考该实验的设计思想是什么?为什么选铜作样本与浓、稀硝酸反应?那么铜与浓稀硝酸反应的实验现象又有什么显著区别呢?
2.2 尝试实验:学生在上述问题的启迪激发下立即产生一种急于求知的欲望。随即,教师要安排学生分组进行铜与浓、稀硝酸反应的实验(此实验原为教师的演示实验)。学生实验前教师应讲清该试验的操作程序和注意事项并作好观察记录。
2.3 观察记录:
铜与浓、稀硝酸反应实验记录
10ml 12mol/L、HNO3加1克铜10ml 4mol/L、HNO3加1克铜
铜片表面铜片表面立刻产生气泡,最后铜片全部溶解铜片表面产生气泡,最 后铜片全部溶解
溶液颜色变化溶液由无色变绿色,并逐渐加深溶液由无色变蓝色,逐渐加深
反应速率变化开始较慢较慢,30s左右突然加快开始慢一段时间后反应有所加快.后又减慢
试管上部空间气体颜色变化很快变红棕色,后阶段颜色更深开始淡红棕色,后成无色,试管口变红棕色.
试管外壁触觉变化反应后触摸发烫反应后触摸温热
比较表中实验现象引导学生剖析其中的差异点.即:
(a)为什么浓硝酸跟铜片反应后得绿色溶液,而稀硝酸跟铜片反应后得蓝色溶液呢?学生最初提出可能是Cu2+浓度差异的,但溶液体积相同,反应掉铜片质量相等,很容易排出这种可能性。联系NO2能溶于硝酸溶液,NO不溶于水,推测“绿色”是Cu2+、NO2混合于溶液中造成的。
(b)、为什么反应速率“慢快慢”的变化?引导学生从浓度、温度、催化剂三方面入手分析,得出反应速率由“慢-快-慢”的变化是多种因素综合影响的结果。
(c)、为什么试管上部颜色变化有明显差异?
(d)、为什么反应后触摸试管外壁热感不同?
从上面“由表及里”的剖析后,就可引导学生总结归纳。
2.3 归纳结论:①浓、稀硝酸都有强氧化性,且浓度越大氧化性越强;②绝大多数金属能被硝酸氧化,且变价金属一般能氧化为高价态;③硝酸浓度不同可生成不同的还原产物.一般浓硝酸生成NO2,稀硝酸生成NO,一般不产生H2;4、应用拓展:讨论,将浓稀硝酸加入下列物质中会产生什么现象,并写出离子方程式。甲基橙指示剂并微热;木炭并加热;Na2SO4、NaI和FeSO4溶液;學生讨论回答后,由教师指导评价。
在以上整个过程中,学生亲自参与发现问题,探索问题,解决问题,这既培养了学生的自信又培养了学生的创新思维。
3 引导学生设计实验,激活学生的创新思维
在化学教学中,通过引导学生设计实验,学生的创新思维可以得到“活化”和发展。以高三教材原电池为例,教师在做了教材中的演示实验后,补充下面实验:把2mol/LNaOH溶液分装在两个试管中,然后分别投入纯铝片和表面沉积有铜的铝片各一片,观察所发生的现象。后者产生气泡速率比前前者快,在这基础上向学生提出下列问题:“能否设计出比较活泼的金属作正极、不活泼的金属作负极的原电池?”原电池中活泼金属作负极、较不活泼金属作正极,这是学生熟知的.所以问题一提出,马上有学生认为不可能设计出这样的原电池。但也有学生联系教师补充实验展开了联想,联想中创造性思维火花产生了,提出了以下方案:
(a)镁、铝作电极,浸入NaOH溶液中,镁的金属活泼性虽比铝强,但镁不跟NaOH溶液反应,所以铝作负极、镁作正极。
还有学生联想到铝遇冷浓HNO3钝化,又设计出另一种方案:
(b) 铝、铜作电极,浸入浓HNO3溶液中,铝的金属活泼性虽比铜强,但铝被浓HNO3钝化作正极,铜作负极。
用电流计验证,果然符合。化学实验诱发学生突破常规,跳出原有知识的框框,能使学生的思维激活到最佳状态,学生的创造能力也得到了培养和锻炼。
4 组织开展课外活动,锻炼学生的创新实践能力
要培养学生的创新精神,开发学生的创造智力,仅在课堂教学内进行是不够的,还必须注重把课内所学的知识方法,在课外参与实践,才能获得终身受益的创造能力。
化学课外活动主要是组织开展家庭小试验和社会服务实践活动。在家庭小实验活动中,学生思维不象在课堂上受到限制,学生可以充分、自由的发挥想象力,根据自己的兴趣爱好设计实验方案,进行探究活动。这对培养学生的独立创造能力大有好处。在家庭小实验活动中,教师还应该进行适当的指导和点拨。如实验药品、器具的可取性、成功性的大小、实验的安全性、观察方法(观察的思路、顺序),实验的操作步骤方法等。此外在每次活动结束后,应安排学生间相互交流,这对启发学生创造能力有很大的帮助。对于社会实践服务活动,应根据本地特点来进行。学生通过为社会服务活动不仅增强了环保意识,而且还锻炼了自己的创新实践能力。
总之加强和改进实验教学方法,努力挖掘实验潜能,进一步优化实验教学,是培养学生的创新精神和创造能力的有效途径之一。
【关键词】 创新意识;创新品质;创立新思维;创新实践能力
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128(2010)07-0045-02
创新教育是时代的呼唤,如何开发和培养学生的创新能力,造就一批又一批具有创新的高素质人才,是当今教育改革的重大课题,也是化教育改革的一个重要方向。作为化学教学的基础——实验,它以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生创新素质方面发挥着独特的功能和作用。化学教师要充分利用这个优势,加强和改进实验教学方法,努力挖掘实验教学的潜能,从而达到培养学生的创新精神和创造能力的目的。本文拟从中学化学的角度来谈谈这方面的认识和实践。
1 创设演示实验,唤起学生的创新意识
化学教学中,教师适当创设一些演示实验。不仅能弥补教学内容的某些缺憾,帮助学生理解化学知识,而且还能培养他们不迷信课本,敢于对科学方法进行创新的精神,从而唤起学生的创新意识。例如:在学习二氧化碳和氢氧化钠溶液反应时,这个反应没有明显的实验现象,从观察的角度讲,学生无法判断这个反应是否发生,为了帮助学生理解,可设置这样一个实验,选取一个健力宝塑料瓶,使其充满二氧化碳气体,然后往瓶内汪入50毫升氢氧化钠饱和溶液,立即用塞子塞紧,振荡片刻,这时,可观察到塑料瓶奇迹般的瘪了下去,并发生塑料瓶被大气压迫而产生的“啪” “啪”响声,通过这个实验使学生体验到二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。又如,高一化学教材中介绍浓硫酸的吸水性时,没有安排演示实验,只有一个利用浓硫酸吸水性作干燥的洗气装置,学生缺乏对浓硫酸吸水作用的直观感受,对此,教师可设计如右装置进行实验:将两片用水浸湿后的滤纸,分别用两铁丝勾上,随即把橡皮塞塞紧,过15分钟左右,取下橡皮塞.对此两片滤纸,可以看到瓶内滤纸变干,从而证明了浓硫酸的吸水性。当学生看到这些新鲜有趣的演示实验,兴趣盎然,创新精神也随之萌发。
2 改验证性实验为探索性实验,培养学生创新品质
中学化学实验采用伪方法有两种:一种是验证性实验,另一种是探索性实验。先尝试实验,然后在观察实验的基础上,通过科学抽象的逻辑思维,自己概括归纳实验现象,分析实验数据,从而揭示出物质变化特点及其规律。
两种实验方法之间差异分析见下表
验证性实验方法探索性实验方法
1.告诉学生详细实验步骤1.告诉学生如何进行探索的步骤
2.告诉学生结论2.不告诉学生的结论
3.努力获得所需结论3.努力探索结论
4.教师依据学生接近结论程度给予评价4.教师依据各组根据和学生书面解释程度给予评价
通过多年教学实践,笔者认为:探索性实验教学方法是探索性教学模式在实验教学的具体应用。教师在培养学生创造能力和严谨求是科学创新品质,培养学生善于运用科学的学习方法和主动积极参与学习过程,发展全面素质方面,采用探索性实验教学方法可以起到验证性实验教学方法不能起到的作用。
例如:高中化学硝酸的氧化性探索性实验教学程序如下:
2.1 提出问题:请同学们思考该实验的设计思想是什么?为什么选铜作样本与浓、稀硝酸反应?那么铜与浓稀硝酸反应的实验现象又有什么显著区别呢?
2.2 尝试实验:学生在上述问题的启迪激发下立即产生一种急于求知的欲望。随即,教师要安排学生分组进行铜与浓、稀硝酸反应的实验(此实验原为教师的演示实验)。学生实验前教师应讲清该试验的操作程序和注意事项并作好观察记录。
2.3 观察记录:
铜与浓、稀硝酸反应实验记录
10ml 12mol/L、HNO3加1克铜10ml 4mol/L、HNO3加1克铜
铜片表面铜片表面立刻产生气泡,最后铜片全部溶解铜片表面产生气泡,最 后铜片全部溶解
溶液颜色变化溶液由无色变绿色,并逐渐加深溶液由无色变蓝色,逐渐加深
反应速率变化开始较慢较慢,30s左右突然加快开始慢一段时间后反应有所加快.后又减慢
试管上部空间气体颜色变化很快变红棕色,后阶段颜色更深开始淡红棕色,后成无色,试管口变红棕色.
试管外壁触觉变化反应后触摸发烫反应后触摸温热
比较表中实验现象引导学生剖析其中的差异点.即:
(a)为什么浓硝酸跟铜片反应后得绿色溶液,而稀硝酸跟铜片反应后得蓝色溶液呢?学生最初提出可能是Cu2+浓度差异的,但溶液体积相同,反应掉铜片质量相等,很容易排出这种可能性。联系NO2能溶于硝酸溶液,NO不溶于水,推测“绿色”是Cu2+、NO2混合于溶液中造成的。
(b)、为什么反应速率“慢快慢”的变化?引导学生从浓度、温度、催化剂三方面入手分析,得出反应速率由“慢-快-慢”的变化是多种因素综合影响的结果。
(c)、为什么试管上部颜色变化有明显差异?
(d)、为什么反应后触摸试管外壁热感不同?
从上面“由表及里”的剖析后,就可引导学生总结归纳。
2.3 归纳结论:①浓、稀硝酸都有强氧化性,且浓度越大氧化性越强;②绝大多数金属能被硝酸氧化,且变价金属一般能氧化为高价态;③硝酸浓度不同可生成不同的还原产物.一般浓硝酸生成NO2,稀硝酸生成NO,一般不产生H2;4、应用拓展:讨论,将浓稀硝酸加入下列物质中会产生什么现象,并写出离子方程式。甲基橙指示剂并微热;木炭并加热;Na2SO4、NaI和FeSO4溶液;學生讨论回答后,由教师指导评价。
在以上整个过程中,学生亲自参与发现问题,探索问题,解决问题,这既培养了学生的自信又培养了学生的创新思维。
3 引导学生设计实验,激活学生的创新思维
在化学教学中,通过引导学生设计实验,学生的创新思维可以得到“活化”和发展。以高三教材原电池为例,教师在做了教材中的演示实验后,补充下面实验:把2mol/LNaOH溶液分装在两个试管中,然后分别投入纯铝片和表面沉积有铜的铝片各一片,观察所发生的现象。后者产生气泡速率比前前者快,在这基础上向学生提出下列问题:“能否设计出比较活泼的金属作正极、不活泼的金属作负极的原电池?”原电池中活泼金属作负极、较不活泼金属作正极,这是学生熟知的.所以问题一提出,马上有学生认为不可能设计出这样的原电池。但也有学生联系教师补充实验展开了联想,联想中创造性思维火花产生了,提出了以下方案:
(a)镁、铝作电极,浸入NaOH溶液中,镁的金属活泼性虽比铝强,但镁不跟NaOH溶液反应,所以铝作负极、镁作正极。
还有学生联想到铝遇冷浓HNO3钝化,又设计出另一种方案:
(b) 铝、铜作电极,浸入浓HNO3溶液中,铝的金属活泼性虽比铜强,但铝被浓HNO3钝化作正极,铜作负极。
用电流计验证,果然符合。化学实验诱发学生突破常规,跳出原有知识的框框,能使学生的思维激活到最佳状态,学生的创造能力也得到了培养和锻炼。
4 组织开展课外活动,锻炼学生的创新实践能力
要培养学生的创新精神,开发学生的创造智力,仅在课堂教学内进行是不够的,还必须注重把课内所学的知识方法,在课外参与实践,才能获得终身受益的创造能力。
化学课外活动主要是组织开展家庭小试验和社会服务实践活动。在家庭小实验活动中,学生思维不象在课堂上受到限制,学生可以充分、自由的发挥想象力,根据自己的兴趣爱好设计实验方案,进行探究活动。这对培养学生的独立创造能力大有好处。在家庭小实验活动中,教师还应该进行适当的指导和点拨。如实验药品、器具的可取性、成功性的大小、实验的安全性、观察方法(观察的思路、顺序),实验的操作步骤方法等。此外在每次活动结束后,应安排学生间相互交流,这对启发学生创造能力有很大的帮助。对于社会实践服务活动,应根据本地特点来进行。学生通过为社会服务活动不仅增强了环保意识,而且还锻炼了自己的创新实践能力。
总之加强和改进实验教学方法,努力挖掘实验潜能,进一步优化实验教学,是培养学生的创新精神和创造能力的有效途径之一。