化学实验中创新思维能力的培养

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  培养创新思维能力是时代对教育提出的要求,化学是一门以实验为基础的自然科学,实验教学对化学教学起着不可替代的重要作用,因此可以以实验为载体对学生进行创新思维能力的培养.
  一、重视实验观察——培养创新思维能力的基础
  科学观察是有目的、有计划、比较持久的知觉.在化学实验方法中,科学的、全面的观察尤其具有特殊的关键作用.观察应讲究方法,善观察者,可以见常人未所见,不善观察者,虽如入宝山也会空手而归.化学实验中,观察应包括教师的演示实验和学生的分组实验,为了使化学实验中的观察能有卓有成效地培养学生的创新思维能力,要求观察活动必须如下几个方面.
  1.准确性
  观察需要有认真仔细的科学态度,对一些定性的要求“定性”准确,对定量的研究则要求必须有足够的准确度.这样可以避免一些重要的发现从眼皮底下溜走.例如,在探究反应前后物质质量的改变时,要准确称量反应前后各物质及所用仪器的质量,这样才能得出正确的结论——质量守恒定律.
  2.敏锐性
  要善于抓住哪些稍纵即逝的化学现象,尤其是那些看起来有些“反常”的现象.如,居里夫人在研究元素铀的放射性时发现,铀矿石的放射性比提纯后的铀化合物的放射性更强.于是预言在未提纯的铀矿石中肯定有一种新的元素的放射性更强.为此居里夫妇花了4年时间,从8吨沥青铀中提炼出0.1克的新元素的氯化物,并以极少量的纯化合物测出了新元素的相对原子质量为235,这就是元素镭.居里夫人为此也获得了诺贝尔化学奖.因此抓住这些反常现象,并追溯其产生的原因,常常可以得到一些意外的收获.
  3.全面性
  良好的观察力要求有目的、有计划、系统、精确而全面的进行观察.任何一种事物不仅它本身具有一定的内在联系,而且各种事物之间也存在一定的联系.例如,我们在观察镁带在空气中燃烧时,不仅要看到其发光、放热、生成白色固体,同时也要能注意在镁带的上方产生的一缕白烟,有没有火焰等.
  二、重视实验分析——培养学生创新思维能力的有效途径
  实验分析实际上就是运用比较、分析、综合、抽象、概括等思维方法,对感性材料进行去粗存精,去伪存真的思维加工过程.通过实验观察获得信息后,就要去分析为什么会产生这些事实?这些事实说明了什么?学生在不断经历分析过程中,能感悟到创新思维的技巧,在解决问题的同时,接受了新的思维方法的培训.
  学生在思考问题时,常常会产生思维定势.这样势必会束缚学生的思维,压抑和阻碍学生创新思维能力的发展.因此在分析时,教师要鼓励学生敢于向常规思维模式挑战,能大胆设想,另辟蹊径拓展思维角度、变换思路,确立一个新的思维活动状态.例如,SO2漂白性实验,SO2通入品红溶液中,溶液由红色变为无色,加热后,又恢复成原来的红色.如果将导管从NaOH溶液中取出,重复上述实验,结果却大不一样了.品红溶液褪色后,将其加热,无色溶液却不再变为红色.如果按照常规围绕SO2展开思考,在师生共同讨论的基础上,得出正确的答案:导管上粘有NaOH溶液和品红生成了无色的新物质.
  三、重视实验操作——培养学生创新思维能力的重要手段
  1.增加实验操作的探索性
  教材绝大部分实验为验证性实验,已不能充分激发学生的学习兴趣和热情,一切现象和变化都在预料之中,学生不能充分发挥创新思维,激发不起学生去积极思考.若教师在学生实验中适当增加一些探索性内容,让学生以研究的态度对待这些实验, 这样学生就会全身心地投入,通过自己的创造性思维来完成探究活动,自己的创新思维能力会得到锻炼和培养.如在铁钉与CuSO4溶液反应实验后可增加3个实验:(1)Na与CuSO4溶液置换反应可否置换出Cu?(2)Na与FeSO4溶液反应有何现象?(3)室温下把铁钉放入盛浓H2SO4的烧杯中一段时间后取出洗净,然后放入CuSO4溶液中有何现象?面对这些疑问,学生激情高涨,思维会异常活跃,不仅激发了学生对实验操作的兴趣,更有助于创新思维能力的培养.
  2.增加实验操作的创新性
  创新是道前人所未道,想前人所未想,或补他人之不足.它具有新颖性、灵活性等特点,它能激发学生的参与意识,活跃学生的思维,它要求学生以新奇、独特的角度去发挥自己的创新思维能力,教师应抓住学生的好奇、参与意识,创设情境并及时因势利导,让学生进行实验创新活动,使学生有所发现、有所发明、有所创造.根据化学实验的特点,可引导学生进行以下方面的实验创新,从而达到培养创新思维能力的目的.(1)实验原理创新.如制取O2的实验,要求学生尽可能用挑剔的和批判的眼光去发现用KClO3制取MnO2、制取O2所存在的缺陷,引导学生根据实验原理设计更为合理的实验方案.通过比较,发现用H2O2分解制取O2,不但产物纯度高,且安全、简便、快速.
  (2)实验装置创新.如Cu与HNO3的反应,放在试管中反应药品浪费多,且产生的有毒气体污染环境.通过让学生联想块状固体和液体反应制取气体发生器,这样可以防止药品浪费.(3)实验方案创新.对于教材中没有的实验,教师应鼓励学生勇于开拓创新,在遵循科学、安全、可行的原则下,让学生各自发挥自己的聪明才智,探索各种合理的方法,设计各种可行的方案.
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