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加强化学实验教学培养学生创新能力
时间:2021-09-27 10:56:21 来源: 作者:吴振华 访问次数:
加强化学实验教学培养学生创新能力
华龙区第三中学 吴振华
化学实验是化学教学的基础。它再现化学现象,激发学生兴趣,并由此进行理论分析,综合和概括、提示现象本质,形成概念、掌握理论。通过化学实验启发学生由“观”生“趣”、由“趣”生“疑”、由“疑”导“思”、由“思”得“知”,既开发学生智力,又培养学生能力。因此,在化学教学中应牢牢把握以实验为基础这一重要环节,通过实验去引导、激发学生的思维,培养学生的观察能力,动手操作能力和创新能力,提高化学教学质量。
一.利用实验现象,激发学生兴趣
兴趣是学习的原动力。浓厚的学习兴趣会使学生产生积极的学习态度,并以渴望和愉快的心情去学习,探究知识。而化学实验现象正具有直观、生动、鲜明形象等特点,是其它学科无法比拟的教学手段。化学实验中的奇幻现象,会使学生对化学产生浓厚的学习兴趣,它是学习动机中最现实,最活泼得心理成分,是学习动力的源泉。有了这种兴趣,学生就会全神贯注、积极思考。因此,教师要充分利用化学实验,激发学生学习化学的兴趣和探索化学奥秘的强烈求知欲。
如在演示氢氧化亚铁制备的实验中,先在试管里注入新制的硫酸亚铁溶液,再将吸有氢氧化钠溶液得胶头滴管插入试管内溶液的液面下,逐滴加入氢氧化钠,即可看到白色絮状沉淀生成,并迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。这个实验的现象比较多,学生的积极性立即被调动起来。进而再引导学生自己提出疑问。本实验有哪些特别之处呢?归纳起来有这样几点:1. 硫酸亚铁溶液是新制的,2滴管要插入溶液的液面下,3.实验中颜色变化较多。针对这些问题,组织学生展开讨论,最后在教师的指导下得出结论。通过实验,使学生的多种感官处于兴奋状态,这种状态下学习的知识记忆深刻,掌握牢固。
当然,还要注意,兴趣并非一经产生就能持续稳定,这就需要教师加强实验教学,不断激发、强化学生的学习兴趣。教材中许多试验,如镁带燃烧,铜丝在氧气中的燃烧,氢气和氯气的混合气在光照条件下的爆炸,化学实验中产生的种种神奇现象都可以激发学生的学习兴趣和求知的欲望,从而使学生暂时的浅层兴趣逐渐转化为较深层的稳定兴趣。由“要我学”变成“我要学”,使学生的主观能动性得以发挥,达到教育面向全体学生的目的。
二.改变实验教学方式,培养学生的创新能力
培养学生的创新意识和创新精神的前提,就是要培养学生的主体意识和自主精神,而传统的实验教学方式无法更好的完成这样一个使命。为了充分发挥学生学习的主动性和积极性,增强学生的主体意识和自主精神,真正把培养学生的创新能力落到实处,我们有必要改变传统的实验教学方式为探究性实验教学方式。
探究性实验教学方式是以问题为核心的教学。这种实验教学方式,为学生提供了发现问题和解决问题的机会,与之对应的学习是始于问题,推进于问题,归结于问题。学生在问题中搜集、查阅大量的资料,寻求解决的途径;在问题中设计解决问题的试验方案;通过实验进行观察、试验……最后经过自己的努力将问题解决。可见,采用探究式实验教学方式,能促进学生自主、能动地观察实验现象,从中发现问题并设计试验方案来设计它,激励他们用学过的知识来解决问题或发现新的规律等,在此过程中,学生的能力特别是创新能力得到了很大的发展。因此,在实验教学中,学生的验证性实验向探究性实验的转变,对发展学生的多种能力尤其是创新能力具有更重要的意义。
探究性实验教学方式的程序
探究性实验教学方式通常按“实验—问题—讨论”或“问题—讨论—实验—结论”的程序进行教学。以学习二氧化碳的用途为例:教师没有预先明确地告诉学生二氧化碳是绿色植物发生光合作用的原料之一,而是先做了个对比实验,如下所示:
NaOH溶液
实验的过程是教师指导学生将甲、乙两个装置同时放在黑暗处一昼夜,然后一起放到阳光下。几小时后学生检验发现:甲装置中植物的叶片有淀粉生成,而乙装置中植物的叶片却没有淀粉生成。根据常识,学生知道,甲装置的绿色植物在阳光下进行了光合作用,而装置中没有发生光合作用,所以没有淀粉生成。那么什么原因导致两种装置的不同结果呢?提出了这样的实质性问题后,他们展开了激烈的讨论,最后一致认为,甲、乙两个装置的区别是乙装置中多了一个盛有NaOH溶液的烧杯,那么一定是NaOH再“起作用”;谈论之后,他们断定NaOH吸收了乙装置中的CO2才致使该装置中的绿色植物不能发生光合作用。然后再实验再讨论,最终共同得出有关的结论:绿色植物进行光合作用不仅需要光,还需要另外的一个重要原料:CO2。通过这种方式的学习,学生对实验充满了兴趣,而且还主动要求参加试验方案设计小组,一个个充满创意的试验方案接踵而来,创新动机得到了很好的激发。
2. 开展探究性实验,培养学生的发散性思维和创新能力
发散性思维是创造性思维的主要形式,它可以打破思维定势,进行创意性的思维活动。在化学实验教学中要注重引导学生有意地去设计探究性实验,发展学生的发散性思维,从而促进学生创新能力的发展。通过对实验的设计和探究,一方面能从探究过程中透过各种实验现象认识事物的本质属性,并通过本质属性来想象、推理、认识和掌握事物的普遍规律和特殊规律;另一方面,可以摆脱陈旧框架的束缚,充分发挥想象力,开创新的、多角度的探索方向和研究方法,提出新的假设或理论,培养学生的探索与创新能力。
以食盐水溶液和水的鉴别为例:学生在学完溶液后教师可以让学生探究这个实验,要求学生通过探究将两种物质区别开来。学生起初会从已有的知识结构来考虑,他们首先想到的可能是溶液与水的区别,溶液中既有溶质又有溶剂,而水中没有溶质,根据这个不同点,可以通过蒸发将二者区别开。另外有的学生则利用了溶解度的知识点,生活经验告诉他们一杯水中不可能无限地溶解食盐,那么在同等条件下会首先析出晶体的必定是食盐水溶液,这样他们也可以将两种物质区别开。还有食盐是我们生活中常见的、不可或缺的调味品,比如我们吃的咸菜就主要是食盐制成的,经过食盐腌制的咸菜都变的“蔫”了,这个生活经验也是学生的设计灵感之一,既然食盐可以使蔬菜变蔫,那么他们可以将同样新鲜的蔬菜同时放入食盐水溶液和水中,看哪个先变蔫,先变蔫的肯定是食盐水溶液。其实在这个实验中学生设计的方案很多很多,当然有的是根据自己的认知结构来设计的,而有的可能已经超出了这个范围,而是从自己的生活经验出发来设计的,虽然他们在设计和探究这种鉴别方法的时候还未学到这些知识,也不一定能解释它的原因,但生活经验给了他们启示,当然也会激励他们去探究其中的原因。这样的实验教学方式不仅充分培养了学生的学习兴趣调动他们的学习积极性,而且还培养了他们的发散性思维。锻炼了他们突破“陈规”的勇气,使学生考虑问题时思路开阔、想法新奇;善于从不同角度、不同方向去思考,去探索,从而发表自己独特、新颖的见解促进了创新人格的培养。
三.合理设计实验,培养学生动脑、动手能力。
俗话说“百闻不如一见,百看不如一验”。在课堂教学中让学生自己根据问题去做实验,归纳实验现象,作出分析、判断,这是启发学生积极思维的有效途径。
例如,教师可设计这样的问题:有两瓶失去标签的硫酸铝和氢氧化钠溶液,不用其他任何试剂能否鉴别?学生思考后回答:不用其他任何试剂,可通过相互滴加,滴加过程中,根据实验现象的不同,即可鉴别。这时教师可指导学生对两瓶溶液进行编号,分别为1号、2号,让学生自己动手实验,观察并分析实验现象。学生通过实验发现:把1号溶液加到2号溶液,立即有白色絮状沉淀生成,随着 1号溶液的滴加,沉淀量逐渐增加,沉淀增多到一定程度又开始溶解,最后消失;把2号溶液加到1号溶液,开始有白色沉淀生成,但沉淀立即消失,当2号溶液继续滴加到一定量之后,出现絮状白色沉淀不再溶解。对于这些实验现象,教师可和学生一起分析原因,再结合有关反应式,学生可得出这样的结论:1号溶液为氢氧化钠溶液,2号溶液为硫酸铝溶液。
由上述实验还可得出这样的结论:有些化学反应,由于滴加试剂顺序不同,便有不同的反应现象。由此类推,可联想到硝酸银溶液和氨水的反应,偏铝酸钠和盐酸的反应等等。通过这种教学方法,不仅可培养学生的动手能力,而且还可充分激发学生的发散性思维,对于学生分析问题,解决问题能力的提高起到了事半功倍的作用,使学生对知识的掌握由感性认识上升到理性认识。
四.加强实验创新,开发学生的变更性思维潜能。
通过实验的创新,不仅可促进学生对反应原理进行再认识,对实验装置的再设计,而且在此过程中还可开发学生的创新潜能,培养学生的创新能力和创新精神。
创造性思维不仅要求思维的数量,还要求思维的深度和灵活性,即思维的变通性。实验创新教学则是培养创造性思维和创造能力的基础。因此,教师通过创新实验,从多方面训练学生的思维品质,使学生能独立、自觉地运用所给问题的条件,并作出新的变换和组合,强调从不同角度思考问题,寻求解决问题的种种正确答案和最佳方法,培养学生的灵活应变能力。例如:我给出常见装置(如左图):要求学生进行思考:从不同角度看,该装置可以有哪些不同的用途?学生们表现出浓厚的兴趣,纷纷发表自己的看法,最后归纳出了如下多种用途:⑴作向上排空气发收集气体装置;⑵作向下排空气发收集气体装置;⑶作排水集气装置;⑷作洗气装置;⑸作储气瓶;⑹作缓冲瓶(安全瓶);⑺左管外接量筒—作气体体积测量装置;⑻作反应容器;⑼作喷泉实验装置等等。
由此可见,在实验创新活动中多问几个“如何”,多变换一些“类别”,使学生对设计中涉及到的“因素”有了变通性的认识,克服思维定势,思维就会越来越有深度,既开发了学生的变通性思维潜能,同时也培养了创造力。
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