优化化学实验教学培养学生创新能力,本文主要内容关键词为:培养学生论文,创新能力论文,实验教学论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
化学是一门以实验为基础的学科。化学实验不仅是学生获取感性知识的过程,更是培养学生创新能力的有效途径。本文就个人的教学实践谈几点粗浅的认识。
一、开发实验资源,培养创新意识
创新意识是创新人才必备的素质。创新意识的培养应贯穿于整个教学过程中。教师在把握教学内容的基础上应精心设计有利于培养学生创新意识的切入点。
(1)借助化学史实,激活学生创新意识
化学史上的经典实验均包含着科学家精巧的设计、独到的方法、严谨的科学态度和孜孜不倦的创新意识。如:在讲纯碱时,介绍著名的侯氏制碱法的发明过程;在讲空气时,介绍化学家如何发现空气的成份实验。从而引导学生去追溯化学家思考研究的源头,并通过分析、归纳实验的设计思想,探究设计者完成这一实验可能的思维方法和过程,给学生相应的创新思维的熏陶,激活学生的创新意识。
(2)创设化学实验情景,优化创新思维过程
教师应以“稚化思维”、“心理换位”来设计教学过程,使学生的思维活动充分展开。当学生的思维活动和结论不在教师所设计和期望的轨道上时,教师应积极创设实验条件,为学生思考、探索提供开放的空间。如高二化学新教材中对《水的电离》表述如下:“精确的实验表明:水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离生成”。学生往往对“精确的实验”、“极弱的电解质”、“电离生成”提出质疑。教师用实验探究的方法进行教学。通过导电实验观察到灯泡不亮,但灵敏电流计指针发生偏转,证明纯水是极弱的电解质;通过石蕊试液不变色,用pH试纸测出pH为7,证明纯水不呈酸性,而呈中性,因而推导出水电离不生成。
二、加强实验探究,培养创新思维
在化学的学习过程中,知识与技能的迁移并不是简单的对已有的知识、经验进行“移位”或机械模仿,而是需要在面临新的问题情境时,能迅速找出新旧知识之间的联系,确定解决问题的方法。在实验教学中,教师应从科学方法的角度认真指导学生理解掌握实验操作的每一个步骤和方法。而不是死记硬背,照方抓药,对不明显或异常的实验现象应鼓励学生进行仔细剖析,找到问题的原因。创新能力的培养需要创造性的教与学。教师在实验教学中应具有实验创新精神,加强实验研究,同时为学生提供更多的实验探究机会。因为,探究性实验比验证性实验有更广阔的活动空间和思维空间,可以激发和满足不同层次学生的探索和创新欲望。教师若选取适宜的实验探究主题,层层设计好一系列有针对性、启发性的问题,可有效地引导学生在运用知识的探索过程中有所“创新”地解决问题。
图1
例如铜与稀硝酸反应这个实验,由于反应生成的NO极易与空气中的化合生成红棕色的气体,学生难以观察到应有的实验现象。通过对实验装置的改进(如图1),就可以克服上述缺点。打开分液漏斗活塞,用稀硝酸装满U型管,将管内空气排除,然后关闭活塞进行反应,生成的NO气体将稀硝酸排入右端的漏斗中,避免了生成的NO气体与空气中接触的可能,而且将NO气体的制备与性质融为一体。既可以清楚地看到实验的主要产物——无色不溶于水的NO气体和蓝色的硝酸铜溶液;当打开分液漏斗的活塞时,又可演示NO与反应生成红棕色气体,避免了气体对空气形成污染,且该装置能重复使用。经过实验改进,既弥补了书上实验的不足,满足了学生渴望成功的心理,又提升了创新能力。
另外,对于学生想做的一些探究性实验,可先让他们去查阅有关资料并补充相应的知识,然后对学生进地指导,鼓励学生自己提出独到的见解,让学生设计好可行的实验探究方案,开放实验室,在实验安全的前提下,放手让他们独立实验。
三、引导实验设计,培养创新能力
在化学实验教学中,教师要引导学生在运用知识去探索的过程中有所创新地解决问题。强化实验设计性教学,引导学生根据实验目的和原理自行设计实验,自己去发现问题,使学生在实验过程中变被动为主动,使学生在实验技能、知识应用、分析问题及解决问题等诸多方面的能力得到训练。
例如,开展“一器多用”的训练,使学生学会选用化学基本仪器,进行实验装置的设计。如根据启普发生器原理设计制取气体的简易反应装置,根据气体溶解气压变化设计喷泉实验,设计一套与课本相似又不同于课本的实验装置等等。通过训练,打破了学生对仪器使用的常规思路,有利于创新思维的培养。
又如,在实验教学中,训练学生根据同一实验目的,自行选择药品和仪器,进行实验方案的设计。如利用金属、酸、碱等试剂制备氢氧化铝,有多少种制备方法?并说明实验原理,也可以限定实验药品,要求学生开展发散性实验设计,看最多能设计出多少个不同类型的探索性实验。如由下列药品:冰醋酸、氢氧化钠、蒸馏水、pH试纸、石蕊试液,请设计尽可能多的实验。还可以由老师提出问题由学生定向设计,如设计一个制取氢氧化镁并证明“能溶于浓的氯化铵溶液而不溶于稀的氯化铵溶液”、“氢氧化镁溶于浓的氯化铵溶液的原因”的实验。这些问题要求学生具有综合运用知识的能力和创新能力。学生通过综合运用,广泛联系,提出多种可能的实验方案,然后组织学生讨论,鼓励他们多角度、多层次,对各种方案进行合理评价,对合理的方案安排学生亲自操作。在整个训练过程中,学生思维的独创性、发散性、灵活性就会得到强化,创新能力得到优化。
综上所述,通过化学实验教学的各个环节去培养学生的创新能力,有着其他电教手段无法替代的、独特的作用。创新能力的培养需要教师努力挖掘和发挥实验教学在创新教育中的潜能与作用。