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在化学实验教学中着力培养学生的创新能力

浏览次数:1742   发布时间:2005-09-07
创新为核心的素质教育来实现。因此,在化学教学中向学生传授基础知识、培养基本技能的同时,必须高度重视开发学生的创新意识,培养学生的创新能力,提高学生的综合素质。
    化学实验是化学科学的灵魂,是学生认识化学世界的窗口,是学习化学的重要手段。实验有助于学生理解和巩固知识,培养实验能力,学习科学方法。由于通过实验能使学生受到从形象思维跨越到逻辑思维的训练,实践发散思维与聚合思维的相互统一,因此,实验教学更是培养学生创新能力的重要环节。但在化学实验教学的实际操作中,还存在着一些不尽人意的地方,使得化学实验教学的这种强大功能得不到充分的发挥。因此,有必要对化学实验教学模式和完善学生创新思维素质之间的相互关系进行探究。做实验的目的并不是让学生学会操作,更重要的是要求学生熟悉实验原理,突破教材的框框,大胆设想,寻找完成实验的最佳途径,抓住优化实验原理的设计、试剂和仪器的选择、反应条件的控制、操作过程等环节,有计划、有目的地引导学生进行自主探究,注重创新能力的培养。

    一、激励学生进行实验设计,培养学生的创新能力
    化学实验创新能力是以一定的知识和技能为基础,通过提出问题、分析思考、创新设计,从而达到解决问题的能力。因此,在培养学生创新能力的过程中,不能只是引导学生敢于冲破旧的条条框框,应积极引导学生多方位、多角度、多途径去思考问题,从引导学生对思维发散过程中所获取的各种信息进行分析、评价,集中主攻方向,从中找到相对最佳结果,从而达到培养学生的创新能力。例如,在一次证明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了反应的实验设计中,学生们共设计出了十几种方案,其中主要的有以下六种:
1、在装有氢氧化钠溶液的试管中,通入二氧化碳,再加入稀盐酸或稀硫酸,若有气泡产生,证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。
2、在装有氢氧化钠溶液的试管中,通入二氧化碳,再加入氢氧化钙溶液,若有白色沉淀产生,证明两者的反应。
3、把充满二氧化碳的试管倒插在装有氢氧化钠溶液的烧杯中,即可看到溶液上升到试管中(如图1)。
4、如在一个装饮料的塑料瓶中装满二氧化碳气体,然后,往其中滴入氢氧化钠溶液,盖好瓶塞,用力震荡,塑料瓶瘪了(如图2)。
5、拿一个玻璃管,在其一端套上一瘪气球,另一端插在充满二氧化碳气体烧瓶的单孔胶塞上,然后,往烧瓶中倒入氢氧化钠溶液,盖好瓶塞,用力震荡,烧瓶中的气球膨胀起来(如图3)。
6、用一根玻璃弯管,一端放入装有水的烧杯中,另一端插在充满二氧化碳气体的锥形瓶的双孔胶塞上,然后用分液漏斗往锥形瓶中滴入氢氧化钠溶液,看到烧杯中的导管里有水上升(如图4)。
    通过以上学生自己思考设计的实验,不但巩固强化了学生的基础知识,而且还要求学生自己去阅读和查找一些实验用的相关资料,自己动手找一些代用药品和仪器,并自己设计组装。正是这些过程,学生们既动了脑,又动了手,开阔了学生的视野,同时又激发了学生的创新意识,锻炼了学生的动手能力,培养了学生的创新能力。

    二、将部分演示实验改为师生共同参与实验,培养学生创新能力
    教材编写时考虑当时条件限制,演示实验多,学生实验少,化学实验教学时大多数是按教师演示实验——学生观察实验——教师引导学生得出结论——例题——课堂训练——课后巩固练习等程序,其效果是学生会应试而能力没有得到培养,因此,教师要创造条件,把部分演示实验改为师生共同参与实验,让学生多增加一些能自己动手、亲身体验的机会。例如,浓硫酸吸水性实验。浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性三个特性,学生往往闻名色变,在这种情况下,教师在引导学生注意安全情况的同时,根据有关反应原理,与学生共同选择实验仪器,设计好实验方案,师生共同动手做实验。
1、在托盘天平左盘上放一表面皿,倒入约15 ml的浓硫酸,在天平右盘内添加砝码,将天平调平,静置约15分钟,可看到天平指针向左倾斜约5小格。
2、如图5,在100 ml左右大试管内注入约15 ml的浓硫酸,插入装有2-3 ml饱和硝酸钾溶液的小试管,用橡皮塞塞紧大试管管口,静置约10分钟,可看到饱和硝酸钾晶体析出。
3、如图6,用小刀切一块富含水份的瓜果块,在天平上称其质量,用塑料绳固定,放入盛有10-20 ml浓硫酸的试剂瓶中,使瓜果块悬于距浓硫酸液面1-1.5 cm上方,塞上橡皮塞使试剂瓶密封,静置约20分钟,瓜果块有些萎缩,将瓜块取出,在天平上称量,其质量明显减少。
4、如图7,在大试管里注入10-15 ml的浓硫酸,用塑料绳象系称盘一样系一小塑料瓶盖,瓶盖直径小于试管直径,在瓶盖内放一块蓝色的硫酸铜晶体,悬放在距浓硫酸液面1-1.5 cm处,用橡皮塞塞紧试管口,静置5分钟,可见蓝色硫酸铜晶体表面有白色斑点出现,随着时间的延续,白点会越来越多越大,若停留2-3日,蓝色硫酸铜晶体会全部变成白色粉未。 
    实验中有一部分学生可能实验失败,未产生预期的实验效果,这时教师可引导学生分析其原因,找到失败的根源,培养其科学的研究问题方法。
    通过师生共同参与实验,在师生共同参与实验思考解决一系列的问题同时,拓展了学生的思维层面,培养了学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。正如教育家陶行知所说“教学做合一”,教师在“做上教”,学生在“做上学”,从而使“教学做”在“做”的基础上统一起来,使学生的眼、手、耳、鼻等有机结合,同时,实验还可以创造一种学生互相交流、合作、研究的愉悦气氛,使学生交流合作能力得到提高。创新意识、创新精神、创新能力的发展便落到实处。

    三、增强实验探究性,培养学生创新能力
    在中学化学实验中,属于探究性的为数不多,如果能在现有的条件下,适时适度增加一些探究性的实验,会大大提高学生的探究欲望,训练他们创新思维的发散性,培养他们的创新能力。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;另一方面可以充分发挥想像力,培养学生的探究与创新能力。例如,在室温下的饱和食盐水中放一个塑料小球,若要在不用外力的情况下使小球略上浮,你准备采取的具体方法有哪些?学生在学完有关的知识后就会想到小球上浮,与小球在水中受到的浮力有关,而浮力又与溶液的密度有关,学生通过发散性思考,并通过具体实验验证,集中得出了以下四种比较可行的方法 :
1、加入硝酸钾等(不反应的其它可溶性)晶体;
2、可加入密度比饱和食盐水大的其它可与食盐水混溶的溶液;
3、可加入硝酸银等(反应后使溶液质量和密度上升)晶体;
4、可在升高温度后加入氯化钠晶体,使溶液密度上升。
    在这一系列的思维活动中,学生的探究欲望得到了满足,创新动机与兴趣倍增,创新意识得到体现,当遇到困难挫折时会变化方式去研究,当顺利完成时会产生满意、快乐的体验,其创新精神得到升华。
    综上所述,培养创新精神是素质教育的重点,化学教育又是培养创新精神和实践能力的主渠道,而化学实验教学是化学教学中最生动、最活跃的组成部分,在培养学生创新能力和实践能力等方面具有独特的功能和作用。
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