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摘要:本着教学应该让每个学生在课堂中得到协调发展的宗旨,化学课堂应该转变教学观念,构建新型教学模式,培养学生的创新思维和创新能力。化学实验是化学课堂中必不可少的一个部分。化学实验在化学教学的创新教育中担负着不可替代的作用。
关键字:化学实验教学;创新性思维;创新能力;创新精神
文章编号:1008-0546(2010)06-0074-03中图分类号:G632.41文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.06.031
当前以素质教育为核心目标的要求,正是教育对人的创新精神的培养和创新潜能的挖掘,创新教育是创新人才和创新思想的源泉,创新教育的思想具有伟大的现实意义和深远的历史意义。让每个学生在课堂中均能得到协调发展,正是开展创新教育的必要手段。
化学新课程标准倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥化学学科自身的优势,将科学探究和创新能力的培养作为化学课程改革的核心,激发学生学习的主动性和创新意识,从而使化学教学不仅成为增长化学知识的过程,同时成为学生理解化学和进行科学探究和创造性思维培养的过程。
化学实验,包括利用实验器材进行的实验与理想化的实验。理想化的实验又叫假想实验,是人们在思想中塑造的一种理想过程,是逻辑推理的一种特殊形式,它以真实的科学实验为基础,以科学事实为根据,以逻辑法作为依据的。这些实验可以是由学生和老师共同完成的演示实验,也可以是由学生独立完成的化学实验,或是由学生直接观察的化学实验。
那么如何才能在化学实验教学中培养学生的科学探究能力和创造性思维,激发创新精神呢?
一、趣味实验,激活学生探究的欲望
兴趣是个体积极探究某种事物或进行某种活动,并在其中产生积极体验的心理倾向,也是人才成长的起点。学习兴趣是个体学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向。在实践中,兴趣对人的活动产生巨大的推动作用。浓厚的兴趣是学生刻苦钻研、勇于攻关的强大动力。学生只有对化学感兴趣,才能想学、爱学,才能学好、用好化学知识。
化学实验的趣味性,化学现象的神奇性,能对学生产生一定的诱惑,引发学生产生兴趣,激发学生探究。因此利用化学趣味实验可以激发学生探究的欲望。
如在新授初三化学第一章“开启化学之门”时,我安排了“魔棒点灯”、“空瓶升烟”等实验,把学生引入课堂,主动参与学习,从而激发学生思索、求知欲。又如在新授初三“燃烧与灭火”时,我先做了这样的实验:用酒精溶液浸湿的手绢放在酒精灯上点燃,手绢燃烧,产生熊熊烈火,而手绢完好无损,学生就觉得很奇怪,急于想知道原因。学生的学习欲望被充分调动起来后,我用收满O2的试管倒扣住放在50℃的温水中的白磷,一刹那,白磷剧烈燃烧发出耀眼的白光,随即浓厚的白烟充满整个试管,同学们看到“水火相融”的“奇观”,课堂气氛逐渐达到高潮。
二、问题情境,发散学生探究的思维
化学实验可以有效地激发学生的学习兴趣,那么,什么样的实验可以有效地激发学生的学习兴趣?同样一个实验,何时做、如何做、谁来做才能使效果更佳,更能有效地激发学生学习的兴趣,最终达到有效教学的目的呢?例如,在进行探究“水的组成”教学时,以悬念导入新课,激发学生学习兴趣。在讲新课前,先讲一个小故事:公元1677年11月19日在印度东南部安得拉邦马德里斯海港的水域里,一阵飓风过后,海面上掀起了一片通天大火,红浪滚滚奇异,告知学生学过、研究过这节课之后即可明理,从而激起了学生的求知欲。当展示一杯蒸馏水让学生观察归纳水的物理性质时,提出这样一个问题:冰的密度比水小,这对于水生动物有什么好处?假如冰的密度比水大,那世界又将会怎样呢?当活动与探究完“电解水的实验”时,提出水是由哪些元素组成的?构成水的水分子如何变化的呢?当观察到氢气与氧气的体积比为2∶1时,即给出两种气体的密度,计算一下两种气体的质量之比,然后推断一下水的化学式。活动与探究完后,最后回到开头的问题,让学生思考“火海”的缘由。在整个教学中,给学生创造良好的思维环境,充分发挥学生的主体作用,引导学生思考、分析,最后得出结论。
教师可在实验前提出问题,也可以边做边提。实验之后,引导学生找出实验过程中的问题,并加以分析和讨论。例如学生在做“水与酒精混合的体积变化”这一实验时,预测的结果与实际测量的结果不同,于是有相当多的同学产生了疑问,这时教师应充分发挥主导作用,引导学生分析、争辩。最后,再让学生设计一个对比实验:50mL水与50mL水混合或50mL酒精与50mL酒精混合,实验现象显然证明了水与酒精混合体积确实发生改变。由此让学生进一步明确了构成物质的微粒之间有空隙。在实验过程中,始终用问题引导学生去探究,让学生的思维处于活跃状态,达到培养学生思维能力的目的。
三、改革课型,提高学生探究的能力
改革课堂演示实验的教学,把部分演示实验改成学生分组实验或让学生上台演示的形式,给学生更多的动手操作机会,让他们在动手中感受实验的魅力,使之产生一定的兴趣。不但实现面向全体学生的目标,而且让每一个人均有动手机会,均有探索实验的可能,培养学生的创造性思维。
如在新授“溶液的酸碱性”这节内容时把“检验溶液的酸碱性演示实验”改成学生的分组实验,让学生主动获取、归纳溶液的酸碱性的知识。而用紫色石蕊试纸检验溶液的酸碱性实验让学生上台演示,在学生的演示中老师加以正确指导,让学生自己动手可以更快更好的获取新的知识,如果课堂时间允许,我们还可以让学生亲自设计完成“自制酸碱指示剂”实验,让他们在实验中获取知识和技能,感受化学的魅力。这样的课型能增强学生的学习兴趣,也培养了学生的动手能力和思维能力。
教师还可以将常规的习题课设计成实验习题课,促进学生积极主动地参与课堂学习。针对学生学习中易于混淆的问题或含糊不清的认识,有的放矢地精选或设计有代表性、典型性的题目设计成实验习题课。
在教学实践中我深深地体会到:实验习题课(特别是进行某些实验设计的习题课)不但加强了实验基本功的训练,培养良好的实验习惯和科学素养,而且能够把基础知识的应用、基本技能的训练跟各种能力的培养密切的结合起来。这种将习题设计成实验习题的尝试,符合学生的心理需求,也有利于师生协调配合的“双向交流”,可以当堂取得反馈信息,便于及时“补救”(即“调节控制”),从而有效地提高教学效率和教学质量,做到当堂解决问题,这种做法也有利于师生的情感交流,有助于培养学生创造性思维。
四、开放实验,培养学生探究的习惯
初中学生在活动中有体现自我价值的愿望,都希望自已在学习活动中能取得成功。依据学生的这种心理特征,教师可在实验中创设竞争环节,让学生的思维活跃起来,激发他们奋发努力、积极向上的学习动机。
例如,学过“探究空气的成分”之后,根据书上的设问:你还能设计什么实验来测定空气中氧气的体积含量?课后让学生回家自行设计一个小实验,证明空气中氧气约占空气体积的五分之一。同学们回家之后三三两两相互商讨、争论,居然设计出了很简便易行的实验方案。只要一支蜡烛、一个圆筒形玻璃杯、一只小瓷盆、火柴和水即可。先把小瓷盆中放一些水,然后点燃蜡烛让其直立在盆中央,再用玻璃杯把蜡烛罩住,过一会儿,火焰熄灭了,而盆中的水却在杯中上升了,而且上升的体积刚好约是杯容积的五分之一。又如,往一些澄清石灰水里吹入二氧化碳是否二氧化碳吹得越多就越浑浊呢?同学们因陋就简、就地取材、反复试验,最后他们得出了正确的结论,即二氧化碳的量并不是和生成碳酸钙成正比。通过实践,培养了学生一丝不苟的科学态度、观察分析能力和勇于探索、不断创新的良好品质。
上述学生设计的每一种实验方案都闪烁着创造性思维的火花,对于学生提出的各种实验方案,我们要根据目前中学实验室的设备尽量满足学生的实验要求,对于无法在中学化学实验中完成的方案,也应加以说明。在实验的过程中,对学生设计的实验和采取的创造性实验方法,及时给予肯定和表扬,对取得的结果,给予客观、公正的评价。让学生及时了解自己的学习或实验成果,使学生产生一定成就感。
在教学中有计划、有目的地对学生进行化学研究方法的训练,让学生在学习中养成研究的习惯(特别是采用理论分析和实验方法相结合的做法来研究化学问题的习惯),逐步学会探索知识的方法,有利于培养学生的探究能力和理论联系实际的能力。除了课本安排好的实验外,课外探索性实验应贴近生活实际,侧重于对已有知识的实际应用。例如:“装清水的小碗中放一个生鸡蛋,如何处理可使其浮起?”对于初中生来说,这是个极有趣的问题。请学生回去自己动手实验后,在课堂上对学生的各种方法均进行了验证性操作。有的提议向水中放油;有的向水中放食盐;有的向水中放醋。在统计了成功、失败的人数后,针对上述结论,请学生讨论上述方法的可行性,并简单解释原理。在复习初三“酸碱盐”的“物质的鉴别”时,我设计了这样一道习题 :厨房的两个调料瓶中分别盛有精盐、碱面两种固体,请你利用家庭中现有条件用两种方法把它们区别开来,并说明实验步骤、方法、现象与结论。这样的教学有利于巩固学生所学的化学知识,也有利于调动学生的主观能动性,增强学生的探究能力。
五、课外实验,发掘学生探究的精神
中学化学课本中有许多家庭小实验、小制作, 教师要组织学生课后做好这些实验,鼓励他们用生活中的废旧物品进行小实验、小制作、小发明,在活动中充分发挥学生的聪明才智,使他们的创新能力得到发展,同时,也培养了学生修旧利废的好习惯。如让农村家庭学生自制净水器,利用废电池制取氢气球。另一方面结合环保和能源问题,让学生在社区开展调查,自己查阅资料,写调查报告,并对改善环境污染和能源危机提出合理建议。这些实验活动的开展对于培养和提高学生的创造性思维具有十分重要的意义。
课外在自制教具实验过程中,教师引导学生想方案,找材料,动手操作,反复实验。不仅使学生得到了知识,掌握了技能,更受到了品格与意志的锻炼。如在制作二氧化碳发生装置时,学生找来各种各样的器皿,大到盐水瓶、小到青霉素瓶,缺少导管,许多学生找来了喝饮料用的吸管,或是注射器上的塑料软管。装置做好之后,如何保证装置气密性完好以及如何检验,就成为实验的关键。这就要求学生对整个装置反应原理有清晰的认识。有的同学连续多次检验不合格,开始查找原因,从装置的各环节不断弥补不足。如,用蜡封住空隙后,吸管弯折处易破损,为增大柔韧性,用胶带缠上几圈。制作过程中出现的一系列问题,在学生上台讲解过程中描述的十分详尽。然后跟踪调查、评价自己的“产品”的优劣,提出改进措施。每个上来评述的学生都带有自豪、兴奋的神情。此过程不仅培养了学生整洁、认真、细致的工作作风,还可加强热爱劳动、艰苦朴素、勤俭节约的道德教育,有利于培养学生的创新精神。
总之,在教学中教师要利用生动有趣的化学实验,将所要传授的知识披上新奇、有趣的外衣,激发学生的探究欲望。通过设置问题,改变上课形式,培养了学生动手、动脑能力,激发学生的创造性思维。为了使学生有展示才华的空间,教师要设计好课外科技活动的小实验,充分调动学生的主观能动性,让学生的价值得到体现,这样可以更有效地激发他们的创新精神。在化学教学中培养学生创造性思维的方法很多,还有待于我们进一步去探讨、去创造。
参考文献
[1]牟友贵.改进中学化学演示实验教学的实践与探索 [J].成都教育学院学报, 2003, (03)
[2]蒋绍旺.中学化学实验的改进与创新[J].大学时代(B版),2006,(06)
[3]王永明.中学化学教学中培养学生创新思维的初步探究[J].内蒙古师范大学学报(自然科学版), 2003(S1)
[4]姚懿.中学化学实验中的创新教学[J].成都大学学报(社会科学版),2006,(01)
关键字:化学实验教学;创新性思维;创新能力;创新精神
文章编号:1008-0546(2010)06-0074-03中图分类号:G632.41文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.06.031
当前以素质教育为核心目标的要求,正是教育对人的创新精神的培养和创新潜能的挖掘,创新教育是创新人才和创新思想的源泉,创新教育的思想具有伟大的现实意义和深远的历史意义。让每个学生在课堂中均能得到协调发展,正是开展创新教育的必要手段。
化学新课程标准倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥化学学科自身的优势,将科学探究和创新能力的培养作为化学课程改革的核心,激发学生学习的主动性和创新意识,从而使化学教学不仅成为增长化学知识的过程,同时成为学生理解化学和进行科学探究和创造性思维培养的过程。
化学实验,包括利用实验器材进行的实验与理想化的实验。理想化的实验又叫假想实验,是人们在思想中塑造的一种理想过程,是逻辑推理的一种特殊形式,它以真实的科学实验为基础,以科学事实为根据,以逻辑法作为依据的。这些实验可以是由学生和老师共同完成的演示实验,也可以是由学生独立完成的化学实验,或是由学生直接观察的化学实验。
那么如何才能在化学实验教学中培养学生的科学探究能力和创造性思维,激发创新精神呢?
一、趣味实验,激活学生探究的欲望
兴趣是个体积极探究某种事物或进行某种活动,并在其中产生积极体验的心理倾向,也是人才成长的起点。学习兴趣是个体学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向。在实践中,兴趣对人的活动产生巨大的推动作用。浓厚的兴趣是学生刻苦钻研、勇于攻关的强大动力。学生只有对化学感兴趣,才能想学、爱学,才能学好、用好化学知识。
化学实验的趣味性,化学现象的神奇性,能对学生产生一定的诱惑,引发学生产生兴趣,激发学生探究。因此利用化学趣味实验可以激发学生探究的欲望。
如在新授初三化学第一章“开启化学之门”时,我安排了“魔棒点灯”、“空瓶升烟”等实验,把学生引入课堂,主动参与学习,从而激发学生思索、求知欲。又如在新授初三“燃烧与灭火”时,我先做了这样的实验:用酒精溶液浸湿的手绢放在酒精灯上点燃,手绢燃烧,产生熊熊烈火,而手绢完好无损,学生就觉得很奇怪,急于想知道原因。学生的学习欲望被充分调动起来后,我用收满O2的试管倒扣住放在50℃的温水中的白磷,一刹那,白磷剧烈燃烧发出耀眼的白光,随即浓厚的白烟充满整个试管,同学们看到“水火相融”的“奇观”,课堂气氛逐渐达到高潮。
二、问题情境,发散学生探究的思维
化学实验可以有效地激发学生的学习兴趣,那么,什么样的实验可以有效地激发学生的学习兴趣?同样一个实验,何时做、如何做、谁来做才能使效果更佳,更能有效地激发学生学习的兴趣,最终达到有效教学的目的呢?例如,在进行探究“水的组成”教学时,以悬念导入新课,激发学生学习兴趣。在讲新课前,先讲一个小故事:公元1677年11月19日在印度东南部安得拉邦马德里斯海港的水域里,一阵飓风过后,海面上掀起了一片通天大火,红浪滚滚奇异,告知学生学过、研究过这节课之后即可明理,从而激起了学生的求知欲。当展示一杯蒸馏水让学生观察归纳水的物理性质时,提出这样一个问题:冰的密度比水小,这对于水生动物有什么好处?假如冰的密度比水大,那世界又将会怎样呢?当活动与探究完“电解水的实验”时,提出水是由哪些元素组成的?构成水的水分子如何变化的呢?当观察到氢气与氧气的体积比为2∶1时,即给出两种气体的密度,计算一下两种气体的质量之比,然后推断一下水的化学式。活动与探究完后,最后回到开头的问题,让学生思考“火海”的缘由。在整个教学中,给学生创造良好的思维环境,充分发挥学生的主体作用,引导学生思考、分析,最后得出结论。
教师可在实验前提出问题,也可以边做边提。实验之后,引导学生找出实验过程中的问题,并加以分析和讨论。例如学生在做“水与酒精混合的体积变化”这一实验时,预测的结果与实际测量的结果不同,于是有相当多的同学产生了疑问,这时教师应充分发挥主导作用,引导学生分析、争辩。最后,再让学生设计一个对比实验:50mL水与50mL水混合或50mL酒精与50mL酒精混合,实验现象显然证明了水与酒精混合体积确实发生改变。由此让学生进一步明确了构成物质的微粒之间有空隙。在实验过程中,始终用问题引导学生去探究,让学生的思维处于活跃状态,达到培养学生思维能力的目的。
三、改革课型,提高学生探究的能力
改革课堂演示实验的教学,把部分演示实验改成学生分组实验或让学生上台演示的形式,给学生更多的动手操作机会,让他们在动手中感受实验的魅力,使之产生一定的兴趣。不但实现面向全体学生的目标,而且让每一个人均有动手机会,均有探索实验的可能,培养学生的创造性思维。
如在新授“溶液的酸碱性”这节内容时把“检验溶液的酸碱性演示实验”改成学生的分组实验,让学生主动获取、归纳溶液的酸碱性的知识。而用紫色石蕊试纸检验溶液的酸碱性实验让学生上台演示,在学生的演示中老师加以正确指导,让学生自己动手可以更快更好的获取新的知识,如果课堂时间允许,我们还可以让学生亲自设计完成“自制酸碱指示剂”实验,让他们在实验中获取知识和技能,感受化学的魅力。这样的课型能增强学生的学习兴趣,也培养了学生的动手能力和思维能力。
教师还可以将常规的习题课设计成实验习题课,促进学生积极主动地参与课堂学习。针对学生学习中易于混淆的问题或含糊不清的认识,有的放矢地精选或设计有代表性、典型性的题目设计成实验习题课。
在教学实践中我深深地体会到:实验习题课(特别是进行某些实验设计的习题课)不但加强了实验基本功的训练,培养良好的实验习惯和科学素养,而且能够把基础知识的应用、基本技能的训练跟各种能力的培养密切的结合起来。这种将习题设计成实验习题的尝试,符合学生的心理需求,也有利于师生协调配合的“双向交流”,可以当堂取得反馈信息,便于及时“补救”(即“调节控制”),从而有效地提高教学效率和教学质量,做到当堂解决问题,这种做法也有利于师生的情感交流,有助于培养学生创造性思维。
四、开放实验,培养学生探究的习惯
初中学生在活动中有体现自我价值的愿望,都希望自已在学习活动中能取得成功。依据学生的这种心理特征,教师可在实验中创设竞争环节,让学生的思维活跃起来,激发他们奋发努力、积极向上的学习动机。
例如,学过“探究空气的成分”之后,根据书上的设问:你还能设计什么实验来测定空气中氧气的体积含量?课后让学生回家自行设计一个小实验,证明空气中氧气约占空气体积的五分之一。同学们回家之后三三两两相互商讨、争论,居然设计出了很简便易行的实验方案。只要一支蜡烛、一个圆筒形玻璃杯、一只小瓷盆、火柴和水即可。先把小瓷盆中放一些水,然后点燃蜡烛让其直立在盆中央,再用玻璃杯把蜡烛罩住,过一会儿,火焰熄灭了,而盆中的水却在杯中上升了,而且上升的体积刚好约是杯容积的五分之一。又如,往一些澄清石灰水里吹入二氧化碳是否二氧化碳吹得越多就越浑浊呢?同学们因陋就简、就地取材、反复试验,最后他们得出了正确的结论,即二氧化碳的量并不是和生成碳酸钙成正比。通过实践,培养了学生一丝不苟的科学态度、观察分析能力和勇于探索、不断创新的良好品质。
上述学生设计的每一种实验方案都闪烁着创造性思维的火花,对于学生提出的各种实验方案,我们要根据目前中学实验室的设备尽量满足学生的实验要求,对于无法在中学化学实验中完成的方案,也应加以说明。在实验的过程中,对学生设计的实验和采取的创造性实验方法,及时给予肯定和表扬,对取得的结果,给予客观、公正的评价。让学生及时了解自己的学习或实验成果,使学生产生一定成就感。
在教学中有计划、有目的地对学生进行化学研究方法的训练,让学生在学习中养成研究的习惯(特别是采用理论分析和实验方法相结合的做法来研究化学问题的习惯),逐步学会探索知识的方法,有利于培养学生的探究能力和理论联系实际的能力。除了课本安排好的实验外,课外探索性实验应贴近生活实际,侧重于对已有知识的实际应用。例如:“装清水的小碗中放一个生鸡蛋,如何处理可使其浮起?”对于初中生来说,这是个极有趣的问题。请学生回去自己动手实验后,在课堂上对学生的各种方法均进行了验证性操作。有的提议向水中放油;有的向水中放食盐;有的向水中放醋。在统计了成功、失败的人数后,针对上述结论,请学生讨论上述方法的可行性,并简单解释原理。在复习初三“酸碱盐”的“物质的鉴别”时,我设计了这样一道习题 :厨房的两个调料瓶中分别盛有精盐、碱面两种固体,请你利用家庭中现有条件用两种方法把它们区别开来,并说明实验步骤、方法、现象与结论。这样的教学有利于巩固学生所学的化学知识,也有利于调动学生的主观能动性,增强学生的探究能力。
五、课外实验,发掘学生探究的精神
中学化学课本中有许多家庭小实验、小制作, 教师要组织学生课后做好这些实验,鼓励他们用生活中的废旧物品进行小实验、小制作、小发明,在活动中充分发挥学生的聪明才智,使他们的创新能力得到发展,同时,也培养了学生修旧利废的好习惯。如让农村家庭学生自制净水器,利用废电池制取氢气球。另一方面结合环保和能源问题,让学生在社区开展调查,自己查阅资料,写调查报告,并对改善环境污染和能源危机提出合理建议。这些实验活动的开展对于培养和提高学生的创造性思维具有十分重要的意义。
课外在自制教具实验过程中,教师引导学生想方案,找材料,动手操作,反复实验。不仅使学生得到了知识,掌握了技能,更受到了品格与意志的锻炼。如在制作二氧化碳发生装置时,学生找来各种各样的器皿,大到盐水瓶、小到青霉素瓶,缺少导管,许多学生找来了喝饮料用的吸管,或是注射器上的塑料软管。装置做好之后,如何保证装置气密性完好以及如何检验,就成为实验的关键。这就要求学生对整个装置反应原理有清晰的认识。有的同学连续多次检验不合格,开始查找原因,从装置的各环节不断弥补不足。如,用蜡封住空隙后,吸管弯折处易破损,为增大柔韧性,用胶带缠上几圈。制作过程中出现的一系列问题,在学生上台讲解过程中描述的十分详尽。然后跟踪调查、评价自己的“产品”的优劣,提出改进措施。每个上来评述的学生都带有自豪、兴奋的神情。此过程不仅培养了学生整洁、认真、细致的工作作风,还可加强热爱劳动、艰苦朴素、勤俭节约的道德教育,有利于培养学生的创新精神。
总之,在教学中教师要利用生动有趣的化学实验,将所要传授的知识披上新奇、有趣的外衣,激发学生的探究欲望。通过设置问题,改变上课形式,培养了学生动手、动脑能力,激发学生的创造性思维。为了使学生有展示才华的空间,教师要设计好课外科技活动的小实验,充分调动学生的主观能动性,让学生的价值得到体现,这样可以更有效地激发他们的创新精神。在化学教学中培养学生创造性思维的方法很多,还有待于我们进一步去探讨、去创造。
参考文献
[1]牟友贵.改进中学化学演示实验教学的实践与探索 [J].成都教育学院学报, 2003, (03)
[2]蒋绍旺.中学化学实验的改进与创新[J].大学时代(B版),2006,(06)
[3]王永明.中学化学教学中培养学生创新思维的初步探究[J].内蒙古师范大学学报(自然科学版), 2003(S1)
[4]姚懿.中学化学实验中的创新教学[J].成都大学学报(社会科学版),2006,(01)