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關(guān) 鍵 詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新能力 創(chuàng)造性思維
創(chuàng)新精神是當(dāng)今世界的時(shí)代精神。《中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱》的教學(xué)要求里明確指出:要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),在化學(xué)教學(xué)中就是注重引導(dǎo)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)和邏輯方法對(duì)自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和其它感性材料進(jìn)行分析、綜合、比較、抽象、概括,形成概念,做出合理判斷和正確推理的能力。思維能力是智力的核心成份,創(chuàng)新能力是智力的高度發(fā)展,培養(yǎng)創(chuàng)新能力的核心和關(guān)鍵是發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,使之思維開闊,不囿于傳統(tǒng)觀念和自己知識(shí)局限,能迅速把握事物之間的內(nèi)在聯(lián)系,富于想象,興趣廣泛,能把探索的目光投向未來(lái)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的靈魂。通過(guò)實(shí)驗(yàn),不僅可以幫助學(xué)生形成概念,理解和鞏固化學(xué)知識(shí),從而獲得比較熟練的實(shí)驗(yàn)技能,而且通過(guò)有計(jì)劃地、周密細(xì)致地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及分析、推理、判斷等思維活動(dòng)也有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要環(huán)節(jié);是一塊培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要基地。近幾年來(lái),提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神已越來(lái)越受到人們的重視,但實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍是化學(xué)教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)。究其原因,除了部分學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件缺乏之外,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不夠重視以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用不能得到充分的發(fā)揮也是一個(gè)重要因素。為了改變這種狀況,發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
一、開展探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維
對(duì)課本上的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改變,變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn),結(jié)合實(shí)驗(yàn)層層設(shè)問(wèn),創(chuàng)設(shè)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的環(huán)境。實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象分析、推理結(jié)論。如氯氣與水的反應(yīng)的研究。問(wèn)題設(shè)計(jì):(1)氯氣溶于水是物理變化還是化學(xué)變化?(2)根據(jù)氯水的成分,分析將氯氣通入氫氧化鈉溶液中,將發(fā)生怎樣的反應(yīng)?
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):(1)觀察氯水的顏色,初步作出推測(cè);(2)往新制的氯水中滴加石蕊試液。
討論分析:實(shí)驗(yàn)(1)中氯水的顏色呈淺黃綠色,可推斷出氯水中有氯分子,說(shuō)明氯氣溶于水有物理變化;實(shí)驗(yàn)(2)的現(xiàn)象是先變紅后褪色,說(shuō)明氯氣和水反應(yīng)生成了具有酸性和漂白性物質(zhì),有化學(xué)變化發(fā)生。
結(jié)論:(1)氯氣溶于水,既有物理變化又有化學(xué)變化;(2)氯水的成分:Cl2、H2O、HCl、HClO;(3)次氯酸具有很強(qiáng)的氧化性,可以漂白色素,且是永久性漂白。
還可以采用以下方法驗(yàn)證氯水的成分中有氯分子、鹽酸和次氯酸。
參考方案:若用化學(xué)方法,可以將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在盛有氯水的試劑瓶口(不要接觸試劑瓶),如果變藍(lán),氯水中有氯分子;向氯水中加入苯,震蕩分層,向下層溶液中加入碘化鉀溶液,結(jié)果溶液由無(wú)色變?yōu)辄S色,說(shuō)明溶液中也有氧化性物質(zhì),如果向下層溶液中加入碳酸氫鈉粉末,有無(wú)色無(wú)味的氣體生成。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,氯氣溶于水,一部分和水發(fā)生反應(yīng)生成了鹽酸和次氯酸,氯水中含有氯分子、鹽酸和次氯酸。
又如在“原電池”教學(xué)中,將教材上的演示實(shí)驗(yàn)該為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)如下:
(1) 分別將鋅片、銅片插入稀硫酸中,觀察銅片、鋅片上的現(xiàn)象;
(2) 用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接并插入稀硫酸中,觀察鋅片、銅片上的現(xiàn)象;
(3) 在導(dǎo)線上連接靈敏電流計(jì),觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向;
(4) 用干電池與靈敏電流計(jì)連接,確定電子流動(dòng)的方向。
圍繞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)以下問(wèn)題情景:
(1) 電子為何從鋅片流向銅片?
(2) 銅片上為何有氣泡產(chǎn)生?該氣體是什么氣體?為什么會(huì)產(chǎn)生這種氣體?
(3) 鋅片的質(zhì)量有何變化?
(4) 從氧化還原反應(yīng)的觀點(diǎn)分析兩極上發(fā)生的變化?
(5) 從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)來(lái)分析原電池是何種裝置?
(6) 原電池的正負(fù)極如何判斷?
圍繞上述問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)提供的感性材料進(jìn)行分析和綜合,抽象概括出原電池的工作原理、裝置特點(diǎn)、能量的變化,并最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生敢想、善思、勇于創(chuàng)新,聯(lián)系實(shí)際提出下列問(wèn)題:
(1)為什么粗鋅比純鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率快?
(2)電工操作中規(guī)定:不能把銅線和鋁線擰在一起連接線路,試分析其原因?
在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生的求知欲,教學(xué)中這種情景的出現(xiàn)會(huì)引起學(xué)生的思考和探究行為,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的原動(dòng)力。這樣既發(fā)揮了學(xué)生的聯(lián)想能力和知識(shí)遷移能力,也增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維
對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),針對(duì)課堂教學(xué)中某些演示實(shí)驗(yàn)的不足之處,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行改進(jìn),然后選出最佳措施。例如:在講Cl2的實(shí)驗(yàn)制法時(shí),我按課本的裝置制取Cl2時(shí),在實(shí)驗(yàn)中途從分液漏斗往圓底燒瓶中滴加鹽酸時(shí),鹽酸有時(shí)很難滴入,我故意暴露這個(gè)問(wèn)題,學(xué)生也發(fā)現(xiàn)了,于是在這個(gè)時(shí)候,我提出問(wèn)題:1、鹽酸為什么會(huì)滴不下去?2、有什么辦法能讓鹽酸順利滴下去?經(jīng)過(guò)分析、討論,學(xué)生比較容易分析出第一個(gè)問(wèn)題是由于圓底燒瓶?jī)?nèi)充滿Cl2而使壓強(qiáng)比分液漏斗中大。有的同學(xué)提出結(jié)合分液漏斗內(nèi)加壓,我的評(píng)價(jià)是:原理上可行,實(shí)用性不強(qiáng)。這時(shí),有的同學(xué)根據(jù)物理連通器原理,想把分液漏斗與圓底燒瓶用乳膠管連接起來(lái),平衡氣壓,這樣既簡(jiǎn)便又實(shí)用。我對(duì)這種方法進(jìn)行了表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。又如在講銅與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),我嚴(yán)格按教材要求做完實(shí)驗(yàn),結(jié)果現(xiàn)象明顯,效果很好,但是,前面幾排的同學(xué)被產(chǎn)生的NO2嗆得直咳嗽,于是我趁機(jī)提問(wèn):這種方法有什么不足之處?學(xué)生身臨其境,很快回答出產(chǎn)生NO2多、污染空氣。我再問(wèn):如何改進(jìn)?學(xué)生提出下列方法:1、加水沖?。?、用冷水冷卻試管;3、將銅片及時(shí)拿走。經(jīng)過(guò)討論:1、2方法違背實(shí)驗(yàn)原則,而3的方法是好的,但如何拿走銅片,很費(fèi)腦筋,用鑷子夾很費(fèi)事,且很可能拿不出來(lái),后來(lái)經(jīng)過(guò)討論,在3的思路上進(jìn)行改進(jìn),用一根粗銅絲代替銅片,其中銅絲的一端繞成螺旋狀伸入底部與濃硝酸反應(yīng),另一頭在試管外部,這樣,當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯時(shí),如果要使反應(yīng)停止,只要將銅絲拉出即可。我表?yè)P(yáng)了提出這種方法的學(xué)生。學(xué)生們很興奮,于是我又提出第三個(gè)問(wèn)題,我把一根銅絲插入微熱的稀HNO3中,學(xué)生觀察到在液面上有紅棕色氣體。按道理應(yīng)觀察到無(wú)色氣體,這是為什么?學(xué)生回答:即使產(chǎn)生無(wú)色氣體NO易與O2反應(yīng)生成NO2( 紅棕色氣體) , 如何證明生成的是NO而不是NO2呢?學(xué)生回答:應(yīng)注意讓產(chǎn)生的氣體與O2分開,即事先應(yīng)把試管內(nèi)空氣排凈。如何排凈呢?經(jīng)過(guò)提示,學(xué)生討論,先加少量石灰石固體,石灰石與HNO3先反應(yīng)產(chǎn)生CO2以排出空氣。然后再插入銅絲反應(yīng),觀察產(chǎn)生氣體果真為無(wú)色氣體,不再有紅棕色氣體生成。緊跟著我又作了一個(gè)實(shí)驗(yàn):在試管中放入稀H2SO4,然后加入銅片,讓學(xué)生觀察,學(xué)生觀察后回答:不反應(yīng)。然后往混合物中加入少量NaNO3晶體,這時(shí)學(xué)生看到NaNO3晶體溶解其中,銅片表面有氣泡生成,這時(shí)教師提問(wèn):銅片表面為什么有氣泡生成,產(chǎn)生的氣體是什么氣體?經(jīng)過(guò)討論,學(xué)生明確:因溶液中有由H2SO4提供的H+,加入NaNO3晶體后,加入了NO3-相當(dāng)于稀HNO3,所以與銅片反應(yīng)上述問(wèn)題的設(shè)計(jì),要注意起點(diǎn)放在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,思維階梯要合理,學(xué)生們經(jīng)過(guò)努力,討論能夠回答出,不要設(shè)計(jì)太難,跨度太大,使學(xué)生充分地感受到解決問(wèn)題中的愉悅感和成就感,培養(yǎng)學(xué)生自信心,激發(fā)學(xué)生興趣,將興趣轉(zhuǎn)化為持久的動(dòng)力,同時(shí)教學(xué)目標(biāo)是高層次的。探索性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置,使學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)、討論、實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮想象力,與實(shí)際相結(jié)合,創(chuàng)造性地運(yùn)用已有的知識(shí),培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。
三、注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造性教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維