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化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验是化学科学理论建立和发展的基础,是使学生由感性认识到理性认识,使之认识物质组成、性质及变化规律,培养科学态度的重要环节。因此,化学实验教学不仅是化学教学的重要环节和最直观的教学手段,也是培养学生创新能力的最佳方式。实施素质教育,培养学生的创新能力,是21世纪学校教育的发展方向,而化学实验教学是培养学生的创新能力的主要渠道之一。如何通过化学实验教学培养学生的创新能力?笔者根据多年的化学教学实践经验,谈谈自己粗浅的体会。
一、发挥实验魅力,激发学生的学习兴趣和创新意识
创新意识是培养学生创新能力的先导,是发现和探索问题的心理倾向。激发学生的学习兴趣是培养学生创新意识的前提。兴趣是人积极探究某种事物或从事某种活动的心理倾向,是一种伴随着注意而引起的从事学习的积极倾向和感情状态,它是发展思维、激发学生主动学习的催化剂,是调动学生学习自觉性的一种内在动力。有道是:“兴趣是最好的老师”“教人而不见趣,必不乐学”。实验中千变万化的现象对学生最有吸引力,最容易激发兴趣。激发学生学习兴趣最有效的方法就是实验。因此,化学实验既是教学所必需,也是激发学生学习兴趣,调动学生学习化学积极性的最直接的手段。
1.通过趣味实验培养学生的直接兴趣
良好的开端是成功的一半,因此化学启蒙课上得好坏将直接影响学生的学习兴趣。这就要求教师要结合学科特点和学生的生理和心理特点,挖掘学科知识中的魅力,在“趣”上动脑筋。为了能使初学化学的学生对化学产生浓厚的兴趣,笔者在给学生上第一堂化学绪言课时,不急于讲授新课,而是先向学生介绍一些生产、生活中学生常见的化学现象、化学知识和在现实生活、生产实践中的应用及学生喜闻乐见的化工产品。然后选择1—2个有趣且与现实生活有密切联系的化学小实验,如“烧不烂的手帕”、“除去白衬衫上的锈斑”、“清水变牛奶”等,演示给学生看。教师生动形象的介绍,加上离奇、魔术般的实验,一开始就把学生吸引住了,激发学生强烈的好奇心和求知欲,消除了学生被动学习的消极情绪,从而很自然地把学生引进一个新的知识领域。然后趁热打铁,介绍化学的研究对象及学好化学的重要方法。让学生在愉快的思维中获得知识,进而想学、爱学、乐学,收到很好的教学效果。
2.利用实验培养学生学习化学的间接兴趣
学生对学习结果的兴趣就是间接兴趣,如果没有间接兴趣,学生就会丧失学习的毅力和恒心。要培养学生学习化学的间接兴趣,最关键的是让学生通过学习,明确学习的目的和意义。例如,在学习“二氧化碳制取的探究”时,先让学生列举实验室制CO2的反应,学生想到的方法有如下几种:
(1)用碳酸钠与稀盐酸反应;
(2)用碳酸钙与稀硫酸反应;
(3)用碳酸钙与稀盐酸反应;
(4)高温煅烧碳酸钙;
(5)木炭在氧气中燃烧。
让学生自己动手做实验后,进行讨论:从经济、方便、简易、环保、节能等多角度进行综合分析,确定最佳的实验方案。围绕这些问题必将激发学生的好奇心。好奇是创新的源泉,当学生为实验成功而欢呼,为实验现象而疑惑时,就会出现奇思遐想,感知会变得敏锐,想象会变得活跃,学生的创新意识就会在心灵深处得以激发。如在学习“氢气的制取和性质”时,让学生通过实验掌握氢气的制取方法和氢气的可燃性,并结合有关空气污染的来源,向学生介绍汽车尾气对环境污染方面的常识,让学生了解利用氢气作为燃料可以生产一种新型绿色环保车,减少汽车对环境的污染。但由于氢能源价格昂贵,制取氢气成本高,加上储存运输不安全等原因,还不能投入批量生产。学生通过实验知道化学是一门实用性很强的学科,随着科学技术的发展,人民生活水平的提高,化学已经渗透到生命学、材料学、能源学、环境学以及宇宙等前沿科学中,鼓动学生努力学习,将来发明一种廉价的方法来生产氢气,为社会制造更多的新型能源,消除环境污染,使学生感到学习化学知识的重要性及社会意义,从而引导学生把单纯的兴趣转变成为乐趣,再上升为持久、稳定的志趣,为培养学生的创新意识打下坚实的基础。
二、注重观察分析,培养学生的发现能力和思维能力
观察是一种有意识、有计划的较持久的知觉活动,是知觉的高级形式,是认识事物,获得知识、发现问题的源泉。观察力是智力的基础,创新能力的关键是创造性思维,而创造性思维是在观察的基础上进行的,观察与思维互相渗透才能促进学生的想象力,才有利于创造性思维的形成。教师在设计和演示实验时,一般不应告诉学生会发生什么现象,让学生带着悬念全面认真地观察实验过程中发生的各种现象,教育学生养成观察的良好习惯,有利于增强学生的观察能力。在教学中不要只是激发学生的兴趣而应注重学生观察能力的培养,因为敏锐、准确的观察力往往是发展抽象思维能力的基础,是发展创新思维能力的先导。引导学生平时观察日常生产、生活中的各种现象,并归纳、分类,与所学知识联系起来加以分析,使学生从中体会到观察的重要性、必要性,逐渐养成时时处处留意观察、分析的良好习惯,不断发现和掌握观察、分析事物的方法。
化学实验需要严谨的实事求是的科学态度和科学方法,要教育学生如实地反映实验现象和实验数据。从实验设计到演示操作,培养学生探索和研究解决问题的化学方法。如进行溶液pH的测定实验,要指导学生掌握观察、操作的方法,测定记录及分析处理的方法,实现由感性到理性的认识,发现化学的规律。在观察实验现象时,首先激发学生的观察兴趣,其次指导学生掌握观察实验的基本方法。在实际教学中,每做一个实验都应该指导学生观察什么,怎样观察。观察什么,具有目的性和选择性;怎样观察,一般顺序是以“反应前——反应中——反应后”这三个阶段来观察变化,一看反应物的色态,二看反应条件,三看反应现象,四看生成物色态。最后进行分析、比较、归纳、总结,有利于培养学生的观察能力和创新思维能力。例如,在做氢气还原氧化铜的实验时,学生看到试管内黑色的粉末逐渐变成红色,在干燥试管口处有水滴生成。在这个实验中,引导学生分析红色物质是什么?为什么有水生成?学生就会联想到,是氧化铜失去了氧变成了金属铜,氢气与氧化铜中的氧结合生成了水。在这个实验中还可以让学生分析,为什么要先通入氢气后才给氧化铜加热,反应结束后已经停止加热,为什么还要继续通入氢气直到试管冷却为止?让学生通过积极讨论、分析然后得出结论。从而实现由感性认识上升到理性认识的过程,长此以往,就能不断提高学生的思维能力。
三、创造实践机会,培养学生的操作能力和创造能力
化学科学是人类不断冲破旧的框框,大胆实验,逐步积累形成的,还有很多未知领域,需要我们去求新、去探索。要想有所发现和创新就必须具备一定的基础理论和知识,学会一些探索的基本方法。化学实验教学与理论教学是一个有机统一的整体,如果离开了实验教学,就失去了学生赖以形成概念规律的环境,单纯的理论教学就会变成一潭死水,毫无生机。那种“黑板实验”、“书本实验”、“背实验”,只能使学生落入一种俗套,感受不到科学的高度性、真实性,使学生处于一种“强迫式”的学习中,不利于学生个性的充分展现和能力的培养。因此在教学过程中,要加强实验教学,注意指导学生积极主动地参与实验活动,实现学生动手操作能力的提高,让学生在“做中学”,在“学中做”,手脑相长。只懂理论,不善于实践,是不能成为创造型人才的。要培养学生动手,首先必须给学生创造动手的机会,提高学生的动手能力、思维能力和综合能力。以前,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。课堂上教师应千方百计地提供机会,让学生亲身体验化学实验的操作过程,使化学创新式的学习过程成为一种“活、乐、动”的过程,让学生在化学实验操作过程中发现新问题、萌动新思想、形成新思路、寻找新方法、开拓新领域、获得新知识和技能。这种让学生亲自参与亲身体验的学习方法,能极大地调动学生的学习积极性,在知识的探究过程,始终处于一种兴奋的状态,有效地激发形象思维,提高学习效率。
课堂上如果能巧妙地安排一些简单易做、色彩鲜明、变化莫测甚至让人匪夷所思的小实验,能激发起学生的好奇心,激起学生探知究竟的欲望,有利于矫正被动型接受式的学习情绪,使学生产生极大的学习兴趣。开放实验室,让学生有更多的机会接触仪器,逐步培养学生的自学能力,引导学生由被动学习向主动学习转变。让学生通过亲自动手制作教具、模具,结合工农业生产、日常生活、环境保护等方面的内容设计小实验,并根据实验结果写成小论文等。把教具变成学生的学具,给学生实验和创造的机会,让学生养成不断探索的思维品质,学会发现问题的思考方法,学会用自己的头脑去获取知识,成为知识的发现者。
开展丰富多彩的课外活动,把课堂、实验室延伸到课外,让学生进行社会调查,到工厂、农村、商店等地进行参观、访问、调查。写出专题调查报告,并联系社会实际,提出改进意见和措施,使实验教学达到最佳境界,让学生感到学有所用,让学生学会创造性地学习、创造性地应用。变教师“教”转向学生“学”与“创”,让学生在实践活动中发现问题并提出解决问题的方法。改革课堂教学过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,转化学生的学习方式,让学生逐步养成主动参与、勤于动手、勇于实践、乐于探究的多元学习方式。培养学生搜集和处理信息、分析和解决问题、交流与合作的能力和对待科学精于求精的情感态度与价值观。
总之,实验教学是一项复杂的系统工作,究竟怎样才能搞好,达到培养学生创新能力的目的,还需要教师在实践中不断探索、总结经验,只有用创新的思想、创新的方法努力将自己培养成创新型的教师,才能使实验教学更加完善、更有实效,才能在化学教学过程中培养学生的创新意识和创造能力,才能为社会培养出更多的创造型人才。
(责任编辑:罗艳)
一、发挥实验魅力,激发学生的学习兴趣和创新意识
创新意识是培养学生创新能力的先导,是发现和探索问题的心理倾向。激发学生的学习兴趣是培养学生创新意识的前提。兴趣是人积极探究某种事物或从事某种活动的心理倾向,是一种伴随着注意而引起的从事学习的积极倾向和感情状态,它是发展思维、激发学生主动学习的催化剂,是调动学生学习自觉性的一种内在动力。有道是:“兴趣是最好的老师”“教人而不见趣,必不乐学”。实验中千变万化的现象对学生最有吸引力,最容易激发兴趣。激发学生学习兴趣最有效的方法就是实验。因此,化学实验既是教学所必需,也是激发学生学习兴趣,调动学生学习化学积极性的最直接的手段。
1.通过趣味实验培养学生的直接兴趣
良好的开端是成功的一半,因此化学启蒙课上得好坏将直接影响学生的学习兴趣。这就要求教师要结合学科特点和学生的生理和心理特点,挖掘学科知识中的魅力,在“趣”上动脑筋。为了能使初学化学的学生对化学产生浓厚的兴趣,笔者在给学生上第一堂化学绪言课时,不急于讲授新课,而是先向学生介绍一些生产、生活中学生常见的化学现象、化学知识和在现实生活、生产实践中的应用及学生喜闻乐见的化工产品。然后选择1—2个有趣且与现实生活有密切联系的化学小实验,如“烧不烂的手帕”、“除去白衬衫上的锈斑”、“清水变牛奶”等,演示给学生看。教师生动形象的介绍,加上离奇、魔术般的实验,一开始就把学生吸引住了,激发学生强烈的好奇心和求知欲,消除了学生被动学习的消极情绪,从而很自然地把学生引进一个新的知识领域。然后趁热打铁,介绍化学的研究对象及学好化学的重要方法。让学生在愉快的思维中获得知识,进而想学、爱学、乐学,收到很好的教学效果。
2.利用实验培养学生学习化学的间接兴趣
学生对学习结果的兴趣就是间接兴趣,如果没有间接兴趣,学生就会丧失学习的毅力和恒心。要培养学生学习化学的间接兴趣,最关键的是让学生通过学习,明确学习的目的和意义。例如,在学习“二氧化碳制取的探究”时,先让学生列举实验室制CO2的反应,学生想到的方法有如下几种:
(1)用碳酸钠与稀盐酸反应;
(2)用碳酸钙与稀硫酸反应;
(3)用碳酸钙与稀盐酸反应;
(4)高温煅烧碳酸钙;
(5)木炭在氧气中燃烧。
让学生自己动手做实验后,进行讨论:从经济、方便、简易、环保、节能等多角度进行综合分析,确定最佳的实验方案。围绕这些问题必将激发学生的好奇心。好奇是创新的源泉,当学生为实验成功而欢呼,为实验现象而疑惑时,就会出现奇思遐想,感知会变得敏锐,想象会变得活跃,学生的创新意识就会在心灵深处得以激发。如在学习“氢气的制取和性质”时,让学生通过实验掌握氢气的制取方法和氢气的可燃性,并结合有关空气污染的来源,向学生介绍汽车尾气对环境污染方面的常识,让学生了解利用氢气作为燃料可以生产一种新型绿色环保车,减少汽车对环境的污染。但由于氢能源价格昂贵,制取氢气成本高,加上储存运输不安全等原因,还不能投入批量生产。学生通过实验知道化学是一门实用性很强的学科,随着科学技术的发展,人民生活水平的提高,化学已经渗透到生命学、材料学、能源学、环境学以及宇宙等前沿科学中,鼓动学生努力学习,将来发明一种廉价的方法来生产氢气,为社会制造更多的新型能源,消除环境污染,使学生感到学习化学知识的重要性及社会意义,从而引导学生把单纯的兴趣转变成为乐趣,再上升为持久、稳定的志趣,为培养学生的创新意识打下坚实的基础。
二、注重观察分析,培养学生的发现能力和思维能力
观察是一种有意识、有计划的较持久的知觉活动,是知觉的高级形式,是认识事物,获得知识、发现问题的源泉。观察力是智力的基础,创新能力的关键是创造性思维,而创造性思维是在观察的基础上进行的,观察与思维互相渗透才能促进学生的想象力,才有利于创造性思维的形成。教师在设计和演示实验时,一般不应告诉学生会发生什么现象,让学生带着悬念全面认真地观察实验过程中发生的各种现象,教育学生养成观察的良好习惯,有利于增强学生的观察能力。在教学中不要只是激发学生的兴趣而应注重学生观察能力的培养,因为敏锐、准确的观察力往往是发展抽象思维能力的基础,是发展创新思维能力的先导。引导学生平时观察日常生产、生活中的各种现象,并归纳、分类,与所学知识联系起来加以分析,使学生从中体会到观察的重要性、必要性,逐渐养成时时处处留意观察、分析的良好习惯,不断发现和掌握观察、分析事物的方法。
化学实验需要严谨的实事求是的科学态度和科学方法,要教育学生如实地反映实验现象和实验数据。从实验设计到演示操作,培养学生探索和研究解决问题的化学方法。如进行溶液pH的测定实验,要指导学生掌握观察、操作的方法,测定记录及分析处理的方法,实现由感性到理性的认识,发现化学的规律。在观察实验现象时,首先激发学生的观察兴趣,其次指导学生掌握观察实验的基本方法。在实际教学中,每做一个实验都应该指导学生观察什么,怎样观察。观察什么,具有目的性和选择性;怎样观察,一般顺序是以“反应前——反应中——反应后”这三个阶段来观察变化,一看反应物的色态,二看反应条件,三看反应现象,四看生成物色态。最后进行分析、比较、归纳、总结,有利于培养学生的观察能力和创新思维能力。例如,在做氢气还原氧化铜的实验时,学生看到试管内黑色的粉末逐渐变成红色,在干燥试管口处有水滴生成。在这个实验中,引导学生分析红色物质是什么?为什么有水生成?学生就会联想到,是氧化铜失去了氧变成了金属铜,氢气与氧化铜中的氧结合生成了水。在这个实验中还可以让学生分析,为什么要先通入氢气后才给氧化铜加热,反应结束后已经停止加热,为什么还要继续通入氢气直到试管冷却为止?让学生通过积极讨论、分析然后得出结论。从而实现由感性认识上升到理性认识的过程,长此以往,就能不断提高学生的思维能力。
三、创造实践机会,培养学生的操作能力和创造能力
化学科学是人类不断冲破旧的框框,大胆实验,逐步积累形成的,还有很多未知领域,需要我们去求新、去探索。要想有所发现和创新就必须具备一定的基础理论和知识,学会一些探索的基本方法。化学实验教学与理论教学是一个有机统一的整体,如果离开了实验教学,就失去了学生赖以形成概念规律的环境,单纯的理论教学就会变成一潭死水,毫无生机。那种“黑板实验”、“书本实验”、“背实验”,只能使学生落入一种俗套,感受不到科学的高度性、真实性,使学生处于一种“强迫式”的学习中,不利于学生个性的充分展现和能力的培养。因此在教学过程中,要加强实验教学,注意指导学生积极主动地参与实验活动,实现学生动手操作能力的提高,让学生在“做中学”,在“学中做”,手脑相长。只懂理论,不善于实践,是不能成为创造型人才的。要培养学生动手,首先必须给学生创造动手的机会,提高学生的动手能力、思维能力和综合能力。以前,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,没有直接参与,不利于其创新能力的培养。将演示实验改为探索性实验,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。课堂上教师应千方百计地提供机会,让学生亲身体验化学实验的操作过程,使化学创新式的学习过程成为一种“活、乐、动”的过程,让学生在化学实验操作过程中发现新问题、萌动新思想、形成新思路、寻找新方法、开拓新领域、获得新知识和技能。这种让学生亲自参与亲身体验的学习方法,能极大地调动学生的学习积极性,在知识的探究过程,始终处于一种兴奋的状态,有效地激发形象思维,提高学习效率。
课堂上如果能巧妙地安排一些简单易做、色彩鲜明、变化莫测甚至让人匪夷所思的小实验,能激发起学生的好奇心,激起学生探知究竟的欲望,有利于矫正被动型接受式的学习情绪,使学生产生极大的学习兴趣。开放实验室,让学生有更多的机会接触仪器,逐步培养学生的自学能力,引导学生由被动学习向主动学习转变。让学生通过亲自动手制作教具、模具,结合工农业生产、日常生活、环境保护等方面的内容设计小实验,并根据实验结果写成小论文等。把教具变成学生的学具,给学生实验和创造的机会,让学生养成不断探索的思维品质,学会发现问题的思考方法,学会用自己的头脑去获取知识,成为知识的发现者。
开展丰富多彩的课外活动,把课堂、实验室延伸到课外,让学生进行社会调查,到工厂、农村、商店等地进行参观、访问、调查。写出专题调查报告,并联系社会实际,提出改进意见和措施,使实验教学达到最佳境界,让学生感到学有所用,让学生学会创造性地学习、创造性地应用。变教师“教”转向学生“学”与“创”,让学生在实践活动中发现问题并提出解决问题的方法。改革课堂教学过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,转化学生的学习方式,让学生逐步养成主动参与、勤于动手、勇于实践、乐于探究的多元学习方式。培养学生搜集和处理信息、分析和解决问题、交流与合作的能力和对待科学精于求精的情感态度与价值观。
总之,实验教学是一项复杂的系统工作,究竟怎样才能搞好,达到培养学生创新能力的目的,还需要教师在实践中不断探索、总结经验,只有用创新的思想、创新的方法努力将自己培养成创新型的教师,才能使实验教学更加完善、更有实效,才能在化学教学过程中培养学生的创新意识和创造能力,才能为社会培养出更多的创造型人才。
(责任编辑:罗艳)