拓展课外实验 培养创新能力

来源 :化学教与学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxiaoaisc
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  摘要:通过带领指导学生做一系列的课外拓展实验,大大激发了学生学习兴趣和热情,学生通过亲自深入实践,不仅增强了理解力,降低了学习的难度,而且锻炼了学生的耐心和细心,提高了学生的动手能力和思维的广度和深度。
  关键词:实验;反思;实践;趣味;创新
  文章编号:1008-0546(2016)06-0089-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
  doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.031
  美国学者埃德加·戴尔1946年提出了“学习金字塔”的理论。以语言学习为例,在初次学习两个星期后:在塔尖,第一种学习方式——“听讲”,也就是老师在上面说,学生在下面听,这种我们最熟悉最常用的方式,学习效果却是最低的,两周以后学习的内容只能留下5%。第二种,通过“阅读”方式学到的内容,可以保留10%。第三种,用“声音、图片”的方式学习,可以达到20%。第四种,是“示范”,采用这种学习方式,可以记住30%。第五种,“小组讨论”,可以记住50%的内容。第六种,“做中学”或“实际演练”,可以达到75%。最后一种在金字塔基座位置的学习方式,是“教别人”或者“马上应用”,可以记住90%的学习内容。爱德加·戴尔提出,学习效果在30%以下的几种传统方式,都是个人学习或被动学习;而学习效果在50%以上的,都是团队学习、主动学习和参与式学习。
  学习金字塔理论是我平时教学方法的依据,做了诸多尝试,效果显著。具体实践如下:
  一、家庭小实验,引导学生学会化学的研究方法
  1. 铁粉的探究
  课上讲铁生锈的实验,建议学生做家庭小实验。学生把月饼盒里的黑色干燥剂 (主要成分是铁粉,还有食盐等)放在煤气灶上的火焰上灼烧,看到了壮观惊险火星四射的现象。还有同学拿月饼包装盒里的铁粉,做了如下实验,首先,她把铁粉放在水里,充分搅拌后,静置,倒掉上层清液,将下层的黑色不溶物晾干,在晾干的过程中发现,黑色粉末变红了,接着,她把白醋分别倒入黑色和红色粉末中,意外地发现,液体逐渐变黄了,当学生绘声绘色的描述完毕,我赞扬道:“你好前卫哦!已经把初三化学第五章金属的性质和第七章酸碱盐的性质实验做了”。学生听了,很惊喜,迫不及待地要我告诉他实验原理。这时候,学生的学习,已经不是我让他学了,早已变成我要学了,我们知道,内驱力是做好一件事的关键,当孩子在实验中体会到化学的乐趣和神奇,那种忘我的投入的激情,爆发的力量是巨大的。
  2. 铜丝的探究
  有同学在家里做实验,在煤气灶上加热铜丝,并拍了视频,我在课上播放了该视频,让学生观察现象。学生们惊叫:“咦!绿色火焰,铜丝变黑。”学生的思维是活跃的,还把加热的铜丝放到水中,发现黑色仍然存在,她又拿餐巾擦拭,发现纸上留有黑色粉末,但铜丝依然是黑的。我问:“变黑后的铜丝放到水中,铜丝依然是黑色,说明黑色物质是否溶于水?”学生答:“不溶!”那纸上的黑色粉末一定是氧化铜吗?”学生答:“根据蜡烛燃烧,白瓷片上的炭黑,可能有炭黑,还可能有氧化铜。”我赞扬学生的延伸思维,继续问,请猜测黑色粉末可能有几种组成?学生答出了3种:一、只有氧化铜,二、只有碳粉,三、两者都有。我赞扬到:说的太好了,你们无意中编了一道中考实验题啊!请大家想想,如果没有同学做这样一个实验,我们会有这么多思考吗?所以,动手实验是思考的源泉,更是我们创造的源泉,希望更多的同学投入到实验的队伍中去。
  现在的孩子,在家里除了写作业,就是看书,很少有动手做事的习惯,不仅动手能力日益退化,而且,懒得动的习惯日益养成,从孩子长远的角度来看,肯定是不利的。作为一名化学老师,希望通过化学实验,养成孩子勤动手的习惯,进而延伸到生活的方方面面,成为一个自食其力的独立人。
  二、带领学生一起设计实验方案
  今年参加了全国十二届化学创新实验研讨会,对参赛作品——创新版喷泉实验[1]兴致很浓,参赛回来后,迫不及待地对着操作图,组装仪器,可就要动手实验时,我犹豫了,若先停止加热,后夹止水夹,水会倒吸,若先夹止水夹,后熄灯,试管可能会爆裂。犹豫再三,决定两者都试试看,如我所猜,水倒吸了!庆幸地是,试管没爆,可实验只成功了一半呢!课堂上,我把难题抛给学生,学生从大气压的角度分析,想出一个解决方案,把试管改成支管,接一个防倒吸装置。在实验室里,我站在一边,让他们看着我事先组装好的仪器,分析实验原理,思考实验步骤,尤其是是三个止水夹的开关的先后顺序。学生们先是七嘴八舌各抒己见,而后,静下来沉思,然后各自提出自己的观点,商量讨论到大家观点一致,都认可时,决定开动实验,在开动实验前,他们又分工合作,你做什么,我做什么。等一切准备就绪,开始实验,当喷泉缓缓喷出的一霎那,“耶!我们成功了。”其实,带学生一起探究实验,并不是一定要做出什么发明创造,更是为了培养学生的思维习惯,培养小组合作讨论的团队意识,更是让他们感受到一种成就感,体验到动手动脑带来的无限乐趣。这种精神上的愉悦是发自内心的,比任何物质上的享受都更能激励学生,增强自信心。
  三、学生在实验中反思提升
  1.火星写字的探究
  溶液这一章是个难点,尤其降温结晶和蒸发结晶学生不易理解,为此,我带部分同学做趣味实验——火星写字[2],到了实验室,我一改往日先说后做的风格,不声不响做实验,让他们观察,然后模仿操作。他们操作时,脑子里的问号就跳出来了,纷纷提问,这神奇的实验,背后的原理是什么呢?我详细解释,他们点头。然后,我建议他们拍微视频,我闪到一边,任由他们分工,商量,折腾。学生的思维是活跃的,也是有序的,更是出乎我预料的。他们稍稍商量后,分成3组,每组一人负责录像,一人负责做实验,一人负责讲解实验名称、操作步骤、实验原理。看着他们严肃、小心翼翼的神情动作,我窃喜,效果达到了。各组炫耀自己的作品时,发现有的作品不太好,他们又聚在一起研讨:带火星木条点燃纸张时,纸是竖着拿?还是横着拿?一定要吹干纸,还是略微潮湿?硝酸钾和水的比例多少最合适?经过大家反复验证发现,纸横着拿,纸张干燥,试管里硝酸钾和水各一半时,实验效果最好。   等讲到晶体时,我把该实验搬到教室,请同学上台表演,在最关键的一步,表演者可能太紧张,竟拿着燃着的木条点了纸片,整张纸烧起来了,台下心急的同学吼他笨,我笑笑,换张做过手脚的纸给他重新做,火龙出来了,大家鼓掌,我说,刚才朱同学把整张纸烧坏了,未必是坏事,一个实验成功,一个实验失败,刚好验证了硝酸钾的着火点比纸低!其实,只要做实验,就会有失败,大凡成功的实验都要经历过无数次的失败做铺垫。等我讲到这里的时候,抬头,看到表演者沮丧的脸瞬间眉飞色舞,我倒吸了一口冷气,暗自庆幸,这无心的安慰好及时呢!一个本来特聪明的学生被同学们说笨,打击非同小可呢!
  2. 硫酸铜晶体的探究
  在讲晶体的时候,我们在教室里做起了硫酸铜晶体,并亲切地昵称为养宝宝,硫酸铜晶体制作过程如下[3] “宝宝成长日记”。1.称取硫酸铜晶体放在烧杯里,加入水,当晶体完全溶解后过滤,得到硫酸铜的饱和溶液。2.冷却,取一小块硫酸铜晶体作为晶种,用细线扎牢后吊入溶液中。3.每隔一天,把晶体转移到另一个盛有饱和硫酸铜溶液的烧杯中,晶体不断长大。晶体实验继续中,学生汤问:我们的结晶有问题,每次晶核上都会长出一串,是怎么回事呢?我反问,你觉得呢?汤:可能是我们配的溶液太浓了吧?我们想重新配稀点的溶液来试试看?我:你们终于意识到自己的贪心了,把我一大瓶硫酸铜粉末全都用完了,其实,根本不需要这么多的,多胞胎连体婴儿,就当为你们的贪心买单了。汤:我们以为溶液越浓,效果越好呢,没曾想……然后,他们分工行动,重新找了晶核,重新配溶液,重新培养出一个俊美的健康宝宝。学生花:老师真坏,为啥不早告诉我们呢?我:不曾经历过,怎会懂得呢?凡事我都事先打好预防针,你们走捷径,这和养小猪罗有区别吗?我要培养的是会思考的创新人才呢!
  四、学生演示并讲解实验难点
  很多学生对量液管的使用原理搞不清楚,我带他们到实验室,拿来仪器,让学生组装,问:谁可以上来边演示边讲解?几个男生大大方方地上来,一边做实验,一边讲解,甚至还在黑板上画图,那架势,那神情,和老师无异,下面的同学不停地鼓掌、喝彩、纠正、补充,气氛活跃。此情此景,我感慨万分,就在想,平时我们以老师讲解为主的课堂,真淹没了这些孩子,真应该多创造机会,让学生讲,学生做,好的学生不比老师讲的差,甚至他独到的思维和见解,比老师讲的还要精彩、有效,如果从小学开始,每节课能给更多的孩子这样的机会,久而久之,不论是学生的能力,还是老师的眼界,更有学习效率都会大幅提高,最关键的是,这样培养出来的学生,更有思考力、表达能力、动手能力,而不是只会做题的机器,这也许就是我将来要探究的方向吧?
  五、带领学生走出教室,做趣味实验
  1. 铝热反应
  班级一个化学发烧友自带了铝热反应的药品,我们自修课在操场上做实验,操场上打球的同学全都围了过来,可惜天公不作美,风很大,镁带总是点不燃,胆大的学生钱和程用双手挡风,黄脱了棉袄挡风,被我制止。时间一分一分过去了,可镁带就是不给面子,好多次,我想宣布放弃,可是看着围观的学生都在眼巴巴地期盼着,没有丝毫离去的念头,话到嘴边,又收回,最终,镁带被学生的耐心和诚意打动,滋滋冒烟了,引燃了铝热剂,就在火光冲天的一瞬间,围观的学生们一起鼓掌欢呼!苍天不负好奇心呢!
  2. 焰色反应
  讲金属的物理性质,补做了改进版的焰色反应[4],具体操作如下:各取氯化铜、氯化钡、氯化钙、氯化钠一克,放在坩埚盖里,坩埚盖放在试管架上,各滴入一毫升酒精,点燃,各色火焰争相绽放,犹如美丽的焰火,火焰熄灭后,学生们意犹未尽,问:若滴加酒精,它们还可以燃烧吗?我说,那就试试看呗?然后,再滴加酒精点燃,颜色反应依然绽放。学生甲问:为什么还可以继续燃烧呢?学生乙答:焰色反应是物理变化嘛,当然还可以看到火焰了,我点头默许。
  六、 结束语
  “提高学生的创新精神,培养智慧型的学生。”一直是我们教育工作者孜孜以求的最高境界,但如何到达我们梦寐以求的境界呢?我想引用普鲁斯特[5]的一段话来给予答案:获得智慧有两种,一种是教师传授,毫无痛苦,另一种则是来自生活本身,充满痛苦。而事实是:来自痛苦的智慧方是真知。学生从走进学校的那一天,老师就像他们灌输高尚的道德和情操,将来回首往事,他们也许会觉得了无遗憾,要是愿意,他们甚至可以将过去的所言所行,公之于众而毫无愧疚,但说实在的,他们是可怜虫,无谓的教条的牺牲品,他们学来的东西意义不大,智慧是教不出来的,只有通过自身的经历去发现,没有人可以分担,任何人也不能代劳。其实道理类似于中国的一句古话:“实践出真知。”学生只有通过亲自实验,在一次又一次的失败者中,总结、反思、改进,才能真正提升智慧,创设精华。
  参考文献
  [1][4]中国教育学会化学教学专业委员会.全国第十二届化学实验教学创新研讨会资料汇编[M].2015:56,243
  [2][3]刘正贤主编,中学化学实验大全[M].上海:上海教育出版社,1998:409,439
  [5] 阿兰.得波顿.拥抱似水年华[M].上海:上海世纪出版社,2004;68-69
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