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摘要:化学实验教学是培养学生的学习兴趣和创新能力不可忽视的教学环节。本文提出切实采取措施加强实验教学、培养学生的兴趣和创新精神及提高化学教学质量的方法。
关键词:实验探究 创新
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验在化学教学中占有相当的比重,也是学生学习化学的基本方法。因此在化学教学中,教师应树立新的教学观念,改革注入式的教学方法,充分调动学生的学习兴趣和积极性,重视培养学生的创新能力和创新精神。
一、创设实验情境,激发创新意识
创设实验情境是教师为激发学生的情感与激活学生的思维所做的准备,教师根据不同的教学内容创设相应的实验情境,使学生进入一种特定的学习状态并参与其活动之中。教师利用学生对某些问题的争议和不同看法,使学生产生认知冲突的问题情境,驱使他们调动自己的知识储存,提出各种假想,进而做出多方认证,得到合理的结论。如用“空气中的CO2会不会变化?”“冬天不经常开窗的教室里CO2会不会增多?”等问题引导学生自主探究,这对培养学生的创新能力会起到重要的作用。
教师一方面可以让学生自己设计实验鼓励他们大胆地去发现新情况,探讨新问题,得出新结论,另一方面应充分利用课本上的家庭小实验。家庭小实验可以使学生在一个心理状态比较宽松的环境中,不受时间的限制,也可反复做、反复观察,直到认为满意为止。如学习完专题2(必修1)后,鼓励学生进行家庭小实验,使用pH试纸测定各种水果、食盐、纯碱、小苏打、食醋等物质的酸碱性,使学生获得新知识,知道了有胃酸的病人不宜食用哪些食物。又如学生利用家中备有的食盐、碱面、食醋、酒精、糖水和日常用品废弃物(小灯泡、玻璃杯、废电池中的碳棒等)进行酸碱盐溶液导电性的实验探究,通过实验得出结论:酸碱盐溶液导电是因为溶液中存在自由移动的离子,而固体和酒精、糖水没有自由移动的离子,所以不能导电。这一实验使学生加深了对所学知识的理解和掌握,激发了他们学习化学的兴趣。
学生通过小实验领略到了成功的喜悦,极大诱发了学生获得化学知识的强烈欲望,调动了学生的积极性。使学生在参与分析问题、解决问题的过程中,产生了强烈的创新动机,发掘创新潜能,发挥聪明才智,从而激发了学生的创新能力和创造精神。
二、在学生分组实验中,培养学生的创新思维能力
学生分组实验不仅是学生学习好化学知识、掌握操作技能的重要手段,而且是培养学生的创新思维能力、增强创造性的有效途径。
在学生做实验之前,首先要求学生进行预习,明白实验的目的、方法和操作步骤,写出实验预习报告,弄清楚通过本节实验学习到什么、要求你掌握什么知识和技能。
在实验开始之前,由教师进行讲解,让学生明白要做什么、该怎么做、在操作中该注意什么问题,明白影响实验成败的关键。
在达到以上目的之后,进一步启发学生对此实验还可以怎样去改进,怎样去操作。教师最好采用启发式教学,充分调动学生的思维能力和想象力,让学生多问几个为什么。此时此刻往往有不少同学能够提出问题,如能不能改进实验装置,能不能换成其他药品。教师此时可因势利导,让学生努力去尝试,努力去探究,最后把结论一起分析、探讨,从而培养学生的创新意识和创造性学习的习惯,为培养学生的科研精神树立良好的开端。
例如高一课本关于“金属钠及其化合物的性质”有一学生实验,要求学生收集一试管钠与水反应放出的气体并检验。它的实际操作是:将一小块钠用铝箔(事先用针刺一些小孔)包好,再用镊子夹住,放到装有水的烧杯底部,待反应放出气体时,用排水法收集一试管气体并检验。此法在实际操作时效果不好。铝箔包得紧,气体放不出来;包得松又影响气体的收集。当学生把这些问题反映上来时,教师抓住时机,发动大家集思广益改进实验。经过大家热烈的讨论,学生们提出了很多改进的方案。其中有一位学生提出的方案既现象明显,又易于操作,切实可行。方案是在装水的锥形瓶或大试管中(水的体积为容积的2/3),放一小块金属钠,迅速在瓶口或试管口塞上一个带尖嘴玻璃导管的单孔塞。估计产生的气体将容器内的空气排完后,点燃尖嘴导管处的气体,可看到气体的燃烧现象,证明产生的是氢气。
通过自己改进实验而得到的体会是很深刻的,看到实验改进成功时的心情也是无比喜悦的,这样一来不但加深了他们对学生实验的兴趣,而且有利于培养学生的创新思维能力。
三、改验证性实验为探索性实验
有教师指导的学生实验是培养学生的科学精神和观察能力、实验能力及创新思维能力的最佳途径。现行的高中新教材改变了过去教材叙述过于完整的风格,在许多实验中没有给出明确的现象、解释与结论,而是以问题或学案形式来体现,要求学生在实验观察的基础上去填空、交流、作答并得出结论。突出强调学生参与实验探究的积极性和独立思考性,引导学生将实验观察和理性思维集合在一起。
因此在新课程理念的指导下,教师更应充分挖掘教材实验中的探索性实验或更多地将验证性实验改为探索性实验,用心组织、潜心研究、创设问题情景,指导学生探究并与学生一起探究学习,展示获取知识的过程。对学生进行的科学方法教育渗透在科学探究的全过程中,让学生在具体的实践过程中,在学习和运用的过程中学习科学的方法。可使学生喜欢在未知的情景中探索,寻求发现新途径、新关系、新知识,并运用知识解决问题,从而不断增强他们的创新意识。
比如,在讲原电池时,我先提出这样一个问题:“家用手电筒中的电池、蓄电池、宇宙火箭中的高能电池是如何产生电能的?”已具备一定化学知识的学生很快意识到是化学能转变为电能。然后我让学生利用桌上提供的如下药品和材料:铁片、铜片、石墨棒、稀硫酸、硫酸铜晶体、水、蔗糖溶液、电流计、导线若干。要求设计原电池,并验证在外电路(导线上)可获得电流,并观察该装置工作时发生的现象。显然,这是一个富有挑战性、富有创新能力的实验课题。通过学生对实验药品和材料进行尝试选择,并对实验条件进行适当控制,对现象进行仔细观察和记录,接着让学生根据实验事实,对上述几种原电池的电极材料、溶液成份、电极上现象、电极反应进行归纳填空,得出结论:
①构成原电池的条件:______________________________________________________
②电极判定方法: ______________________________________________________
③电极反应书写规律:______________________________________________________
这样通过创设情景、提供药品和材料进行探究实验,而不是让学生一边看书一边操作,如同“照方抓药”,学生会认真地思考、操作,仔细地观察,如实地记录,积极地根据实验现象进行分析、归纳,属于创新性探索课题。学生的思维被激活,对促进学生探究能力和创新思维的发展有很大的作用。
变“验证性”实验为“探索性”实验,不但能使学生主动地参与探索,还能帮助学生理解实验的原理,既“知其然”又“知其所以然”,把感性认识上升到理性高度。“探究性”实验还提供了理论指导实践、在新情境下解决新问题的机会,培养了学生的创新思维能力。
四、改进演示实验,培养学生的创新思维能力
做好演示实验是成功上好每一节化学课的重要环节,对于教材中的演示实验,我总是按大纲要求百分之百地完成。在上课之前,总是认真预演、认真思考、勇于探索。在满足直观简明、易操作、安全可靠、富有启发性和创造性的前提下,积极改进,力于钻研。争做勇于进取、善于创新的模范,无论实验方法的革新、实验的新颖设计,对于学生都有很强的感染力,会潜移默化地在学生中播下创新的种子。
如在讲单质碘的性质时,把碘升华这一物理性质实验与碘的化学性质实验(碘与铁反应)组合设计为一个实验;在蒸发皿中混合适量铁粉和碘,再滴入几滴水作催化剂,立即看到紫红色蒸气冉冉升起,将表面皿罩在蒸气上方,即可看到碘蒸气凝结为固体碘。这样演示不仅使学生印象深刻,而且掌握了碘的物理性质和化学性质。
又如在检验二价铁离子时,我并没有按课本上的程序直接去做,而是先用硫氰化钾溶液和亚铁氰化钾溶液分别在白纸上写成无色的字,再用装有三氯化铁溶液的喷雾器喷雾,便显出血红大字,顿时课堂气氛十分活跃,这时再去完成其他的教学任务,效果很好。
再如讲镁的性质时,我先提出镁带能不能在CO2中燃烧,学生意见不统一,大多数人认为不能燃烧,其理由是CO2 能够灭火,给学生一定的时间讨论、思考,然后再做演示实验。通过以上的实验设计,不但体现了演示实验的基本功能,还能够启发学生的创新思维能力。
总之,在实验教学中,首先提供真实、鲜明、生动的实验,刺激学生感官,使学生获得感性认识;其次提供典型、系列的实验,促进学生想象、思维、记忆、迁移;最后设计最有说服力的实验,才能培养学生的创新能力。
(作者单位:浙江省嘉兴市秀水高级中学)
关键词:实验探究 创新
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验在化学教学中占有相当的比重,也是学生学习化学的基本方法。因此在化学教学中,教师应树立新的教学观念,改革注入式的教学方法,充分调动学生的学习兴趣和积极性,重视培养学生的创新能力和创新精神。
一、创设实验情境,激发创新意识
创设实验情境是教师为激发学生的情感与激活学生的思维所做的准备,教师根据不同的教学内容创设相应的实验情境,使学生进入一种特定的学习状态并参与其活动之中。教师利用学生对某些问题的争议和不同看法,使学生产生认知冲突的问题情境,驱使他们调动自己的知识储存,提出各种假想,进而做出多方认证,得到合理的结论。如用“空气中的CO2会不会变化?”“冬天不经常开窗的教室里CO2会不会增多?”等问题引导学生自主探究,这对培养学生的创新能力会起到重要的作用。
教师一方面可以让学生自己设计实验鼓励他们大胆地去发现新情况,探讨新问题,得出新结论,另一方面应充分利用课本上的家庭小实验。家庭小实验可以使学生在一个心理状态比较宽松的环境中,不受时间的限制,也可反复做、反复观察,直到认为满意为止。如学习完专题2(必修1)后,鼓励学生进行家庭小实验,使用pH试纸测定各种水果、食盐、纯碱、小苏打、食醋等物质的酸碱性,使学生获得新知识,知道了有胃酸的病人不宜食用哪些食物。又如学生利用家中备有的食盐、碱面、食醋、酒精、糖水和日常用品废弃物(小灯泡、玻璃杯、废电池中的碳棒等)进行酸碱盐溶液导电性的实验探究,通过实验得出结论:酸碱盐溶液导电是因为溶液中存在自由移动的离子,而固体和酒精、糖水没有自由移动的离子,所以不能导电。这一实验使学生加深了对所学知识的理解和掌握,激发了他们学习化学的兴趣。
学生通过小实验领略到了成功的喜悦,极大诱发了学生获得化学知识的强烈欲望,调动了学生的积极性。使学生在参与分析问题、解决问题的过程中,产生了强烈的创新动机,发掘创新潜能,发挥聪明才智,从而激发了学生的创新能力和创造精神。
二、在学生分组实验中,培养学生的创新思维能力
学生分组实验不仅是学生学习好化学知识、掌握操作技能的重要手段,而且是培养学生的创新思维能力、增强创造性的有效途径。
在学生做实验之前,首先要求学生进行预习,明白实验的目的、方法和操作步骤,写出实验预习报告,弄清楚通过本节实验学习到什么、要求你掌握什么知识和技能。
在实验开始之前,由教师进行讲解,让学生明白要做什么、该怎么做、在操作中该注意什么问题,明白影响实验成败的关键。
在达到以上目的之后,进一步启发学生对此实验还可以怎样去改进,怎样去操作。教师最好采用启发式教学,充分调动学生的思维能力和想象力,让学生多问几个为什么。此时此刻往往有不少同学能够提出问题,如能不能改进实验装置,能不能换成其他药品。教师此时可因势利导,让学生努力去尝试,努力去探究,最后把结论一起分析、探讨,从而培养学生的创新意识和创造性学习的习惯,为培养学生的科研精神树立良好的开端。
例如高一课本关于“金属钠及其化合物的性质”有一学生实验,要求学生收集一试管钠与水反应放出的气体并检验。它的实际操作是:将一小块钠用铝箔(事先用针刺一些小孔)包好,再用镊子夹住,放到装有水的烧杯底部,待反应放出气体时,用排水法收集一试管气体并检验。此法在实际操作时效果不好。铝箔包得紧,气体放不出来;包得松又影响气体的收集。当学生把这些问题反映上来时,教师抓住时机,发动大家集思广益改进实验。经过大家热烈的讨论,学生们提出了很多改进的方案。其中有一位学生提出的方案既现象明显,又易于操作,切实可行。方案是在装水的锥形瓶或大试管中(水的体积为容积的2/3),放一小块金属钠,迅速在瓶口或试管口塞上一个带尖嘴玻璃导管的单孔塞。估计产生的气体将容器内的空气排完后,点燃尖嘴导管处的气体,可看到气体的燃烧现象,证明产生的是氢气。
通过自己改进实验而得到的体会是很深刻的,看到实验改进成功时的心情也是无比喜悦的,这样一来不但加深了他们对学生实验的兴趣,而且有利于培养学生的创新思维能力。
三、改验证性实验为探索性实验
有教师指导的学生实验是培养学生的科学精神和观察能力、实验能力及创新思维能力的最佳途径。现行的高中新教材改变了过去教材叙述过于完整的风格,在许多实验中没有给出明确的现象、解释与结论,而是以问题或学案形式来体现,要求学生在实验观察的基础上去填空、交流、作答并得出结论。突出强调学生参与实验探究的积极性和独立思考性,引导学生将实验观察和理性思维集合在一起。
因此在新课程理念的指导下,教师更应充分挖掘教材实验中的探索性实验或更多地将验证性实验改为探索性实验,用心组织、潜心研究、创设问题情景,指导学生探究并与学生一起探究学习,展示获取知识的过程。对学生进行的科学方法教育渗透在科学探究的全过程中,让学生在具体的实践过程中,在学习和运用的过程中学习科学的方法。可使学生喜欢在未知的情景中探索,寻求发现新途径、新关系、新知识,并运用知识解决问题,从而不断增强他们的创新意识。
比如,在讲原电池时,我先提出这样一个问题:“家用手电筒中的电池、蓄电池、宇宙火箭中的高能电池是如何产生电能的?”已具备一定化学知识的学生很快意识到是化学能转变为电能。然后我让学生利用桌上提供的如下药品和材料:铁片、铜片、石墨棒、稀硫酸、硫酸铜晶体、水、蔗糖溶液、电流计、导线若干。要求设计原电池,并验证在外电路(导线上)可获得电流,并观察该装置工作时发生的现象。显然,这是一个富有挑战性、富有创新能力的实验课题。通过学生对实验药品和材料进行尝试选择,并对实验条件进行适当控制,对现象进行仔细观察和记录,接着让学生根据实验事实,对上述几种原电池的电极材料、溶液成份、电极上现象、电极反应进行归纳填空,得出结论:
①构成原电池的条件:______________________________________________________
②电极判定方法: ______________________________________________________
③电极反应书写规律:______________________________________________________
这样通过创设情景、提供药品和材料进行探究实验,而不是让学生一边看书一边操作,如同“照方抓药”,学生会认真地思考、操作,仔细地观察,如实地记录,积极地根据实验现象进行分析、归纳,属于创新性探索课题。学生的思维被激活,对促进学生探究能力和创新思维的发展有很大的作用。
变“验证性”实验为“探索性”实验,不但能使学生主动地参与探索,还能帮助学生理解实验的原理,既“知其然”又“知其所以然”,把感性认识上升到理性高度。“探究性”实验还提供了理论指导实践、在新情境下解决新问题的机会,培养了学生的创新思维能力。
四、改进演示实验,培养学生的创新思维能力
做好演示实验是成功上好每一节化学课的重要环节,对于教材中的演示实验,我总是按大纲要求百分之百地完成。在上课之前,总是认真预演、认真思考、勇于探索。在满足直观简明、易操作、安全可靠、富有启发性和创造性的前提下,积极改进,力于钻研。争做勇于进取、善于创新的模范,无论实验方法的革新、实验的新颖设计,对于学生都有很强的感染力,会潜移默化地在学生中播下创新的种子。
如在讲单质碘的性质时,把碘升华这一物理性质实验与碘的化学性质实验(碘与铁反应)组合设计为一个实验;在蒸发皿中混合适量铁粉和碘,再滴入几滴水作催化剂,立即看到紫红色蒸气冉冉升起,将表面皿罩在蒸气上方,即可看到碘蒸气凝结为固体碘。这样演示不仅使学生印象深刻,而且掌握了碘的物理性质和化学性质。
又如在检验二价铁离子时,我并没有按课本上的程序直接去做,而是先用硫氰化钾溶液和亚铁氰化钾溶液分别在白纸上写成无色的字,再用装有三氯化铁溶液的喷雾器喷雾,便显出血红大字,顿时课堂气氛十分活跃,这时再去完成其他的教学任务,效果很好。
再如讲镁的性质时,我先提出镁带能不能在CO2中燃烧,学生意见不统一,大多数人认为不能燃烧,其理由是CO2 能够灭火,给学生一定的时间讨论、思考,然后再做演示实验。通过以上的实验设计,不但体现了演示实验的基本功能,还能够启发学生的创新思维能力。
总之,在实验教学中,首先提供真实、鲜明、生动的实验,刺激学生感官,使学生获得感性认识;其次提供典型、系列的实验,促进学生想象、思维、记忆、迁移;最后设计最有说服力的实验,才能培养学生的创新能力。
(作者单位:浙江省嘉兴市秀水高级中学)