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中学化学新课标要求学生树立创新教育观,培养学生的创新精神和创新能力,它是创新教育的核心,是实现由应试教育向素质教育转变的关键。化学实验是一种最有效的教学形式,它可以帮助学生获取化学知识,提高化学素养,树立唯物主义思想,为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实和帮助;它具有目的性、探索性、现实性和易感知性,可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,培养学生观察、分析和解决问题的能力;初步掌握一些常用的化学实验技能,培养学生实事求是、严谨认真的科学态度和方法。在实验教学中,教师应该重视实验教学,尤其是创新型的实验教学,可以大大提高化学教学质量和效果,同时有助于培养学生的创新思维能力。
一、演示实验──创新思维能力的基石
演示实验为学生提供感性认识材料,并在此基础上引导学生探求新知,学生在观察的同时便会积极地思考,它是训练学生创新思维的重要契机。所以,教师应养成利用从演示实验现象中所获得感性材料,来引导学生进行思维加工,经过科学抽象的思维,形成完整的知识体系。
在做演示实验之前,应注意把每个操作讲清楚,同时要分析说明理由,多问几个为什么。比如,在演示二氧化碳的实验室制法时,若教师只告诉学生怎样做,死记实验步骤,显而易见,这是不够的。因为学生不明白为什么要这样做。教师可根据实验室制取二氧化碳的原理、反应条件及反应物状态、性质等,说明为什么要采用课本中的固──液不加热制气体的发生装置,而不采用固体加热制气体的装置呢。随后引导学生根据二氧化碳的性质,决定采用什么方法收集。为了防止污染环境,反应后的残液中含有什么物质?该怎样处理?再引导学生分析从发生装置产生的气体可能含有的杂质,根据杂质和CO2气体的性质,要得到纯净的CO2气体,该采取什么措施除去杂质(即用什么试剂和装置)。最后,引导学生如何根据气体的性质检验气体和验证气体已收集满(即验满)。由以上分析,根据装置演示该实验。这样学生容易记住实验现象和内容,以后遇到类似的气体制取实验时,就懂得应根据以下几方面去思考:(1)先根据实验原理和反应物的状态、条件确定选用气体发生装置;(2)采用什么方法除去杂质;(3)气体的性质决定收集装置和尾气处理装置以及实验残余物的处理。从中培养学生围绕着具体的实验内容有针对性地进行思考,展开思维训练活动,培养学生的创新思维能力。
学生的创新思维活动是在他们感到迫切需要解决新问题时开始的,因此,在教学中还应充分发挥实验设疑作用,使实验内容和所学知识具体化、条理化、问题化,启发学生强烈的求知欲,使学生始终处于有效的、积极的思维状态,提高教学效果。例如,在学习二氧化碳的实验室制法结束后,提出问题:(1)根据实验室原理,请学生再设计别的装置来制取二氧化碳?(2)已经掌握的能产生二氧化碳的化学反应还有哪些?为什么实验室不用来制取二氧化碳呢?(3)如果实验室暂时没有稀盐酸,能否用硫酸、硝酸来代替呢?经过学生的动手、动脑回答后,引导学生进行分析、评价,不仅提高了学生的学习兴趣,巩固了所学知识,还培养了学生的创新能力。
二、设计实验──创新思维能力的建构
在学生具备了一定的化学基础知识、掌握一定的化学实验操作技能后,教师应有目的地做一些实验习题,要求学生按照要求,根据已学过的实验原理和方法,设计出实验方案,并且对学生的实验操作提出具体要求。这是对学生进行科学训练,培养实事求是、独立思考、开始创新的一种有效途径。例如,在学习碳酸盐的检验后,可以给学生一个探索性题目:用实验证明岩石中是否含有碳酸根。在确定此实验设计的过程中,可以给学生这样的启示:应考虑物质中如果含有碳酸根,怎样用实验方法来证明,将用到哪些药品?提问:为什么野外地质人员经常随身携带一瓶无色液体?这样既启发了学生的思维,又培养了他们解决实际问题的能力。又如,在学习了碱的性质后,要求学生设计一个实验方案:说明NaOH溶液中能使酚酞变红的粒子是氢气根离子,可先引导学生分析、思考下列问题后再进行设计:
(1)溶液中存在哪几种粒子?
(2)再引导学生分析纯净水(蒸馏水)、NaCL 溶液中存在哪些粒子?在这两种液体中滴入酚酞会出现红色吗?
(3)分析NaOH溶液与纯净水、NaCL 溶液中所含微粒的差异。
(4)能否用KCI溶液代替NaCL溶液,某个步骤能否省略?
根据以上分析写出实验方案,经过教师审查后再进行实验验证。
同一实验可能会有不同的实验方案,都可以让学生去进行实践并进行交流,对每个方案进行评价,激发学生的创新思维。在实际试验中应抓住侧重点展开思维训练,引导学生从某些典型实验探究入手,逐步上升到一般性、规律性的认识,培养学生的思维创新能力。
三、科学探究──创新思维能力的内核
除了课堂实验教学要注重学生的创新思维训练,以提高教学效果和质量外,还要倡导学生结合所学知识,在课外日常生活中,联系实际,解释社会生产、生活中的某些化学现象和所涉及的问题。比如,对空气成分的探究;对土壤成分的检测;对化肥的检验;对一些工厂排放出来的废气、废水成分的分析及对环境的污染情况,如何防治等问题的调查;对钢铁锈蚀现象的解释和该怎样进行防护;对装潢材料中是否含有甲醛的检测;以及对蔬菜、水果中维生素、农药残留物的检测等。通过这些实验和调查活动,运用化学知识积极展开思考,提高学生分析问题和解决实际问题的能力。
一、演示实验──创新思维能力的基石
演示实验为学生提供感性认识材料,并在此基础上引导学生探求新知,学生在观察的同时便会积极地思考,它是训练学生创新思维的重要契机。所以,教师应养成利用从演示实验现象中所获得感性材料,来引导学生进行思维加工,经过科学抽象的思维,形成完整的知识体系。
在做演示实验之前,应注意把每个操作讲清楚,同时要分析说明理由,多问几个为什么。比如,在演示二氧化碳的实验室制法时,若教师只告诉学生怎样做,死记实验步骤,显而易见,这是不够的。因为学生不明白为什么要这样做。教师可根据实验室制取二氧化碳的原理、反应条件及反应物状态、性质等,说明为什么要采用课本中的固──液不加热制气体的发生装置,而不采用固体加热制气体的装置呢。随后引导学生根据二氧化碳的性质,决定采用什么方法收集。为了防止污染环境,反应后的残液中含有什么物质?该怎样处理?再引导学生分析从发生装置产生的气体可能含有的杂质,根据杂质和CO2气体的性质,要得到纯净的CO2气体,该采取什么措施除去杂质(即用什么试剂和装置)。最后,引导学生如何根据气体的性质检验气体和验证气体已收集满(即验满)。由以上分析,根据装置演示该实验。这样学生容易记住实验现象和内容,以后遇到类似的气体制取实验时,就懂得应根据以下几方面去思考:(1)先根据实验原理和反应物的状态、条件确定选用气体发生装置;(2)采用什么方法除去杂质;(3)气体的性质决定收集装置和尾气处理装置以及实验残余物的处理。从中培养学生围绕着具体的实验内容有针对性地进行思考,展开思维训练活动,培养学生的创新思维能力。
学生的创新思维活动是在他们感到迫切需要解决新问题时开始的,因此,在教学中还应充分发挥实验设疑作用,使实验内容和所学知识具体化、条理化、问题化,启发学生强烈的求知欲,使学生始终处于有效的、积极的思维状态,提高教学效果。例如,在学习二氧化碳的实验室制法结束后,提出问题:(1)根据实验室原理,请学生再设计别的装置来制取二氧化碳?(2)已经掌握的能产生二氧化碳的化学反应还有哪些?为什么实验室不用来制取二氧化碳呢?(3)如果实验室暂时没有稀盐酸,能否用硫酸、硝酸来代替呢?经过学生的动手、动脑回答后,引导学生进行分析、评价,不仅提高了学生的学习兴趣,巩固了所学知识,还培养了学生的创新能力。
二、设计实验──创新思维能力的建构
在学生具备了一定的化学基础知识、掌握一定的化学实验操作技能后,教师应有目的地做一些实验习题,要求学生按照要求,根据已学过的实验原理和方法,设计出实验方案,并且对学生的实验操作提出具体要求。这是对学生进行科学训练,培养实事求是、独立思考、开始创新的一种有效途径。例如,在学习碳酸盐的检验后,可以给学生一个探索性题目:用实验证明岩石中是否含有碳酸根。在确定此实验设计的过程中,可以给学生这样的启示:应考虑物质中如果含有碳酸根,怎样用实验方法来证明,将用到哪些药品?提问:为什么野外地质人员经常随身携带一瓶无色液体?这样既启发了学生的思维,又培养了他们解决实际问题的能力。又如,在学习了碱的性质后,要求学生设计一个实验方案:说明NaOH溶液中能使酚酞变红的粒子是氢气根离子,可先引导学生分析、思考下列问题后再进行设计:
(1)溶液中存在哪几种粒子?
(2)再引导学生分析纯净水(蒸馏水)、NaCL 溶液中存在哪些粒子?在这两种液体中滴入酚酞会出现红色吗?
(3)分析NaOH溶液与纯净水、NaCL 溶液中所含微粒的差异。
(4)能否用KCI溶液代替NaCL溶液,某个步骤能否省略?
根据以上分析写出实验方案,经过教师审查后再进行实验验证。
同一实验可能会有不同的实验方案,都可以让学生去进行实践并进行交流,对每个方案进行评价,激发学生的创新思维。在实际试验中应抓住侧重点展开思维训练,引导学生从某些典型实验探究入手,逐步上升到一般性、规律性的认识,培养学生的思维创新能力。
三、科学探究──创新思维能力的内核
除了课堂实验教学要注重学生的创新思维训练,以提高教学效果和质量外,还要倡导学生结合所学知识,在课外日常生活中,联系实际,解释社会生产、生活中的某些化学现象和所涉及的问题。比如,对空气成分的探究;对土壤成分的检测;对化肥的检验;对一些工厂排放出来的废气、废水成分的分析及对环境的污染情况,如何防治等问题的调查;对钢铁锈蚀现象的解释和该怎样进行防护;对装潢材料中是否含有甲醛的检测;以及对蔬菜、水果中维生素、农药残留物的检测等。通过这些实验和调查活动,运用化学知识积极展开思考,提高学生分析问题和解决实际问题的能力。