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【摘 要】化学实验的魅力就在于不断的创新,将创新引入化学实验,会为化学教育增添新的活力。本文从一个具体的实例出发,阐述在平常的实验教学中如何植入创新思想。
【关键词】创新实验 创新能力 创新意识
所谓创新就是活动主体所从事的产生新思想和新事物的活动,创新是人类社会发展与进步的永恒主题。实施创新教育是时代发展对教育提出的要求,当今知识经济时代的特征是创新,国际间综合国力的竞争,实质上是创新人才的水平和数量的竞争。江泽民1995年在全国科学技术大会上提出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”创新教育是提高中华民族的科学文化素质,培养创新人才的前提和基础,是“科教兴国”的重要举措。
针对化学学科的特点,在化学实验教学中实施创新教育有广阔的空间、丰富的内容。化学实验在化学教学中不单纯是一种为学生提供知识的直观手段更以其生动的魅力和丰富的內容在培养学生的创新精神和实践能力方面,发挥其独特的功能和作用。本文结合课堂教学实际,以一个具体实例,就化学实验教学中如何运用创新教育,谈一点体会。在鲁科版高二化学教材中有关于原电池的相关探究性实验,作者在书本的基础上,运用原电池的工作原理,设计了一个新颖的情境实验,一下子将学生的积极性充分的调动起来,大大的激发了学生探究学习的兴趣。本实验的名称为铜变“银”、 银变“金” ,设计本实验的目的是为了理解原电池的工作原理并认识铜、锌的一些性质,实验的具体操作如下:
s1.取一枚纯铜的硬币(也可用铜片替代),用砂皮纸将铜片充分打磨干净。
s2.在蒸发皿中加入浓度为15%的氢氧化钠溶液15mL,把蒸发皿放在铁圈上,并用酒精灯加热。当溶液沸腾后,停止加热,加入3~4药匙的锌粉,用玻璃棒搅拌,充分反应后用镊子夹住铜片放入蒸发皿(要求溶液浸没铜片,铜片一角与残余锌粉接触)。片刻后铜片涂上了光亮的银白色(是锌的颜色),并有极少量氢气从溶液中逸出。
s3.取出银白色铜片后用自来水冲洗,干燥后将该镀锌铜片用坩埚钳夹住,在灯的外焰上加热.片刻后,铜片表面由银白色变为金黄色,立即远离火焰,放入盛水的烧杯内冷却,避免被氧化。然后洗净并用干布擦亮。
上述现象十分有趣,我们把它称之为铜变“银”、“银”变“金”实验。
这个实验或得成功要注意的地方时:放入铜片时溶液中要有过量锌粉存在。
通过这个实验,我们可以向学生讲解下列知识:
1.上面实验中出现的“银”其实是锌的色泽,后来变成的“金”则是锌和铜的合金,而锌铜合金的光泽与颜色很接近黄金。所以锌铜合金在今天称其为黄铜,而过去它却有仿金、药金等带有“金”字的名字。
2.当把锌粉和氢氧化钠溶液混合加热时,发生下列反应:Zn 2NaOH→Na2ZnO2 H2↑
在有过量锌粉存在的条件下,放入铜片,则铜锌组成原电池,锌作为电池的负极,电极反应为:Zn-2e-→Zn2
铜作为正极,其电极反应为:2H2O 2e-→H2↑ 2OH- Zn2 2e-→Zn
3.倘若在上述的锌酸钠(Na2ZnO2)溶液中没有过量的锌存在,则加入铜时就不会形成原电池.这时就没有锌在铜的表面上析出。
4.当镀有锌的铜片受热时,铜、锌原子相互扩散,于是纯铜转变成了黄铜。
人们都知道好奇心是人认识未知领域的内动力,爱因斯坦说过:他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。一切发明创造都是来源于对事物永不满足的好奇心和求知欲,当学生对实验产生好奇心的时候,往往是创造性思维迸发的时候。抓住这一契机,我们将原本中规中矩的原电池实验,加以创新改进,在实验教学中,积极为学生创设情境,设计成铜变“银”,“银”变“金”的实验,极大的激发起学生探究学习的兴趣和好奇心,激起学生的求知欲望。
通过这个实验,我们认为做的还很不够。在今后的实验教学中,我们感到还可以从以下几个方面入手,更进一步加强创新实验的教学活动。
1.改演示实验为边讲边实验
演示实验中实验者是教师,而认识的主体是学生,认识的客体是实验对象,认识的主体和客体之间不发生直接联系,教师通过实验操作,再现实验现象,为认识的主体和客体之间搭起认识的桥梁。这虽能帮助学生建立化学概念和理解化学规律,却不利于培养学生的创新精神和实践能力。若将某些操作简易、现象明显的演示实验改为边讲边实验,能充分调动学生认识的积极性、主动性和探索性。由于受认识水平和实验能力的制约,学生在实验中难免会遇到这样或那样的实验疑难,这必然会引起学生极大的兴趣或对教材中结论的挑战,“思”源于“疑”,质疑激活创造性思维。
如在《元素周期表的应用》一节的教学中,可以采用边讲边实验,利用事先准备好的仪器、药品指导学生分如下几个实验步骤:(1)将钠、镁、铝分别在空气中加热;(2)将钠、镁、铝分别放入盛有水的试管里。在实验过程中教师提出一些问题,让学生通过自主实验、观察、分析、推理、探索,归纳出金属的化学性质的递变性,同时也学会从事科学研究的一般方法,诱发创新意识。
2.改验证实验为探索实验
验证性实验往往是在预先知道结论的情况下,再通过实验验证某一结论是否正确,而探索性实验是指在不知晓实验结论的前提下,通过自己的实验探索得出结论,它能激发学生旺盛的求知欲,活跃思维,主动积极地探究知识,有利于创新品质的培养。创新精神是发展创新能力的灵魂和动力,它表现为探索和革新的精神、实事求是的精神和精益求精的精神。在学生实验中培养创新精神和实践能力,首先是要确立学生在实验中的主体地位,发挥教师的主导作用,让“主导”和“主体”,“教”与“学”有机地结合在一起,营造一种和谐的师生共同探索研究的实验教学氛围,充分调动学生的主观能动性,挖掘学生的创新潜能,善于发现学生的创新火花,让学生去领悟科学研究的魅力,体味创新活动的乐趣。
如可以把学生实验中《金属钠的性质》实验与《金属钠的性质》新授课同步进行,主要采用“问题—实验事实—实验观察—归纳—结论”的学习方法。课前准备好相关的实验器材和其它实验药品。实验可以按下述步骤进行:(1)提出问题,如金属钠具有哪些化学性质?(2)探索实验事实,学生自行设
计实验方案并进行实验;(3)观察实验现象;(4)归纳实验事实;(5)学生自己总结出金属钠的化学性质。使整个学习过程是在教师的引导下,学生自己动手动脑去探索实验而获取化学知识的过程。增加一次学生实验的机会,学生就多了一次创新实验的活动,这不但培养了学生的观察能力、实验能力和创新的精神,而且还使学生领略到科学的学习方法和研究方法的真谛。
3.广泛开展课外实验,培养创新能力
课外实验就是要去体验这种自我实现的创新能力。利用活动课或布置家庭小实验,开展小制作、小发明和小创造的活动,不但丰富了学生的课外生活,满足了学生的求知欲望、兴趣广泛、个性发展等多种需要,更有利于发展学生的智力,培养学生的创新能力,让学生从创新的教育走向创新的人生。
丰富多彩的实验创新活动,给学生营造了良好的创新空间,充分发挥化学实验在化学创新教育中的优势,对培养学生的创新意识、创新精神、创新能力和实践能力起到一个重要的作用。
化学实验是化学科学赖以形成和发展的源泉,也是化学教学的基础,围绕着化学实验教学这个核心,开展以创新化学实验为主体的创新教育,更有利于学生养成科学素养,训练学生的科学方法,培养学生的创新意识和创新能力。
【关键词】创新实验 创新能力 创新意识
所谓创新就是活动主体所从事的产生新思想和新事物的活动,创新是人类社会发展与进步的永恒主题。实施创新教育是时代发展对教育提出的要求,当今知识经济时代的特征是创新,国际间综合国力的竞争,实质上是创新人才的水平和数量的竞争。江泽民1995年在全国科学技术大会上提出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”创新教育是提高中华民族的科学文化素质,培养创新人才的前提和基础,是“科教兴国”的重要举措。
针对化学学科的特点,在化学实验教学中实施创新教育有广阔的空间、丰富的内容。化学实验在化学教学中不单纯是一种为学生提供知识的直观手段更以其生动的魅力和丰富的內容在培养学生的创新精神和实践能力方面,发挥其独特的功能和作用。本文结合课堂教学实际,以一个具体实例,就化学实验教学中如何运用创新教育,谈一点体会。在鲁科版高二化学教材中有关于原电池的相关探究性实验,作者在书本的基础上,运用原电池的工作原理,设计了一个新颖的情境实验,一下子将学生的积极性充分的调动起来,大大的激发了学生探究学习的兴趣。本实验的名称为铜变“银”、 银变“金” ,设计本实验的目的是为了理解原电池的工作原理并认识铜、锌的一些性质,实验的具体操作如下:
s1.取一枚纯铜的硬币(也可用铜片替代),用砂皮纸将铜片充分打磨干净。
s2.在蒸发皿中加入浓度为15%的氢氧化钠溶液15mL,把蒸发皿放在铁圈上,并用酒精灯加热。当溶液沸腾后,停止加热,加入3~4药匙的锌粉,用玻璃棒搅拌,充分反应后用镊子夹住铜片放入蒸发皿(要求溶液浸没铜片,铜片一角与残余锌粉接触)。片刻后铜片涂上了光亮的银白色(是锌的颜色),并有极少量氢气从溶液中逸出。
s3.取出银白色铜片后用自来水冲洗,干燥后将该镀锌铜片用坩埚钳夹住,在灯的外焰上加热.片刻后,铜片表面由银白色变为金黄色,立即远离火焰,放入盛水的烧杯内冷却,避免被氧化。然后洗净并用干布擦亮。
上述现象十分有趣,我们把它称之为铜变“银”、“银”变“金”实验。
这个实验或得成功要注意的地方时:放入铜片时溶液中要有过量锌粉存在。
通过这个实验,我们可以向学生讲解下列知识:
1.上面实验中出现的“银”其实是锌的色泽,后来变成的“金”则是锌和铜的合金,而锌铜合金的光泽与颜色很接近黄金。所以锌铜合金在今天称其为黄铜,而过去它却有仿金、药金等带有“金”字的名字。
2.当把锌粉和氢氧化钠溶液混合加热时,发生下列反应:Zn 2NaOH→Na2ZnO2 H2↑
在有过量锌粉存在的条件下,放入铜片,则铜锌组成原电池,锌作为电池的负极,电极反应为:Zn-2e-→Zn2
铜作为正极,其电极反应为:2H2O 2e-→H2↑ 2OH- Zn2 2e-→Zn
3.倘若在上述的锌酸钠(Na2ZnO2)溶液中没有过量的锌存在,则加入铜时就不会形成原电池.这时就没有锌在铜的表面上析出。
4.当镀有锌的铜片受热时,铜、锌原子相互扩散,于是纯铜转变成了黄铜。
人们都知道好奇心是人认识未知领域的内动力,爱因斯坦说过:他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。一切发明创造都是来源于对事物永不满足的好奇心和求知欲,当学生对实验产生好奇心的时候,往往是创造性思维迸发的时候。抓住这一契机,我们将原本中规中矩的原电池实验,加以创新改进,在实验教学中,积极为学生创设情境,设计成铜变“银”,“银”变“金”的实验,极大的激发起学生探究学习的兴趣和好奇心,激起学生的求知欲望。
通过这个实验,我们认为做的还很不够。在今后的实验教学中,我们感到还可以从以下几个方面入手,更进一步加强创新实验的教学活动。
1.改演示实验为边讲边实验
演示实验中实验者是教师,而认识的主体是学生,认识的客体是实验对象,认识的主体和客体之间不发生直接联系,教师通过实验操作,再现实验现象,为认识的主体和客体之间搭起认识的桥梁。这虽能帮助学生建立化学概念和理解化学规律,却不利于培养学生的创新精神和实践能力。若将某些操作简易、现象明显的演示实验改为边讲边实验,能充分调动学生认识的积极性、主动性和探索性。由于受认识水平和实验能力的制约,学生在实验中难免会遇到这样或那样的实验疑难,这必然会引起学生极大的兴趣或对教材中结论的挑战,“思”源于“疑”,质疑激活创造性思维。
如在《元素周期表的应用》一节的教学中,可以采用边讲边实验,利用事先准备好的仪器、药品指导学生分如下几个实验步骤:(1)将钠、镁、铝分别在空气中加热;(2)将钠、镁、铝分别放入盛有水的试管里。在实验过程中教师提出一些问题,让学生通过自主实验、观察、分析、推理、探索,归纳出金属的化学性质的递变性,同时也学会从事科学研究的一般方法,诱发创新意识。
2.改验证实验为探索实验
验证性实验往往是在预先知道结论的情况下,再通过实验验证某一结论是否正确,而探索性实验是指在不知晓实验结论的前提下,通过自己的实验探索得出结论,它能激发学生旺盛的求知欲,活跃思维,主动积极地探究知识,有利于创新品质的培养。创新精神是发展创新能力的灵魂和动力,它表现为探索和革新的精神、实事求是的精神和精益求精的精神。在学生实验中培养创新精神和实践能力,首先是要确立学生在实验中的主体地位,发挥教师的主导作用,让“主导”和“主体”,“教”与“学”有机地结合在一起,营造一种和谐的师生共同探索研究的实验教学氛围,充分调动学生的主观能动性,挖掘学生的创新潜能,善于发现学生的创新火花,让学生去领悟科学研究的魅力,体味创新活动的乐趣。
如可以把学生实验中《金属钠的性质》实验与《金属钠的性质》新授课同步进行,主要采用“问题—实验事实—实验观察—归纳—结论”的学习方法。课前准备好相关的实验器材和其它实验药品。实验可以按下述步骤进行:(1)提出问题,如金属钠具有哪些化学性质?(2)探索实验事实,学生自行设
计实验方案并进行实验;(3)观察实验现象;(4)归纳实验事实;(5)学生自己总结出金属钠的化学性质。使整个学习过程是在教师的引导下,学生自己动手动脑去探索实验而获取化学知识的过程。增加一次学生实验的机会,学生就多了一次创新实验的活动,这不但培养了学生的观察能力、实验能力和创新的精神,而且还使学生领略到科学的学习方法和研究方法的真谛。
3.广泛开展课外实验,培养创新能力
课外实验就是要去体验这种自我实现的创新能力。利用活动课或布置家庭小实验,开展小制作、小发明和小创造的活动,不但丰富了学生的课外生活,满足了学生的求知欲望、兴趣广泛、个性发展等多种需要,更有利于发展学生的智力,培养学生的创新能力,让学生从创新的教育走向创新的人生。
丰富多彩的实验创新活动,给学生营造了良好的创新空间,充分发挥化学实验在化学创新教育中的优势,对培养学生的创新意识、创新精神、创新能力和实践能力起到一个重要的作用。
化学实验是化学科学赖以形成和发展的源泉,也是化学教学的基础,围绕着化学实验教学这个核心,开展以创新化学实验为主体的创新教育,更有利于学生养成科学素养,训练学生的科学方法,培养学生的创新意识和创新能力。