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以实验教学为手段培养学生创新思维能力是化学学科重要特点,通过实验教学帮助学生获得科学的思维方法、形成创新思维能力是化学教学的规律。把握实验教学时机,事半功倍,能启迪学生的思维能力,激发学生创新意识。所谓实验教学时机是指教师与学生之间通过实验方法获得最佳教学效能的一种机遇。教学时机普遍存在,对实验教学时机的把握有助于提高教学效率与效果,提高教育教学质量。
一、 营造情境,创设实验教学时机,唤起创新意识
把握实验教学时机需要营造良好的实验氛围或情境(即创设实验时机)。创设愉快的实验情境,能充分调动学生的学习热情,让其思维处于积极活跃状态,感到学习不再是消极应付,而是一种积极参与。现版化学教材不仅色彩艳丽,图文并茂,而且贴近生活实际,同时还体现出现代高科技的最新成果,为教师创设实验教学时机,提供了重要的教学资源。设计富有思考性、启发性的学习情境,如“在新制的CaO中加入水为什么能煮熟鸡蛋?”“为什么在旺旺雪米饼包装袋中放生石灰而在月饼包装中放入铁粉?”能增强学生对化学现象的好奇心和探究欲,发展学习兴趣,激发学生的创新思维。
笔者引导学生研究铝的特性时,不是将结论直接传授给学生,而是“将适量的NaOH溶液倒入一装满CO2的铝制易拉罐中,立即封口并摇动”。通过实验创设情境,引导学生观察现象“易拉罐先变瘪,而后又鼓胀起来”,进一步设置疑问“易拉罐为何先变瘪又变鼓?此现象说明了什么问题?”这样一下子就抓住了学生的情感,唤起他们探知的强烈愿望,帮助他们养成科学的思维习惯,有利于创新思维能力的培养。
二、 结合化学史,发掘实验教学时机,培养创新精神
化学家傅鹰教授曾说:“化学给人以知识,而化学史给人以智慧。”结合化学史料,发掘实验教学时机,能启迪学生思维,开发学生智慧,让学生既了解科学家的伟大之处,又培养他们的创新精神。
如学习“空气”时,笔者向学生介绍普利斯特里尽管发现了氧气,但盲目轻信“燃素”学说,未能揭示空气的成分;而拉瓦锡则通过“在密闭钟罩内加热汞”的多次实验,勇于探索,大胆向传统学说发起挑战,终于推翻了“燃素”学说,完成了一次化学革命,成为“真正发现氧气的人”。
在研究氯气的制法和性质时,笔者通过PPT幻灯片展示了一则化学史料:“舍勒是瑞典著名的化学家,他在1774年研究软锰矿时,把浓盐酸与之混合共热,意外地发现了一种黄绿色气体。他将这种有强烈刺激性气味的气体通入水中,发现所得溶液呈黄绿色,略显酸性;把绿叶、红花放入其中,它们的颜色逐渐消褪;将蚱蜢放进装满该气体的容器中,蚱蜢蹦了几下就不动了。”通过这则化学史料,发掘实验教学时机,及时组织学生实验探究“这种气体是什么物质?其水溶液为何显酸性?为何能使叶子和红花褪色?这说明它具有怎样的性质?蚱蜢之死又说明了什么?”这样既能使氯气的制法和性质一目了然,形象而直观地呈现在学生面前,又能折现出舍勒善于发现问题、分析解决问题的能力,将创新意识与动机的培养不露痕迹地渗透于平时教学之中。
三、 主动探究,把握实验教学时机,体现创新思维
探究性学习就是“给学生一批疑难,让他去探索;给学生一个目标,让他去追求;给学生一片空间,让他去创造”。主动探究就是让学生带着问题主动去获取,在探究过程中碰撞出新的问题火花,然后再针对新问题进行新探索。只有这样,学生的个性才能得到充分发展,才能激发学生的创新思维。
笔者在组织学生做二氧化锰催化分解氯酸钾分组实验时,有个同学不慎将盛有氯酸钾的试剂瓶打落在地,药品、碎玻璃、泥土混在一起。小组同学连忙将其扫起,去掉碎玻璃,用混有泥土的氯酸钾加热进行实验,发现生成氧气的速度很快。另一个细心同学说:“还没加二氧化锰呢!”“是呀!没加催化剂MnO2啊!”“为什么反应速度也那么快呢?”大家七嘴八舌地说着,将目光投注到我身上,“没加催化剂,可能是什么物质催化分解了KClO3?”“泥土!”“没有去掉的细小的碎玻璃!”我接着设问:“可用什么方法证明呢?”一个才思敏捷的同学说:“用纯泥土或碎玻璃代替MnO2重复实验。”一次实验的意外,一次主动的探究,激起思维浪花。“寻找催化剂分解氯酸钾”课题小组正式成立,经过主动探究学习,小组同学得出金属氧化物Al2O3、Fe2O3、CuO对氯酸钾分解具有催化作用,且“复合”氧化物的催化作用更好。两周后,小组同学上缴了一篇有质量小论文《金属氧化物对氯酸钾分解催化作用的探索》(后获市研究学习成果一等奖)。
四、 大胆质疑,捕捉实验教学时机,激励创新思维
“思维是从疑问和惊奇开始的。”疑问是发现问题的信号,解决问题的前提,形成创新思维的起点。有了疑问,学生才能力求自己独立思考和判断,不再依赖于既有的方法和答案,敢于用一种新颖的、充满睿智的眼光来看待事物,发现新问题并提出自己的独特见解。大胆质疑,捕捉实验教学时机,促进学生合作探究,激励学生创新思维。
笔者在讲授“蛋白质的性质”时,演示了“醋酸铅溶液使蛋白质变性”实验后,得出“重金属盐能使蛋白质变性”的结论。突然有一同学说:“造成蛋白质变性的不一定是Pb2 ,可能是CH3COO-?因为一些有机化合物也能使蛋白质变性,如甲醛。”我及时肯定他积极思考、勇于质疑的同时,设问“当Pb2 、CH3COO-同时存在时,无法判断是何种离子使蛋白质变性,设计怎样的实验才能判断是Pb2 或CH3COO-使蛋白质变性呢?”经过思考、讨论,同学们设计了如下实验:在两支试管中各加入3mL鸡蛋白溶液,再向两支试管中分别加入少量Pb(NO3)2溶液、CH3COONa溶液,观察发生的现象,把生成的沉淀分别放入两支盛有清水的试管中,观察是否溶解。这时,某同学说:“最好增加NaNO3溶液做对比实验,这样可以排除Na 、NO3-的干扰。”经过激烈争论,同学们利用对比实验的科学方法,设计实验进行探究,得出正确的结论。
五、 实践制作,升华实验教学时机,拓展创新思维
化学新课程突出学生的主体地位,体现学生的自主学习。让学生走出教室,积极参加社会实践活动,有利于激发学生的创新灵感,有利于培养学生解决实际问题的能力,拓展创新思维的空间。
教学中,我们倡导以科学探究为主的多元化学习方法;在课外,联系实际开展化学小实验、小制作和社会调查,解释社会生产、生活中的某些化学现象。如对土壤成分的检测;对大气、水质成分的分析及污染、防治的调查;对钢铁锈蚀及保护的认识……通过调查研究,激烈地辩论“谁对这条河的污染负责?”同学们不仅学到许多课外知识,而且清醒地认识到保护环境的重要性和紧迫性。纷纷表示从身边做起,从小事做起,不使用污染物(含磷洗衣粉、喷发胶等),合理分类存放生活垃圾(如电池回收等)。
在教学“晶体结构”时,笔者出示了NaCl、金刚石、石墨等教学模型,还出示亲手制作的C60模型,学生顿时感到惊奇,觉得老师真“伟大”。我不失时机地指出:同学们只要想办法同样可以做出这种模型来。课后,同学们利用课余时间,上图书馆、上网查阅资料,讨论制作方案,到处寻找可以利用废弃物,或买回必需材料,认认真真地做起来,都希望做得比老师的模型漂亮。展示的时间终于到了,各种模型大大小小、花花绿绿,一个一个摆在讲台上,真是“八仙过海,各显神通”。不论模型是“弯弯扭扭”,还是“像模像样”,笔者都给予鼓励和表扬,因为这都是同学们创造的“成果”。
“我听说了,就忘记了;我看见了,就领会了;我做过了,就理解了。”美国华盛顿大学校园的这个条幅,突出了“做中学”的重要性,突出了实践探究是创新的基础和关键。把握实验教学时机,不仅提高学生学习化学的兴趣,激发他们的求知欲和创造热情,而且有效地提高和启迪学生的思维,激发学生创新意识,同时为创新能力和实践能力的培养探索了一条有效途径。
一、 营造情境,创设实验教学时机,唤起创新意识
把握实验教学时机需要营造良好的实验氛围或情境(即创设实验时机)。创设愉快的实验情境,能充分调动学生的学习热情,让其思维处于积极活跃状态,感到学习不再是消极应付,而是一种积极参与。现版化学教材不仅色彩艳丽,图文并茂,而且贴近生活实际,同时还体现出现代高科技的最新成果,为教师创设实验教学时机,提供了重要的教学资源。设计富有思考性、启发性的学习情境,如“在新制的CaO中加入水为什么能煮熟鸡蛋?”“为什么在旺旺雪米饼包装袋中放生石灰而在月饼包装中放入铁粉?”能增强学生对化学现象的好奇心和探究欲,发展学习兴趣,激发学生的创新思维。
笔者引导学生研究铝的特性时,不是将结论直接传授给学生,而是“将适量的NaOH溶液倒入一装满CO2的铝制易拉罐中,立即封口并摇动”。通过实验创设情境,引导学生观察现象“易拉罐先变瘪,而后又鼓胀起来”,进一步设置疑问“易拉罐为何先变瘪又变鼓?此现象说明了什么问题?”这样一下子就抓住了学生的情感,唤起他们探知的强烈愿望,帮助他们养成科学的思维习惯,有利于创新思维能力的培养。
二、 结合化学史,发掘实验教学时机,培养创新精神
化学家傅鹰教授曾说:“化学给人以知识,而化学史给人以智慧。”结合化学史料,发掘实验教学时机,能启迪学生思维,开发学生智慧,让学生既了解科学家的伟大之处,又培养他们的创新精神。
如学习“空气”时,笔者向学生介绍普利斯特里尽管发现了氧气,但盲目轻信“燃素”学说,未能揭示空气的成分;而拉瓦锡则通过“在密闭钟罩内加热汞”的多次实验,勇于探索,大胆向传统学说发起挑战,终于推翻了“燃素”学说,完成了一次化学革命,成为“真正发现氧气的人”。
在研究氯气的制法和性质时,笔者通过PPT幻灯片展示了一则化学史料:“舍勒是瑞典著名的化学家,他在1774年研究软锰矿时,把浓盐酸与之混合共热,意外地发现了一种黄绿色气体。他将这种有强烈刺激性气味的气体通入水中,发现所得溶液呈黄绿色,略显酸性;把绿叶、红花放入其中,它们的颜色逐渐消褪;将蚱蜢放进装满该气体的容器中,蚱蜢蹦了几下就不动了。”通过这则化学史料,发掘实验教学时机,及时组织学生实验探究“这种气体是什么物质?其水溶液为何显酸性?为何能使叶子和红花褪色?这说明它具有怎样的性质?蚱蜢之死又说明了什么?”这样既能使氯气的制法和性质一目了然,形象而直观地呈现在学生面前,又能折现出舍勒善于发现问题、分析解决问题的能力,将创新意识与动机的培养不露痕迹地渗透于平时教学之中。
三、 主动探究,把握实验教学时机,体现创新思维
探究性学习就是“给学生一批疑难,让他去探索;给学生一个目标,让他去追求;给学生一片空间,让他去创造”。主动探究就是让学生带着问题主动去获取,在探究过程中碰撞出新的问题火花,然后再针对新问题进行新探索。只有这样,学生的个性才能得到充分发展,才能激发学生的创新思维。
笔者在组织学生做二氧化锰催化分解氯酸钾分组实验时,有个同学不慎将盛有氯酸钾的试剂瓶打落在地,药品、碎玻璃、泥土混在一起。小组同学连忙将其扫起,去掉碎玻璃,用混有泥土的氯酸钾加热进行实验,发现生成氧气的速度很快。另一个细心同学说:“还没加二氧化锰呢!”“是呀!没加催化剂MnO2啊!”“为什么反应速度也那么快呢?”大家七嘴八舌地说着,将目光投注到我身上,“没加催化剂,可能是什么物质催化分解了KClO3?”“泥土!”“没有去掉的细小的碎玻璃!”我接着设问:“可用什么方法证明呢?”一个才思敏捷的同学说:“用纯泥土或碎玻璃代替MnO2重复实验。”一次实验的意外,一次主动的探究,激起思维浪花。“寻找催化剂分解氯酸钾”课题小组正式成立,经过主动探究学习,小组同学得出金属氧化物Al2O3、Fe2O3、CuO对氯酸钾分解具有催化作用,且“复合”氧化物的催化作用更好。两周后,小组同学上缴了一篇有质量小论文《金属氧化物对氯酸钾分解催化作用的探索》(后获市研究学习成果一等奖)。
四、 大胆质疑,捕捉实验教学时机,激励创新思维
“思维是从疑问和惊奇开始的。”疑问是发现问题的信号,解决问题的前提,形成创新思维的起点。有了疑问,学生才能力求自己独立思考和判断,不再依赖于既有的方法和答案,敢于用一种新颖的、充满睿智的眼光来看待事物,发现新问题并提出自己的独特见解。大胆质疑,捕捉实验教学时机,促进学生合作探究,激励学生创新思维。
笔者在讲授“蛋白质的性质”时,演示了“醋酸铅溶液使蛋白质变性”实验后,得出“重金属盐能使蛋白质变性”的结论。突然有一同学说:“造成蛋白质变性的不一定是Pb2 ,可能是CH3COO-?因为一些有机化合物也能使蛋白质变性,如甲醛。”我及时肯定他积极思考、勇于质疑的同时,设问“当Pb2 、CH3COO-同时存在时,无法判断是何种离子使蛋白质变性,设计怎样的实验才能判断是Pb2 或CH3COO-使蛋白质变性呢?”经过思考、讨论,同学们设计了如下实验:在两支试管中各加入3mL鸡蛋白溶液,再向两支试管中分别加入少量Pb(NO3)2溶液、CH3COONa溶液,观察发生的现象,把生成的沉淀分别放入两支盛有清水的试管中,观察是否溶解。这时,某同学说:“最好增加NaNO3溶液做对比实验,这样可以排除Na 、NO3-的干扰。”经过激烈争论,同学们利用对比实验的科学方法,设计实验进行探究,得出正确的结论。
五、 实践制作,升华实验教学时机,拓展创新思维
化学新课程突出学生的主体地位,体现学生的自主学习。让学生走出教室,积极参加社会实践活动,有利于激发学生的创新灵感,有利于培养学生解决实际问题的能力,拓展创新思维的空间。
教学中,我们倡导以科学探究为主的多元化学习方法;在课外,联系实际开展化学小实验、小制作和社会调查,解释社会生产、生活中的某些化学现象。如对土壤成分的检测;对大气、水质成分的分析及污染、防治的调查;对钢铁锈蚀及保护的认识……通过调查研究,激烈地辩论“谁对这条河的污染负责?”同学们不仅学到许多课外知识,而且清醒地认识到保护环境的重要性和紧迫性。纷纷表示从身边做起,从小事做起,不使用污染物(含磷洗衣粉、喷发胶等),合理分类存放生活垃圾(如电池回收等)。
在教学“晶体结构”时,笔者出示了NaCl、金刚石、石墨等教学模型,还出示亲手制作的C60模型,学生顿时感到惊奇,觉得老师真“伟大”。我不失时机地指出:同学们只要想办法同样可以做出这种模型来。课后,同学们利用课余时间,上图书馆、上网查阅资料,讨论制作方案,到处寻找可以利用废弃物,或买回必需材料,认认真真地做起来,都希望做得比老师的模型漂亮。展示的时间终于到了,各种模型大大小小、花花绿绿,一个一个摆在讲台上,真是“八仙过海,各显神通”。不论模型是“弯弯扭扭”,还是“像模像样”,笔者都给予鼓励和表扬,因为这都是同学们创造的“成果”。
“我听说了,就忘记了;我看见了,就领会了;我做过了,就理解了。”美国华盛顿大学校园的这个条幅,突出了“做中学”的重要性,突出了实践探究是创新的基础和关键。把握实验教学时机,不仅提高学生学习化学的兴趣,激发他们的求知欲和创造热情,而且有效地提高和启迪学生的思维,激发学生创新意识,同时为创新能力和实践能力的培养探索了一条有效途径。