霍敏霞
摘要:化學實驗不僅是學生獲取化學知識、認識化學規(guī)律、形成化學概念、提高各種能力的重要途徑,而且對學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也具有很大的作用。
關鍵詞:實驗;探索;設計;創(chuàng)新
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。多年的教學實踐證明:化學實驗不僅是學生獲取化學知識、認識化學規(guī)律、形成化學概念、提高各種能力的重要途徑,而且在做實驗獲取知識的過程中,對學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是其他學科所不能替代的。下面就如何在化學實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力談幾點粗淺看法。
一、立足基礎實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新意識
有創(chuàng)新的行動,首先要有創(chuàng)新的意識。創(chuàng)新意識的培養(yǎng)就必須立足基礎實驗,立足日常教學活動。因此在教學時我注意了以下幾點:第一,一個綜合性實驗往往包含若干基本操作,例如裝置組裝、氣密性檢查、氣體制取、凈化和尾氣處理、定性定量分析(如排液量,氣、固體增重)等。因此。要根據(jù)學生的知識及能力基礎,首先創(chuàng)新設計一些單一的、同時又是簡單的實驗基本操作,鼓勵創(chuàng)新的積極性,這是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的前提。第二,創(chuàng)新能力的培養(yǎng),要把基本操作的創(chuàng)新分散到基本理論、元素化合物、有機化學的教學過程中去。使創(chuàng)新能力培養(yǎng)呈現(xiàn)循序漸進、螺旋式上升的過程。這樣既符合哲學規(guī)律,又是認知的必然要求。第三,創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有長期性、艱巨性,因此,要持之以恒,使學生樹立不破不立、變中求新的創(chuàng)新發(fā)展意識。
二、變驗證性實驗為探索性實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新精神
對于學生來說,化學實驗是最具魅力、最具活力的學習對象。中學化學教材中的實驗多為驗證性實驗。驗證性實驗是用實驗來論證已學過的化學知識的正確性,在實驗中學生處于被動接受知識的狀態(tài)。而探索性實驗是指在化學實驗的基礎上,通過科學的分析、綜合等思維過程來獲取知識。這一過程可將學生帶人科學探索的情境中,使學生處于一種主動探索的興奮狀態(tài)。對激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神非常有利。我把一些易操作無危險的演示實驗改為分組探究實驗,即在教學過程中,學生所提問題和學生操作實驗同時進行,具有很好的實效性。例如,在學習Fe(OH)2的制備和性質(zhì)時,將課本的演示實驗改為學生的分組實驗,直接用新制的FeSO4和NaOH溶液的反應,結果學生看到的是灰綠色沉淀。然后讓學生閱讀教材尋找Fe(OH)2的顏色、狀態(tài)、溶解性,尋求現(xiàn)象不一致的原因。正是“一石激起千層浪”。這個問題立即引起了學生的思考。然后我及時地引導學生進行探索,挖掘原因:①為什么要用新制的FeSO4溶液?②教材中為何將滴管插入溶液底部?③久置的NaOH溶液中會溶解什么物質(zhì)?學生通過認真思考,分析得出FeSO4和Fe(OH)2易被空氣中的氧氣所氧化。這時換一瓶經(jīng)煮沸以后除去氧氣的NaOH溶液重新進行實驗,結果先得到白色沉淀,但過一會兒就轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色,隨后逐漸變?yōu)榧t褐色。這一現(xiàn)象又引起學生的疑問:怎樣才能使生成的Fe(OH)2被氧化的速率減慢呢?經(jīng)過學生一系列的思考、討論、比較以后,最后選用在FeSO4液面加保護層。接著設疑:保護層的選擇條件又是什么?再經(jīng)過一系列的思考、討論、比較以后,就得到了保護層應選擇密度比水小且盡量無毒無害難揮發(fā)的液體(如植物油),這樣就能得到Fe(OH)2白色沉淀并保持較長的時間不變色。通過探索性實驗,激發(fā)了學生主動探索的精神,增強了學生的自信心。培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。
三、精心設計實驗探究性習題,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
實驗習題在于鼓勵學生運用已有知識和經(jīng)驗,對問題發(fā)表自己的見解,不同能力的學生可以從不同的角度、不同的側(cè)面、不同的范圍、不同的層次去分析、選擇解決問題的方法和途徑,學生答題的過程就是一個創(chuàng)新的過程。利用實驗習題,給學生提供多角度考慮問題的機會,讓學生在解決問題的過程中體驗樂趣、領悟知識。感受成功的喜悅,從而激發(fā)學生的創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。例如。2002年理科綜合能力測試的第29題第(4)問,可提出下列問題以激發(fā)思維:1、引發(fā)噴泉實驗的原理有幾種?思考:產(chǎn)生壓力差。①增大燒杯中水的壓力;②減小燒瓶中氣體壓力。2、如試題(2)裝置,打開夾子后能否形成噴泉?為什么?思考:不能。因為直導管中有一段空氣阻隔氨氣溶解,燒瓶中氣體壓強未減小。3、如何運用實驗基本操作引發(fā)噴泉?思考:①(對裝置氣密性檢查操作進行遷移)捂熱燒瓶,排盡直導管中的空氣。②冷卻燒瓶。使燒瓶內(nèi)氣壓減小。如此提出問題,步步深入,開拓了學生的思路,激發(fā)了他們創(chuàng)新的靈感。問題也隨之解決了。
四、開展設計型實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
化學實驗創(chuàng)新能力是以一定的知識和技能為基礎,通過提出問題、分析思考問題,創(chuàng)新設計實驗方案,最終解決問題,從而達到培養(yǎng)學生實驗創(chuàng)新的能力,其中提出問題是重中之重,因而學習過程中必須善于提出問題,綜合運用各種知識。整合各種能力,創(chuàng)造性地解決問題。需要指出的是。實驗方案的設計應注意以下幾個問題:①安全第一;②難度不宜過大;③面不宜太廣。縱觀近幾年的高考試題,實驗方案的設計和創(chuàng)新都是在深刻挖掘教材內(nèi)涵的基礎上形成的,因而在教學過程中就應遵照大綱要求,緊扣教材,讓學生設計力所能及的實驗方案,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。