在實驗教學中培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力

劉淑媛

【摘要】 當今知識經(jīng)濟時代強調知識的創(chuàng)新和具有創(chuàng)新能力的人才?；瘜W是以實驗為基礎的自然科學。本文主要論述了在實驗教學中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實驗能力。首先指明要想有創(chuàng)新必須做好三方面的工作。在此基礎上以《氨》的實驗教學為例談了如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。作為課堂教學的主導者,在化學教學課堂中應注意強調學生的積極性,充分挖掘實驗的創(chuàng)新內容和多種操作手段。本文最后列出從六方面進行實驗教學的創(chuàng)新和嘗試。總之,做好化學實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新能力,不僅激發(fā)了學生的學習興趣,提高了對化學理論知識的理解能力,更重要的是培養(yǎng)了良好的科學素質。

【關鍵詞】 創(chuàng)新精神實踐能力實驗目標素質教育

實驗是化學教學的基礎,實驗是學好化學的最基本途徑。為全面實施素質教育,最近幾年國家教育部已對高考化學試卷的命題內容和方法進行了改進,增加了實驗內容的考題分值,其目的就是要求不僅會動腦,而且會動手。加強實驗教學是提高化學教學的重要一環(huán)。

創(chuàng)新是一個國家科技發(fā)展的靈魂,一個沒有創(chuàng)新能力的民族難以立足世界民族之林。正如前任總書記江澤民所講的那樣:“要迎接科學突飛猛進和知識經(jīng)濟興起的挑戰(zhàn),最重要的是堅持創(chuàng)新。創(chuàng)新的關鍵是人才,人才的成長靠教育,教育水平提高了,科技進步和知識經(jīng)濟才有后勁?！币虼?以提高國民素質為根本宗旨,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點,造就二十一世紀社會所需要的創(chuàng)造性人才,就成為新世紀教育改革和發(fā)展的方向。

1實驗中需要做好的工作

課堂教學是實施素質教育的主陣地和重要渠道。作為課堂教學的主導者,應根據(jù)各自學科的特點立足培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。化學是以實驗為特點的自然學科,原理相同、方法多種多樣的實驗含有豐富的創(chuàng)新內容和多種操作手段,它最能激發(fā)學生的積極性。那么,怎樣才能做好化學實驗達到實驗目標呢?這就需要在實驗中做好以下幾項工作:

1.1明確實驗目的,理解實驗原理?；瘜W實驗目的有兩種:一是實驗的具體目的,如制備某種物質,獲得某個數(shù)據(jù),或論證某個化學基本概念等;二是教育目標,如掌握某種研究方法,培養(yǎng)學生的科學素質等。在明確實驗目的后,還要詳細理解實驗原理。實驗原理包括化學反應原理和操作原理。了解反應原理才能明確實驗中要觀察的現(xiàn)象, 了解操作原理才能自覺地進行規(guī)范操作,獲得準確的實驗結果。

1.2認真觀察、分析、學會收集、處理信息。觀察是化學實驗中收集信息的主要方式。實驗中的觀察要有目的性、全面性和敏銳性;觀察時要確定重點觀察什么內容。觀察的目的不清,觀察收集的信息就可能無用;有的實驗現(xiàn)象很多,要進行全面觀察。如鈉與水的反應就有六種實驗現(xiàn)象(鈉熔化成小球、浮于水面、產生氣體、使酚酞溶液變紅、放熱、鈉球很快消失)可供觀察,而每種現(xiàn)象都說明一種性質;有些現(xiàn)象稍縱即逝,要敏銳地感知它。對收集到的信息要進行分析處理,去偽存真。對實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象要認真分析,如屬操作錯誤,可對自己的實驗操作加以修正,從而提高實驗操作能力。如反映了實驗本質,則要找出原理,作出合理的解釋,說不定你就會有新的發(fā)現(xiàn)。

1.3對實驗信息進行周密思維、形成結論,培養(yǎng)科學思維方法。通過實驗收集到一系列的信息,對其進行分析處理就成為產生結論的材料,而由這些材料形成結論必須經(jīng)過周密的思維,不能隨意下結論,例如在化學反應速率實驗中,可得到同一溫度、同濃度硫代硫酸鈉溶液中加入不同濃度的稀硫酸溶液生成沉淀所需時間。根據(jù)這個時間間隔大小確定出硫酸濃度愈大,所需時間愈短。實驗結論是:反應物濃度愈大,反應速率愈快。在此過程中,思維一定要清晰,表達要清楚。常見一些同學隨便對實驗下結論,當問及結論是如何作出時便說不清楚,反映出思維的缺陷。

2在實驗教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力

做實驗的目的并不只是讓學生學會某些實驗操作,而是在熟悉這些操作和理解實驗原理的基礎上大膽創(chuàng)新,充分挖掘實驗的創(chuàng)新能力和多種操作手段,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,這是化學實驗的最高目標。下邊僅以《氨》的實驗教學為例,談點粗淺的體會。

2.1引導學生設計實驗方案,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。照方抓藥式的實驗能提高學生操作熟練程度,但不利于培養(yǎng)和鍛煉學生的創(chuàng)造能力。課本上氨和酸演示實驗是拿一玻璃棒在濃鹽酸里蘸一下,另一玻棒在濃氨水里蘸一下,使兩棒接近,就可以看到有大量的白煙生成,白煙是氨水揮發(fā)出來的氨與濃鹽酸中揮發(fā)出來的氯化氫化合生成微小氯化銨晶體。對于這個實驗,教師可引導學生把課本上的演示實驗改成設計實驗有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,發(fā)展學生的實踐能力。比如引導學生思考,如果不用課本上的操作方法,自己設計一個實驗方案,需要什么儀器?采用什么裝置和措施?經(jīng)過學生分析討論,教師引導學生設計如下兩個實驗方案:①在一支試管內滴兩滴濃氨水,搖動濃氨水使?jié)獍彼接诠鼙?再用一根玻璃棒或玻璃管蘸取少量濃鹽酸立即伸入試管內,觀察試管內的現(xiàn)象;②取兩個集氣瓶分別在瓶內滴加2-3滴濃氨水與 濃鹽酸,加蓋,搖動集氣瓶,然后瓶口相對放好,抽去玻片,觀察現(xiàn)象。

然后請同學們比較設計的兩個方案與課本上的實驗的優(yōu)缺點。學生通過實驗現(xiàn)象的對比可發(fā)現(xiàn)課本上的實驗只能看到白煙產生,而不能看到氯化銨晶體。上述設計的兩個方案不僅可看到大量的白煙產生,而且均可見在容器壁上附著白色晶體,并且,設計方案②還防止了濃氨水、濃鹽酸揮發(fā)成環(huán)境污染。這樣不僅激發(fā)了學生求異創(chuàng)新的愿望,而且培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

2.2變教師演示為學生實驗,培養(yǎng)學生的實踐能力。演示實驗真正的目的是讓學生掌握做實驗的要領和技能,達到規(guī)范、準確操作的目的,同時理解化學基本知識,不斷提高實驗技能。根據(jù)教學內容和學生實際水平將某些演示實驗改為學生上臺實驗,也可以增加學生動手的機會,提高實踐能力,進而培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

例如,在學習氨氣的“噴泉”實驗時,學生在公共場所見過不少噴泉,可就是沒有親自動手做過,如果讓個別學生代替老師上臺演示,老師在一旁引導臺下學生注意觀察“小老師”的操作是否正確,及時提出問題讓學生觀察并思考:①氨為什么會形成噴泉?表明氨的什么性質?②無色酚酞為什么變成了紅色?說明了什么問題?③哪些氣體可以做噴泉實驗?需要什么條件?給學生創(chuàng)造實踐的條件和研究問題的情境(實驗條件、討論氣氛等),讓學生通過實驗、思考、討論、分析等環(huán)節(jié),自己解決有關問題,使學生感到學習知識的樂趣,認識到知識是通過自己的思維等活動學習得到的,而不是老師教會的;使學生既學會了知識,又培養(yǎng)了學生的學習能力,真正實現(xiàn)由“學會”到“會學”的轉變;使學生的創(chuàng)新能力和實踐能力在獨立解決問題中不斷提高。

3在實驗教學中的創(chuàng)新和嘗試

那么在我們的化學實驗教學中,可對如下幾方面進行創(chuàng)新和嘗試。

3.1在常規(guī)儀器或裝置用途上求創(chuàng)新。常規(guī)儀器或裝置有其主要用途,但并非唯一用途,如講干燥管的用途時,除主要用來盛裝固體干燥劑干燥氣體外,還可用于防倒吸,如此創(chuàng)新,樂趣大矣。

3.2在常見藥品替換上求創(chuàng)新。常見氣體的制備,教材介紹的常常是一種方法,比如氯氣的實驗室制法,除了用二氧化錳和濃鹽酸反應,二氧化錳是氧化劑,可引導學生思考能否用其它氧化劑代替,如用高錳酸鉀代替,反應更迅速。

3.3在常規(guī)操作上求創(chuàng)新。學生應熟練掌握基本實驗操作,但不能墨守成規(guī),應適時提出創(chuàng)新問題。比如用排水法測氧氣的體積時,提出能否用此裝置測二氧化硫的體積?為什么?若用此裝置,應如何改進?學生帶著這個問題去思考、分析,便可得出排飽和亞硫酸氫鈉溶液的方法。

3.4在實驗方式上求創(chuàng)新。①盡可能地補充一些隨堂演示實驗,給學生提供更多的直觀認識。②盡可能將一些教師演示實驗改為學生演示或學生實驗,給學生更多的動手操作機會。③聯(lián)系生活生產實際,支持和鼓勵學生制作課外實驗,為學生營造一種自行設計、自主探索的創(chuàng)新環(huán)境。

3.5在實驗過程中求創(chuàng)新。傳統(tǒng)的實驗大多數(shù)是驗證性實驗,其原理、步驟、現(xiàn)象、結論均為已知。但我們可對實驗過程進行大膽創(chuàng)新——變驗證性實驗為探索性實驗。例如:以銅、硝酸、空氣為主要原料,請同學們設計制硝酸銅可有哪些方案?看誰設計的快?誰的方案最優(yōu)?學生設計的方案很多,給予肯定和鼓勵后,再從環(huán)保角度和經(jīng)濟角度進行評價,自然得出最佳方案,這樣在教師的指導下的探索,培養(yǎng)了學生的自信心,激發(fā)了探索興趣,同時培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和能力。

3.6在實驗手段方面求創(chuàng)新。實驗手段直接影響實驗效果。為此,中學化學實驗創(chuàng)新要充分體現(xiàn)實驗手段的現(xiàn)代化,在實驗操作中充分運用電腦、錄像、投影等手段突出現(xiàn)象、增強動感、擴大實驗效果。例如,對反應復雜、現(xiàn)象不明顯、時間過長的實驗,可用電腦模擬反應過程或用電腦制作動畫,采取“放大”、“慢放”、“重放”、“定格”等方法,幫助學生觀察。

總之,在教學實踐中重視學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng),最大限度地發(fā)揮學生的主觀能動性,真正做到教為主導,學為主體,練為主線,思為核心的有機統(tǒng)一。長此以往的培養(yǎng)訓練,必將會收到良好的教學效果,大面積提高學生的素質,把素質教育真正落到實處,達到素質教育的目的。

參考文獻

1武永興等.人民教育出版社化學室.全日制普通高級中學教科書

《化學》.北京:人民教育出版社,2006

2雷成生.實驗教學創(chuàng)新的嘗試.中學生理化報,2008(66)