化学实验教学中如何培养学生创新能力:培养学生的创新能力

  摘要: 在化学实验教学中,如何遵循化学本身的发现、发明与创新的发展规律,遵循学生的认知规律,更好地利用实验教学手段去培养学生的创造性思维能力,培养学生的创新意识和创新能力,这已成为当前中学化学教学的紧迫问题。
  关键词:实验 创新意识 创新能力
  
  一、培养创新能力的必要性
  
  一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林。一个创新人才既要具备创新意识,又要具备创新能力。一方面创新意识属于世界观的范畴。人的世界观是在十七、八岁的时候形成的,而这个年龄的人正是处在高中时期。另一方面,创新能力又属于思维能力的范畴。心理学告诉我们:青少年时期有两次思维能力发展的高潮,一次是在十四岁,正值初中阶段;一次是在十七岁,正值高中阶段。一个人的思维能力,发展到十八岁就基本成熟。在这两个阶段培养成的思维习惯,会与人终生相随,这说明创新教育必须从基础教育抓起。
  今天,考试的功能得以进一步发挥,重复、记忆负担比几十年前有过之而不及。改变基础教育现状,实施创新教育是我国基础教育改革的重要方向,培养创新人才是我国基础教育最重要的任务之一,也是我们教育工作者的职责所在。
  
  二、通过化学实验培养学生创新能力
  
  课堂教学是创新教育的主阵地,在传授知识的过程中培养能力,在培养能力的过程中传授知识,两者相辅相成,相得益彰。中学化学实验教学的任务是:除教给学生基本化学知识外,还必须教给学生各种能力,尤其是创新能力,中学化学教学大纲明确指出:加强实验教学是提高学生能力的重要环节。实验是化学的灵魂,是化学魅力和激发学生学习兴趣的源泉之一,更是培养和发展学生思维能力的和创新能力的重要方法和手段。
  (一)变教师演示实验为学生实验,激发学生的创新动机。
  兴趣是主动的原动力。浓厚的兴趣会使学生产生积极的学习态度,并以渴望和愉快的心情去学习、探究知识。化学实验中五彩缤纷的实验现象,极大地激发起学生的好奇,通过对课本中某些实验的改进引导他们去观察、分析实验现象,从而揭示事物的本质,让学生亲身体验,得到成功的喜悦,会使他们学习化学的兴趣更浓,探索、创新的动机更强烈。教师以“趣”导航,以“情”引路,把课堂教学变成学生充满活力的学习乐园,学生实验成功后,就会领略到成功的喜悦,使学习的兴趣和创新的动机得到充分的培养。
  在新授钠与水反应实验时,让学生分组实验,要求学生认真观察并描述现象后设计问题仔细思考:为什么钠会浮在水面上?为什么钠会熔成闪亮的小球?闪亮的小球为什么会在水面上迅速游动并发出轻微的嘶嘶声直至消失?反应后滴入酚酞试液,水溶液为什么会显红色?通过不断地引导观察,学生获得感性材料,然后让学生透过现象认识本质,由学生总结钠与水反应的现象和原理:浮――密度比水小;球――熔点低(97.81℃),钠与水反应放热;游――放出气体,推着小球游动直至消失;咝――反应剧烈;红――生成碱使酚酞溶液由无色变成红色;结论:钠与水反应实质是和水电离出来的氢离子反应。
  (二)开展探究性实验,增强学生的创新意识。
  现行中学教学中的实验教学多属于验证性实验,整个演示实验过程,学生始终处于观众的位置,某些具体的操作细节或现象一晃而过,甚至“视而不见”,不能留下深刻的印象,实践证明这种方法不利于调动学生的积极性。在课堂教学中,应通过提出问题、做适当的引导,给学生创设研究问题的情境(实验现象、思考、讨论、改进),把课堂上学习的自由权“还”给学生,让学生亲自去感受、探索、查明问题的关键所在,寻求解决问题的最佳方案。
  例如,教材上安排了制备Fe(OH) 白色沉淀的演示实验。
  问题1、如何制备白色的Fe(OH) 沉淀?
  学生活动:将可溶性亚铁盐溶液中滴中碱溶液。将NaOH溶液直接滴入FeCl 溶液中,立即出现灰绿色沉淀,过一段时间后变成红褐色沉淀。
  提出疑问:为何没有白色的Fe(OH) 沉淀?
  引导学生探究原因:+2价态的铁易被空气中的O 氧化成+3价的铁。白色的Fe(OH) 逐渐变成了红褐色的Fe(OH) 沉淀。
  问题2,如何操作才能得到白色的Fe(OH) 沉淀?
  学生活动:没有空气的条件下。将滴管插入试管里溶液的下面慢慢挤出NaOH溶液,滴入后还是立即见到灰绿色沉淀,一段时间后变成红褐色沉淀。
  引导学生设计方案并动手操作:试管中先加入新制的FeCl 溶液,再加一定量的植物油或汽油,然后将胶头滴管插入液面下,逐滴滴入煮沸过的NaOH溶液。
  现象:产生白色Fe(OH) 沉淀,且能保持较长时间。
  (三)设计实验课题,培养学生的创新能力。
  实验课题既是化学教学上的一种特殊习题,又是要求较高的特殊形式的学生实验,实验的原理、使用的仪器和药品、操作的步骤和注意事项等都由学生自己设计,这对于学生综合运用基础知识的实验技能,培养他们借助实验研究解决某些实际问题的能力,以及培养创新精神和能力具有重要的意义。
  例如:设计实验,测定一瓶长久放置而部分被氧化的亚硫酸钠晶体的纯度。要求学生分组根据Na SO 和Na SO 的性质,对实验方法和大致步骤进行规划和设想,从不同角度、不同侧面,运用实验原则和已掌握的实验方法设计出实验方案。最后汇总出了如下几种方案:
  (1)沉淀法:称取样品mg,加入足量的稀盐酸溶解后加入过量BaCl 溶液,过滤、洗涤、干燥、称重,得到ng固体。
  (2)量气法:称取样品mg,加入足量的稀硫酸溶液,收集并测得SO的体积。或者称取样品mg,加入足量的稀硫酸溶液,将生成的SO 全部赶入盛吸碱石灰的干燥管,求得干燥管在吸收SO 前后的质量差为ng。
  (3)S称重法:称取样品mg溶于水配成溶液,加入过量的Na S溶液后,再加入过量的稀硫酸,充分反应,洗涤、干燥、称重,得到ng固体。
  再进一步引导学生对以上各种方案进行比较,合理评价,分析各种方案中可能出现的误差以及误差的大小,筛选出了最佳的实验方案然后进行验证。
  教学实践证明,富有探索性和创造性的实验设计,不仅使学生获得了全面丰富的实验方法和实验技能,而且能训练和发展学生的发散思维和创新思维,提高了学生学习的积极性和主动性,有效地培养了学生创新实验的能力和创新精神,使学生的智力和思维的深刻性、严密性、创造性、广阔性和敏捷性都得到了充分的开拓和训练。
  
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