培养学生化学实验能力
一、培养学生的实验能力
要有计划性和针对性学生实验能力包括设计实验计划、观察操作、数据处理、分析与总结能力。它的形成和发展是循序渐进、日积月累的,不是每个实验都能把各种能力同时培养起来。教师首先要根据教学大纲和教材,将每个实验认真分析后,确定每个实验要着重培养学生哪些方面的能力。例如,在使用常用的测量仪器——直尺、天平、弹簧秤、压强计、温度计、电流表、电压表、万用电表时,就应该着重培养学生观察能力、操作能力及数据处理能力。又如,初中物理教材在实验《用电流表测电》之前的每个学生分组实验,都直接写出“实验目的”、“实验器材”、“实验步骤”等。而在随后的实验《用电压表测电压》,则要求学生模仿前面的表格自己设计实验表格。
在实验《用电压表和电流表测电阻》以后,完全让学生自己设计观察记录表格,自己选择实验器材进行实验。教师要抓住教材这种变化的安排,着重培养学生设计实验计划的能力。学生实验能力的培养要考虑循序渐进、逐步深入。例如,电磁打点计时器在实验《测匀变速直线运动的加速度》,实验《验证牛顿第二定律》和实验《验证机械能守恒定律》都会使用到。在做第一个实验时,由于学生对仪器比较生疏,操作时会很缓慢,学生出现这样或那样的错误在所难免。在做第二个实验时,就要要求学生对仪器的安装及使用操作程序不应再有原则性错误,熟练程度应比第一次好,速度比第一次快,不过在具体细节上允许出现些偏差。第三次实验,就要要求学生在规定的时间内正确无误地将实验安装并调好。
二、教师要注意发挥示范作用
在进行学生分组实验时,学生即使按照教师要求在实验前做好预习准备工作,对仪器的操作步骤也比较清楚了,但一旦接触到实验仪器,仍会束手无策。因此,实验前教师应对如何正确操作仪器进行示范,必要时强调说明不按规范操作会造成什么后果。尤其在学生进行操作过程中,要抓住典型事例向学生反复示范。例如,初三年级学生做电学实验,初学阶段很容易将电表“+”、“-”号接反。可以在学生实验前,先做示范操作,将电源的正极和电表正接线柱先用红纸做上特殊标记,然后用红色导线把电源的正极与电表的正接线柱连接起来,用黑色导线将电表的负接线柱与电源负极相接(电路中有小灯泡)。
在学生动手实验时,教师再巡回视导,发现有接错的,再进行示范。教师在演示实验时,也要注意动作的规范性,给学生以潜移默化的影响。如使用天平,拿取砝码时,镊子口的凹边应当朝上,待测物和砝码都应放在砝码盘的中央;拿取盛有水银的烧杯时,应用左手托底,不能用手提住烧杯口以免杯底破裂,如果在细长玻璃管中装有水银,翻转玻璃管时,不可用双手持玻璃管的.两端,而应以手挟持管的中部;做静电实验时,需要用手持绝缘柄时,应以两三个手指握持,而不应从掌心握持,并且应持离导体最远的一端,以防漏电;用手调节滑动变阻器的滑臂、电表旋钮及启动开关时,应以另一只手扶持器件。
三、培养学生良好的实验习惯,使之形成科学的实验素养
关键词:化学,实验,能力
一、培养学生的观察能力
观察是获得感性知识的前提, 没有观察就无法理解隐藏在化学变化后面的本质规律, 只有当学生具备了良好的观察能力, 才能分析化学反应现象中的规律.因此, 在化学教学中, 老师要重视对学生的观察能力的培养.初中学生的年龄还小, 再加上才接触化学, 因此, 他们观察能力提高的空间很大, 大多数学生喜欢看激烈的化学反应, 变化明显、刺激的反应现象, 这不是观察能力, 真正意义上的观察能力是按一定顺序的观察, 并能突出重点, 会做记录.
很多老师在演示实验的时候, 能借助多媒体将实验放大给学生观察, 这是好的措施, 因为, 化学上的仪器多数比较小, 后边的学生很难看清楚.比如, 在学习分子与原子教学内容时, 某个老师将蔗糖放进了水中, 蔗糖很快不见了, 以此来说明分子在不停的做无规则运动, 但后边的学生看不清楚, 如果用多媒体将此实验进行放大, 学生就能看的很清楚, 学习积极性也会得到了提高.
二、提高学生的注意力
注意力是一种非常重要的心理现象, 它是心理活动的指向性, 如果学生没有一定的注意力, 就无法认真的听讲, 也不能仔细的观察实验, 更不能全身心的投入到教学活动中去, 学习质效会大打折扣的.
初中学生天生好奇, 他们对实验充满着兴趣, 尤其是趣味性实验, 最吸引他们的眼球.因此, 在初中化学教学中, 特别是初三同学, 尽量补充些趣味性实验, 提高学生的注意力.学生的注意力提高了, 就能进入最佳的学习状态, 提高学习效率.比如, 用95%的酒精浸手帕, 再点燃后, 看到熊熊烈火, 但熄灭后手帕完好无损, 这不仅能调动学生的学习积极性, 培养注意能力, 还能激发他们探究科学奥秘的欲望.
三、培养学生的实践操作能力
在应试教育的年代, 因为老师重视学生的考试分数, 所以就对学生进行大量的知识与技能的传授, 忽视动手实践能力的培养.最后学生的考试成绩上去了, 但落的一个高分低能儿.新课改关注学生的全面发展, 不仅重视知识与技能, 还要突出对学生创新能力、解决实际问题能力的培养.以前的教学侧重于结果, 而现在的新课程教学侧重于学习的过程, 让学生体验到知识获取的方法与过程, 从而提高创新能力与实践能力.比如, 试管的夹持与洗涤, 溶液的配制与振荡, 酒精灯的使用等等, 这些都是学生必须要掌握的实验能力, 缺了它就无法完成化学实验, 更不能有自主探究实验的能力.
在具体的训练中, 老师要及时的纠正学生的错误操作, 比如, 学生在倾倒液体的时候常不注意标签向着手心, 总是抓起来就倒;还如, 学生在做粗盐提纯的时候, 需用的器材都没有刷干净, 过滤的时候倾倒的太猛, 将滤液倒在滤纸边缘外等等, 这些看似小错误, 但会影响到学生动手能力的提高, 如果不给予及时的纠正, 小错误会变成大错误, 直接影响到他们自主探究实验的完成, 更不利于他们科学素养的提高, 以及严谨的科学作风的形成.因此, 在动手能力训练的时候, 老师要注意每个学生实验操作的细节, 发现问题立即解决.
四、培养学生的思维能力
做化学实验是一个动手、动脑的过程, 不能简单的认为它只训练学生的实验技能, 应该把实验当做培养学生思维的教学手段.化学实验分为验证性实验与探究性实验.验证性实验能帮助学生理解、掌握化学概念与原理, 探究性实验给学生的思维以极大的挑战, 学生要分析现象、处理数据, 最后得到结论.即便是验证性实验, 也要引导学生仔细观察现象, 分析现象产生的原因, 然后抽象、概括出化学规律, 而分析、抽象、概括都属于思维活动, 可见, 化学实验有利于学生思维能力的培养.
在具体的教学中要多给学生实验的机会.比如, 学完酸、碱、盐性质后, 可以增加这样的实验, 如何用实验来鉴别NH4Cl、 (NH4) 2SO4、NH4NO3、NH4HCO3.这不是简单的实验, 而是带有很强思维训练的实验, 需要学生在实验前开动脑筋, 设计实验方案.
五、培养学生的问题能力
思维起源于问题, 学生有了发现问题的能力, 就有探究的欲望, 就能积极的参与到教学活动中.初中学生天生好奇、好问、好动, 这种天性是有利于问题能力培养的.但是, 由于他们的思维能力有限, 提出的问题常常没有多大质量, 这需要老师的培养.而化学实验, 不仅能创设问题情景, 还能激发学生的提问欲望, 提高学生的问题意识.比如, 当学生看到酸、碱指示剂变色的时候, 就很好奇, 自然而然的产生:这是为什么呢?当学生看到铁丝在纯净的氧气中剧烈燃烧的时候, 自然的会想到:放在空气中的铁丝为什么不能燃烧呢?进而理解氧气的化学性质比较活泼.当学生做稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳的气体实验时, 就要引导学生提出哪些酸能与碳酸钙发生化学反应?水垢的主要成分是碳酸钙, 我们如何方便的去除水垢呢?一般说来, 学生的提问能力越强, 思维越灵活, 学习效率也越高.
六、培养学生的探究能力
探究是新课改所提倡的教学模式, 它能有效的把学生从传统的应试教学中解救出来.在传统的应试教学中, 老师被教学进度、教学检测所困, 成了向学生灌输知识的工具, 学生成了接受知识的容器, 很少有学生对自己的学习过程产生自我调节的意识, 只知道跟着老师学, 难以有新的发现, 特别是在面对问题的时候, 总是中规中矩的解决, 没有创新的手段, 甚至连创新的想法都不会有.
在初中化学教学中, 开展探究性实验活动, 有助于学生创新能力的培养, 也有助于学生体验学习的过程, 掌握正确的学习方法, 特别是学生在探究活动中, 能养成实事求是的科学态度, 一丝不苟的工作作风, 对他们科学素养的提升有极大的促进作用.
总之, 实验是化学教学的基点, 在新课程教学中无论怎样重视实验都不为过, 因为, 它能全面发展学生的能力.
参考文献
学生的学习过程就是一个不断发现问题、分析问题、解决问题和再去认识更高层次问题的过程。青少年的思维活动是有其内在规律的。一般来说,是从具体的形象思维,到经验型的抽象思维,过渡到理论型的推理思维,最后发展为辩证思维。所以,“问题”对于学生学习过程来说,有着至关重要的引导作用。以问题为中心,围绕科学的并能激发学生思维的问题展开学习,也是实验探究学习最重要的特征。因此,要求我们教师,在实验教学中应努力创设恰当的问题情景,通过问题启发学生积极的思维活动,以问题为主线来组织和调控课堂教学,充分调动学生学习的主体性,促进学生实验探究活动的开展和探究能力的培养,最终达到提高学生思维能力的目的。
下面笔者就自己在教学中的实践,列举一例实验教学。
制取Fe(OH)2灰白色沉淀
活动与探究:
在有关制取Fe(OH)2灰白色沉淀时,我按照教材上提供的步骤,进行演示实验。学生在仔细观察的过程中,很快就有学生提出问题:老师,教材上提供的实验现象是先生成灰白色沉淀,为什么我只看到灰绿色沉淀和红褐色沉淀;是你的实验操作错误,还是药品有问题,或是教材提供的现象不正确?
我这时让学生思考:为什么我演示的實验现象与教材提供的实验现象不同?如果教材提供的实验现象正确,我们实验时,是什么因素影响了我的实验现象?经讨论分析,有学生认为主要原因是因为氧气的存在,影响了实验的结果。我及时肯定了该学生的猜想——是氧气影响了实验的结果,我所使用的试剂中溶解了一定量的空气,且试剂在实验过程中接触了空气。为得到正确的实验现象,我们在实验过程中要减少氧气对实验的影响。我接着启发学生从以下二个方面考虑:
问题1:如何消除水中的溶解氧?
问题2:如何使体系减少跟氧气的接触?
对于问题1,有的学生提出:配制FeCl2溶液和NaOH溶液时,把蒸馏水加热煮沸2—3分钟,这样可以消除水里的溶解氧。
关于问题2,学生经过讨论,一致认为在FeCl2溶液中滴加少量植物油(由于植物油不溶于水,而且比水轻,浮在水面上可以使FeCl2溶液与外面空气隔开)。有的学生补充:应该用一根装有NaOH溶液的长的滴管伸入到FeCl2溶液中,然后滴加NaOH溶液。
各实验小组拟定好方案,并讲明实验中应该注意的事项后,我让学生动手做实验。学生在实验中,清晰看到灰白色沉淀,且不变色。
这时,我指示学生,把试管中溶液上面的植物油用滴管吸掉。很快,学生们就发现暴露在空气之后,新生成的灰白色沉淀外层迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;但下层的灰白色沉淀变成灰绿色之后,就没有再出现明显的变化。
我继续追问学生:如何尽快地让全部沉淀生成红褐色?
学生们随即展开更热烈的讨论,有的学生提出,把制得的Fe(OH)2白色沉淀直接倒在表面皿中,这样暴露在空气中的面积大,就容易变成红褐色;有的学生提出,先在表面皿上放一张滤纸,再倒入Fe(OH)2白色沉淀,让滤纸把水吸干,而且沉淀可吸附在滤纸表面,应该很快能看到全部沉淀变成红褐色;有的学生提出向试管中通入氧气,应该能很快看到全部沉淀变成红褐色;有的学生提出,直接向试管中滴加H2O2溶液,应该能很快看到全部沉淀变成红褐色。
随后,我让学生根据自己的思路动手实验,学生很快得到了明显的实验现象。这时,我及时点评:把Fe(OH)2白色沉淀倒在表面皿上,实验操作时,避免不了有一些水溅出来,而且沉淀容易堆积在一起,所以应在表面皿上放一张滤纸;而向试管中通入氧气,则应增加制取氧气的实验操作;直接滴加H2O2溶液,虽然方便并能得到相同的结果,但难以充分说明H2O2溶液在这个实验过程中到底充当什么样的角色。
这个案例能够让学生通过对实验现象的观察和分析,归纳总结出“Fe(OH)2白色沉淀的不稳定性,能被氧化剂氧化成Fe(OH)3”这个基本原理,从而培养学生的观察能力和思维能力。
浅谈化学实验与学生能力的培养
化学实验中对学生能力的培养方式主要体现在四个方面:一是创设趣味实验,引起学生兴趣,培养学生的.观察能力;二是建立实验小组,让学生亲身体验,培养动手操作能力;三是设计实验方案,培养学生探究思维能力;四是布置家庭小实验作业,培养学生理解创新能力.
作 者:翟晓萍 作者单位:山西省运城学院师范分院,山西运城,044000刊 名:新西部(下半月)英文刊名:NEW WEST年,卷(期):“”(12)分类号:G71关键词:化学教学 化学实验 能力培养
【内容摘要】物理实验在物理教学中占有重要的位置,他能训练学生的动手动脑能力,加深对物理概念、规律的理解和掌握。能培养学生的科学态度、科学研究方法,培养学生的创新意识和创新能力。物理分组实验的目的在于通过学生的亲身参与使某一现象发生或重现,促进学生在感官认知上对物理概念和规律的认识,提高学生学习物理的积极性。懂得“实践是检验真理的唯一标准”的含义。物理教师应具备良好的实验素质,不仅要系统掌握实验的基本理论,实验技能和技巧,还要通过实验能启发、指导学生进行探索,发现物理结论和规律的能力。本文以作者多年的实验教学实践为基础,提出了在实验教学中成功地培养学生能力的几条有效途径。
【关键词】学生物理分组实验
实验原理和实验设计
提高学生处理实际问题的能力
培养学生探究实验的精神
【正文】实验是物理学的基础,物理学就是从实验中产生的。中学物理教学必须以实验为基础,在课堂教学中要多做演示实验,多安排学生实验,教师要给学生创设良好的实验环境,让学生有目的地进行观察、测量,获取知识,发展能力,养成善于观察、勤于动手的好习惯。实验是最活跃最具生命力的部分,它包括教师演示实验和学生实验。演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验,是深受学生欢迎的实验形式,是教师施展教学艺术的独特方法。它能化抽象为具体,化枯燥为生动,把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前。能引导学生观察,并进行思考,配合讲授使学生认识物理概念和规律,达到事半功倍的效果。学生实验是教师在教学过程中要求学生必须掌握的实验,它要求学生在掌握实验的各种知识的同时自己动手操作,这也是深受学生欢迎的形式。它在很大的程度上能够调动学生学习的积极性,让学生动手参与,这样既让学生对已有的知识进行了一次很好的巩固和加强,又培养学生喜好动手的习惯和严谨的科学实验态度。我们教师在物理教育教学过程中一定要重视物理实验的重要性。
当前,传统教学中落后的教育观念和方法仍妨碍着学生创新能力的培养。反映在物理教学中,是应该做并且有条件做的许多重要实验被人为取消,或者只在“黑板上做实验”,造成学生“听实验、背实验”;这样做的严重后果是,学生能力结构不完整,缺乏创造性和开拓精神。知识是能力的载体,而创新是能力的灵魂,素质教育的核心就是培养学生的创新精神和创新能力。因此在物理教学中,尤其在实验教学中,必须改革实验教学,充分发挥学生思维的主体性,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。
物理分组实验是物理教学的重要组成部分,是在教师指导下,主要由学生探究完成的实验活动。这项教学的作用要起到提高学生动脑设计动手实践的能力,加深理解理论知识的作用。实验教学中教师的指导要恰当合适,要敢于放手让学生自己去设计,老师千万不能将实验步骤一、二、三、四地列出后指导一步学生做一步。在多年的教学中我体会到,物理分组实验是培养学生实践能力和分析问题、解决问题能力的最好形式,实验的目的不能只会解相应物理实验题,要重视获取知识的过程,达到弄懂实验目的、独立完成实验操作,达到能独立设计实验,纠正实验中存在偏差的能力。
1.分组实验教师要善于引导,放手让学生大胆操作,不能动手包办处理实验中存在的问题 物理分组实验注重获取知识的过程,是学生通过思维、动手,对有关物理概念、定律进行检验,从而进行理论思考的升华的动态过程。学生必须明确实验目的,激发其观察实验、思考问题的积极性,使学生自己知道要干什么、为什么要这么干,达到抓住实验的主要现象和本质的目的。实验时教师要善于引导,让学生积极动脑思考,大胆动手实践。从了解实验原理,准备实验器材,进行实验操作,到测出实验数据,得出实验结果全过程都应充分体现学生在实践中的主体作用。实验过程中学生经常会出现装配错实验仪器或装配不上实验仪器的现象,或面对实验仪器无从下手,或数据测量不准,或不会排除实验中的故障等问题。分组实验时碰到此类情况有些学生就会举手将问题推给老师,此时教师决不能动手排除实验的故障包办处理一切。这样表面上看似乎问题很快得到了解决,但却扼杀了学生探究中寻找科学规律的正确方法,扼杀了他们成功后激发的积极性,扼杀了他们动脑动手释放学习潜能的机会,很不利于提高学生处理实际问题的能力。正确的做法应该是引导学生按照实验的程序要求,认真分析问题出现的原因,由学生自己动手排除故障解决存在的问题。例如,在用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中。因实际测量总会有误差,所绘的V—t图线总不会精确到使测算出的各个点都落在一条直线上。实验中有一小组测出的点以毫米为单位分毫不差地落在一条图线上,显然这是学生为了“凑数据”弄虚作假改动了原始的数据得出的结果。发现问题后,我首先对学生力求完美的出发点给以理解。但向学生们指出,虽然实验设计正确,实验操作认真,但任何测量的精度都是有限的,在现有实验仪器条件下,测出的各个点虽没有完全落在一条直线上,在偏差并不大时,一样可得出“在没有任何误差的情况下V—t图象中各个点应完全落在一条斜线上”的结论。又如,在做“测小灯泡伏安特性曲线”的实验时,有一组学生将线路接通后反复检查小灯泡就是不亮,急得他们直叫,快下课了实验数据一个还没测量。此时我没有帮助检查排除线路故障,而是将“多用表”递到他们面前启发他们逐段检查导线和各个仪器,终于查出是其中一段导线出了问题,换上一段新导线后线路马上通了。
多媒体的出现使教学领域产生巨大进步,但物理教学中实验和演示的作用多媒体课件是无法替代的。实验和演示能养成学生对物理是一门实验科学的认识,能增强学生的动手能力。教学中坚持对实验和演示操作的持之以恒一定会对学生科学思维的习惯和研究方法产生影响。
2.实验的目的是要学生经历科学过程、体会科学方法、树立科学价值观。是要学生加深对物理规律和概念的理解。
中学物理的实验基本为探究性和验证性实验,不像大学物理那样存在许多科研的可研性,但仍然体现出物理学是一门以实验为基础的科学特点。从物理学的发展史来看,没有实验就没有物理学的今天。实验的过程是科学探究的过程。
揭示物理现象的物理概念、反映物理过程的物理规律,是构成物理大厦的基石,只有正确掌握物理概念,才能深刻理解物理规律;反过来,也只有深刻理解物理规律,才能真正掌握相关物理概念。如把物理概念比作网上的结点,那么物理规律相当于结点间的连线。物理教师必须重视物理实验的教学和演示,通过实验发现、验证并总结出“事物”存在的规律,进而以物理规律为中心,更加深刻、完整地掌握物理概念,在应用中巩固物理规律,达到以概念为基础,以规律为中心的整个知识体系。在问题的探究解决中促使知识的完善促进人的能力的提高。物理定律的建立是在实践中创立的,实验是物理学首要的检验手段。物理分组实验教学的意义使学生懂得物理科学的内涵,区别物理与数学的不同,知道数学是在物理和其他自然科学基础上的“抽象”。物理分组实验教学的目的在于使学生认识、学习和研究事物的有效方法,促进学生感官上对物理概念和规律的认识,促使学生以正确方法对待物理的学习。真正懂得“实践是检验真理的唯一标准”的含义。因此,进行物理分组实验教学时,教师不仅要教学生会做实验,更要“教给学生一双没有束缚的自由的手”。要使实验真正成为探究、提高物理教学的重要途径,教师在指导学生分组实验时,根据实验目的,精心设计各类实验问题,达到引导学生有的放矢地边实验、边思考、边分析,让学生在观察、思考中提高实验技能,在动手思维中发展自身的形象思维和抽象思维,在主动学习中充分体会到实验的内涵。如在进行学生分组实验“研究匀变速直线运动”时,学生比较容易导出做匀变速直线运动的物体应满足△S=aT的规律。但在具体数据处理时为减小长度测量带来的误差却不用S2-S1、S3-S2、S4-S3表示相邻相等时间内位移差△S,而用S4-S1、S5-S2、S6-S3间隔两个相等时间内的位移差表示。等号右边22也不用aT,却用3aT表示。对这一变化,我问学生这是为什么?学生们各抒己见。很多学生列出了a1=(S4-S1)/3T2、a2=(S5-S2)/ 3T2、a3=(S6-S3)/3T2式,但将a1、a2、a3三式列出综合求和式子的学生却没有,我适当给以点拨有个学生很快写出了a =(a1+a2+a3)/3 = [(S6+ S5+ S4)-(S3+ S2+ S1)] /3T
2的式子并从中悟出这种求法可减小纸带测量产生的偶然误差。当该生将其“发现”向同学们说明时灵感使其悟到所设问题△S还可分别延伸至等于S5-S1、S6-S2、S7-S3、S8-S4的情景,此时等号右边应为4aT2的形式。
3.严谨求实实验作风的培养能提升学生做人的品质、能培养学生探究实验的精神
上分组实验课,开始操作和获取数据大部分学生都很认真,待到将实验由动手转为动脑、由操作转为数据分析处理时心情急噪,认为实验一定服从已知的物理规律,采取数据有目的向已有的物理规律倾斜,使实验结论很粗糙。个别学生在虚荣心驱使下私改实验数据,来迎合科学理论的“正确”。教师在第一次分组实验课教学前应估计到这种由应试教育产生的对实验教学的负面影响。在探究、验证实验时既要使学生认识到实验的各个环节在整个实验中所起的作用,又要就实验原理的理解程度,实践操作的熟练程度,数据分析的准确程度,及实验报告要尊重原始数据的诚实态度等各方面对学生提出严格要求,指导学生认真探究、验证,将实验中发现的问题及时反馈给学生,纠正学生实验中存在的问题。
严谨的实验态度能养成学生诚实的科学态度和良好的实验习惯,提高实验教学的质量,提高学生探索2求知的欲望。如在摩擦力的学习中学生们对摩擦力总是阻碍物体间的相对运动理解不好,受力分析时经常出错。一个学生在买了个汽车模型,仔细琢磨老师讲的汽车主动轮受摩擦力向前,从动轮受摩擦力向后的道理,用了许多办法反复实验,主动轮和从动轮受摩擦力方向效果都不明显。后来他发现把汽车模型放在床上当用手转动后轮时受力效果非常明显。后将模型带到学校在铺上桌布的桌面上进行演示,当用手转动后轮,即把后轮作为主动轮,四个轮子之间的桌布被轮子向外拉紧。他分析这个现象的原因是:汽车在前进时,后轮作为主动轮,受地面(桌布)的摩擦力向前,则后轮对地面(桌布)的摩擦力向后;而作为从动轮的前轮受摩擦力向后,前轮对地面(桌布)的摩擦力向前,所以桌布被前后轮的摩擦力绷紧了。反过来前轮作为主动轮,则可清楚看到桌布上由于四个轮子给的摩擦力方向改变了,因而桌布处于收缩状态。有趣的实验调动了大家学习的情趣,人人都来转一转汽车轮子。知识的探求是无止境的,在学生们基本搞清汽车轮前后驱动问题后我又提出一个新问题让学生讨论。为什么大型汽车是后轮驱动,而家庭经济型小轿车是前轮驱动。新问题又让学生活跃起来。有的学生说前轮驱动相当于向前拉汽车,后轮驱动相当于向前推汽车,推汽车获得的向前作用比拉汽车大;有的学生立即反驳说那小汽车也应后轮驱动„。此时我启发学生从大小汽车质量分布使重心偏前或偏后不同来考虑。当学生完全沉浸在问题中时,其他人稍给以启示问题马上迎刃而解。如果教师只满足于实验课上按步骤指导学生操作,是不会得到如此效果的。
4.实验方法多样化,活化创新思维。现在中学课本中设计性的物理实验太少,应当让学生多做一些设计性的物理实验。设计性的物理实验突破了传统静态的封闭式教学模式,使实验课程本身的特点更加突出。设计性的实验拓深了实验课的功能,它更适合当代学生的强烈参与意识,可进一步调动学生积极思维,诱导学生主动探索的愿望,有利于学生的创造性思维能力的培养。具体实验过程可以分为三个阶段:第一个阶段是布置题目,让学生设计实验方案(包括实验方法、原理、仪器选择、实验步骤、误差来源);第二个阶段是教师审阅方案,提出修改建议;第三个阶段是进行实验,撰写实验报告。目前学生的分组实验,普遍存在只重视简单的操作练习。从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法进行实验,教师很少去引导学生思考和探索,有些学生只是依葫芦画瓢,根本不能领会实验的原理和思想方法。因此,必须改革实验教学的方法。例如,验证机械能守恒的分组实验,就可以转化为探索性实验,可以启发学生思考,你能否利用现有装置测定当地的重力加速度?你还能设计几种测定当地重力加速度的方法?在学生分组实验中,在掌握实验原理、方法的基础上,可以允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行操作实验,发展学生的个性,活跃学生的思维。实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间,可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望,使之达到不同层次创新能力培养的目标。学生在自己“探索”物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来,并在实验过程中对所得的信息进行仔细筛选,不仅培养了学生的应变能力,还使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥。
5.利用物理实验史教育,培养创新意识。
物理实验还应包括物理实验史教育、课外小实验、学生小仪器制作等。据笔者不完全统计,人教版新编教材高中《物理》1至3册中,对物理学史上著名实验介绍达20多处。例如:牛顿第一定律的教学,课本一开始就以"历史的回顾"方式介绍了伽利略的理想实验,这种将有限的实验事实外推到无限,经过抽象思维得出结论的方法,是对传统实验方法的创新;汤姆生利用实验准确地测出了电子的荷质比并发现了电子,他的实验设计是何等的巧妙,设计思想与器材组合都是创新精神的体现„„这些实验介绍,不仅向学生展示了科学发现、技术发明的过程,而且展示了科学家的创造思维和创新精神。要发挥物理学实验史的创造教育功能,我们在教学中就要重视实验史的教育,可以启发学生通过阅读体会实验思想与设计的精彩之处并提出问题;有条件也可采用演示实验,引发学生的好奇心;还可让学生自己动手,组织与设计实验,来“表演”某些著名实验。总之,通过物理实验史的学习,对学生进行德育的渗透以及科学精神和创新意识的培养,有很好的作用。
物理学是一门实验科学,物理实验在物理学中占有非常重要的地位,在中学物理教学过程中,不论是演示实验、分组实验,还是课后的小实验。不论是设计性实验、验证性实验、探究性实验,还是研究性试验、都是获取物理材料的重要渠道。从物理学的发展来说,没有实验就没有物理学的今天。物理实验能训练学生的动手动脑能力,加深对物理概念、规律的理解和掌握。能培养学生的科学态度、科学研究方法,培养学生的创新意识和创新能力。因此,物理教师应具备良好的实验素质,不仅要系统掌握实验的基本理论,实验技能和方法,还要通过实验启发、指导学生进行探索,探究物理结论和规律,充分利用实验调动学生学习物理的积极性、主动性,提高学生的学习兴趣,体现学生的主体性。这也是新课程标准的目的。
【参考文献】:
1.张大昌
物理教材介绍 人民教育出版社 试教通讯物理专辑 2006/5 2.物理课程标准研制组
普通高中物理课程标准(实验)解读
李淑敏
(辽宁省本溪市二十一中学)
摘 要:新课程改革的提出和教育的不断完善,使得教育对学生的全面发展有着更高的要求。尤其是针对学生的动手实践能力的要求更是空前的提高。涉及到化学学科的教学,实践动手的能力尤为重要。研究化学实验教学方面关于动手能力的提升,有利于培养学生的科学探究能力。
关键词:化学教学;实验教学;探究能力
基础教育的改革和教育的发展对学生创新能力和思维能力的提升有着更高水平的要求,而探究活动无疑是提高学生的探究能力最为重要的一个标准。初中化学探究过程不仅仅是为了让学生加强对所学知识的理解和掌握,更是为了全面培养学生的科学探究能力和创新探索能力,综合提高学生的全面发展。笔者根据自己多年的教学经验,简要地谈一谈如何在化学实验教学中提高学生的科学探究能力。
一、给予学生机会进行实验
当今的教学形式由于还是以应试教育为主体,这就导致很多学校并没有分配给实验足够的经费和时间。要想有效地提高学生的实践创新能力,首先重要的就是要给学生实验的机会。这就要求学校方面要将实验室和实验设备准备好,即完善教学设备。除去这个客观因素,教师就是主观的因素。教师不能为了追求成绩,“砍”掉学生的实验时间,让学生一味地根据习题进行实验步骤的背诵和想象,这不仅使得教学效率和教学质量大大下降,更不利于培养学生的科学探究能力。
二、善于引导学生进行探究
教学过程是一个互相影响的过程,教师在进行教学互动的过程中,绝不能单纯让学生记忆书本上的实验,而是应该提出一些启发性的问题进行扩展,让学生感受到化学学科的魅力,在学习知识的同时开发学生的创新思维,让学生勇于实验、敢于探究,从而取得化学学科的学习进步。注重学习的过程而不是结果,让学生主动追求化学知识理论,自主进行化学实验探究。举个简单的例子,在进行初中人教版“石灰水变浑浊”这个实验的时候,教师就不应该只局限在实验是检验二氧化碳这一想法上,而是应该启发学生,让学生换种方式进行思考,诱导提问出“如何能保持石灰水不变浑浊呢?”这样的问题变换学生思维,既能让学生牢记这个知识,更是有助于发展学生的创新思维和科学探究能力。
三、提高自身的科学探究能力
教师作为教学过程最为重要的一个部分,既是组织者,又是领导者,必须要发挥自己的.作用,让教学活动“活”起来。简单地说就是教师要起一个模范带头的作用,要想培养学生的实验科学探究能力,教师自身就要有一定的创新探究精神。这就对教师的教学过程和教学经验都有了一定的要求,尤其是教师的教学安排更是要充分地进行规划。课前的教案设置,如何用实验调动起学生的学习兴趣;如何在实验的过程中合理地强调重点,而不是打断教学,突然暂停进行重点的讲解;如何让学生自己发现课后习题中可能出现或者可以设置问题的“点”等等,以及课后的巩固练习和知识串联都需要教师的不断研究和实践。当然,教师也需要反复地进行实验的扩展,在科学实验中展示化学之美。
科学探究作为一种实践性的动手活动,这种能力的有效培养绝不是一朝一夕能够实现的,更不是理论的重复讲解就能形成。这是一种结合调查和思考的综合能力提升的过程。化学作为一种以理论为基础,以实践为终极目的的学科,实验教学必不可少,正是因为这个原因,在化学学科教学过程中培养学生的科学探究能力更加必要。
参考文献:
一、利用实验教学, 培养学生的发散思维和创造能力
智慧的火花常常产生于某种灵感, 教师选择适当的机会提出实验中存在的一些问题, 往往会引导学生思考、讨论, 从而培养学生的发散思维和创造能力。我经常在实验教学中设计一些开放性的问题, 如:按照课本上的实验装置做完测定空气中氧气的含量时, 我提出了造成集气瓶中的水未达到集气瓶容积的五分之一的原因可能有哪些, 如何改进实验, 使测定的结果更准确, 除了得到氧气约占空气体积五分之一的结论外, 还得到哪些结论等问题。问题一提出, 即引发了学生的参与热情, 学生会说出不同的答案, 其中不乏有创新的想法, 激发了学生的积极性和创造性, 培养了学生的发散思维和创造能力。
二、利用实验教学培养学生的分析能力和探究能力
探究性的实验, 不仅强化学生的认知过程, 而且能使学生处于一种主动探究知识的状态, 在探究的过程中, 能够培养学生对问题的分析能力、探究能力。如:在学习二氧化碳的实验室制法时, 我先演示了大理石和稀盐酸的反应, 然后提出为什么不用碳酸钠粉末代替大理石, 用浓盐酸代替稀硫酸呢?引导学生设计实验方案, 并对现象分析, 从而得出结果, 继而我又提出, 如果我用碳酸钠与稀盐酸反应制二氧化碳, 请同学们帮助老师想一下, 我需要在实验装置或操作等方面应做哪些改进呢?这一问又激发了学生的探究欲望, 学生在不断地分析、探究过程中, 能力逐步得到提升。
三、利用实验教学, 培养学生的合作能力和表达交流能力
交流与合作意识是现代人的一种必要的品质。教学中, 对于学生一人操作单调重复、费时且效率低的实验, 我常让学生合作完成, 首先在组员协商的基础上, 确定每个成员在实验中的角色, 是负责记录还是负责观察, 是负责整理台面还是担当主要实验者等, 让学生在分工明确的前提下, 有条不紊地进行实验。然后, 在小组内及小组间针对实验的现象、解释、结论和实验反思等发表自己的意见, 互相讨论交流, 当然, 老师一直是合作学习的积极参与者。学生采用这样小组合作的方式学习, 成为了学习的真正主人, 不仅提高了学习的效率, 更重要的是自己的合作意识、合作技能和表达与交流能力也得到了提升。
可见, 有效地利用化学实验既能激发学生的学习兴趣, 发挥学生的主体作用, 又能培养学生思维能力、探究能力、创新能力, 全面提高学生的综合素质。
关键词:学生主体;实验能力;实验操作
比较《义务教育化学课程标准》的实验稿和2011年版,发现《义务教育化学课程标准(2011年版)》不仅没删减实验稿中规定的基本实验技能,反而新增了“初步学会用酸碱指示剂、pH试纸检验溶液的酸碱性”。在“课程内容”部分,将科学探究的二级主题在原有的基础上增加了“完成基础的学生实验”,并明确提出:“教师应结合具体的教学内容和学校实际,积极创造条件,通过多种途径安排和组织学生至少完成八个基础学生实验。”基于以上原因,教师在教学中想方设法让每个学生都能动手做实验,转变偏重知识与技能,弱化过程与方法的现象,让学生在亲力亲为中学习知识和技能,体验科学探究的过程与方法,进而发展学生的科学素养。下面就如何提高学生的实验能力,谈谈我的体会。
一、严格要求,促使学生养成良好的实验操作习惯
1.制订明确要求,狠抓实验课的规范教学
为了加强实验操作的规范化,学生认真学习常用仪器的使用方法,在实验教学的各个环节上,把对学生严格要求与具体指导相结合,使学生在实验中逐步养成良好的实验习惯,提高观察现象、分析原因、解决问题的能力,培养学生严肃认真的科学态度和工作作风。
2.明确仪器选择的原则,了解实验操作规律
一般说来,每一类的实验原理、装置、操作都有规律可循。学生在学习了氧气的实验室制法时,在完成实验的基础上可以通过分析、对比,总结出实验的规律,达到触类旁通、举一反三的目的,初中化学教材里化学反应的条件一般有常温、加热、加压、加催化剂等,根据不同的反应条件、反应物的性质来制取新物质时,所需要的仪器也就不完全相同。因此,需关注反应物的状态和反应条件;关注气体的水溶性、气体的密度、常温下能否与水或空气中任一成分反应等因素而定。
3.通过对典型实验的分析,掌握实验操作的要领,提高实验的成功率
在分析典型实验操作时,为了学得会、记得牢,把操作要领总结成顺口溜,这样可以便于记忆。如,实验室用高锰酸钾制氧气时,可总结出“查装定点收离熄”(谐音为茶庄定点收利息),又如,在氢气还原氧化铜操作时可概括为“氢气早进晚归,酒精灯迟到早退”。实践证明,学生根据实验内容,掌握操作要领,实验的成功率大大提高了。
4.培养书写实验报告的能力
书写实验报告,首先,可以培养学生严谨的实验态度、科学的实验精神。如,不得伪造数据、现象,保证记录资料全面真实可靠。其次,可以培养学生的观察方法,养成善于观察的良好习惯。再次,还可以培养科学的观察,如,既看实验结果,又看实验现象;既观察正常现象,又观察“异常”现象,学会从错综复杂的现象中,把握事物的本质。当然,写实验报告还有一个重要内容,就是正确地绘制装置图,过去学生绘的装置图往往比例失调,难以辨认。所以在提高绘制装置图方面,应首先分析各种仪器的形状,找出每种仪器各部分线条的比例关系,做反复的绘图练习,才能在写实验报告时迅速而正确地画出装置图。
二、把课堂实验操作权“还给”学生,让学生成为课堂的“主角”
把课堂的主动权交还给学生,让学生主动地参与到化学实验中,体验知识获得的过程。以前化学课中,教师图方便,常把演示实验改为说教实验,分组实验改为演示实验,不敢放开手脚让学生动手操作实验,从主观上低估了学生的实验操作能力。学生在学习了化学实验基本操作后,我们可以把一些难度不大的探究实验让学生来操作,达到巩固操作要领、训练操作能力、调节课堂气氛的目的。我们还可以把教材中的演示实验让学生轮流来做,可促使学生在课前认真预习实验内容,在实验过程中还接受全班同学的监督,随时指出其中的错误,达到引领新授知识、训练操作能力、明辨实验要领的目的。这种把课堂实验操作权还给学生,让学生成为课堂的主体,符合新课程倡导的自主、合作、探究、师生互动的实验教学形式。在学习“二氧化碳制取的研究”时,让学生自行探究哪些物质可以作为制取原料,从能否产生二氧化碳,到产生二氧化碳的速率、纯度、操作的难易程度等因素综合考虑,由于学生事先对教师安排的任务没有印象,只能通过自己所得到的结论进行讨论分析,所以学生操作认真,观察仔细,思维活跃,印象深刻。
三、重视家庭小实验,让家庭小实验成为实验教学的补充与拓展
《义务教育化学课程标准》在教学建议中指出:“应根据学校实际情况合理地选择实验形式,有条件的学校尽可能多地为学生提供动手做实验的机会;条件有限的学校,可采取教师演示实验或利用替代品进行实验,鼓励开展微型实验、家庭小实验等。”所谓家庭小实验,就是利用生活中的一些日常用品作为实验仪器和药品,学生在家里独自或小组合作完成的一类化学实验。新编人教版九年级化学教材中设置了11个家庭小实验,这些小实验既能丰富学生课余生活,增长化学知识,又能使学生了解到化学就在生活中,现象就在家庭里,更好地体现了化学是一门以实验为基础的学科。
潮安县庵埠镇中心学校
李益民
化学
摘要 化学实验以其独有的优势,在创新能力的 培养方面有着其它任何教学手段不可替代的作用。本 文认为创新型人才风采、化学实验学术魅力的完善结 合,是培养学生创新精神的有效途径;引导学生进行 实验创新、加强化学实验深层次教学功能开发是培养 学生创新思维的关键;增加做实验的机会是培养学生 创新技能的必要途径。
中学化学实验教学中学生创新能力的培养
诺贝尔奖获得者杨振宁博士曾说过:“中国留学生的学习成绩往往比一起学习的美国学生的学习成绩好得多,然而十年以后,科研成果却比人家少得多。原因就在于美国学生思维活跃,动手能力和创造精神强”[1]。此话一语中的,道出了中西方在教育观念上的差异。我国教育重视书本知识传授,而美国教育重视创新能力的培养。因此,全面提高全民族的素质和创新能力,教育和科技事业要走改革创新之路[2]。
培养创新能力,化学学科有着得天独厚的条件。众所周知,化学是一门以实验为基础的自然科学、是“核心、实用、创造性”的科学。化学实验是验证、探索、发现新事物最重要的手段,是一种最有效的直观教学方法,是形成化学创新能力的必由之路。因此,应该把培养创新能力作为化学教学改革的核心,把科学实验教学视为培养创新能力的主要途径[3]。
一、利用实验学术魅力与展示创新型人才风采培养学生的创新精神
创新精神属于非智力因素,是创新性活动的内部动力机制。培养创新精神是实施素质教育最根本的目标之一。提高化学实验的学术品味转变学生观念,破除他们对创新的神秘感,提供范例和榜样、引导学生向创新型人才学习,是培养学生的创新精神的有效途径。
(一)提高化学实验的学术品味诱发学生的创新情感
在化学实验的教学中,恰当地运用对比、放大、背景、空白等实验技巧和实验设计,来强化化学实验的学术品味,使各种实验结论的产生无懈可击;研究探讨各种正常和“反常”的实验现象,以渗透学术研究和科学意识,使学生的学习愿望得以满足,最终转化为学生健康的创新情感形成与发展是非常重要并且十分有效的。
例如:在讲解乙烯制备原理时,化学反应方程式为:
浓硫酸
CH3 — CH2 — OH——→CH2 = CH2 +H2O
170℃
然而,实验现象却是烧瓶中的液体逐渐变黑,生成黑色固体,产生的气体有刺激性气味。教师应不失时机地把握这一机会,通过解释这一“反常”现象,激发学生的探索热情。
首先引导学生回忆浓硫酸的脱水性,得出黑色不溶物是乙醇脱水碳化的结果,而生成的碳又可与浓硫酸发生反应:
△
C+2H2SO4(浓)= CO2↑+SO2↑+2H2O 刺激性气味是生成二氧化硫气体的结果。如何证明这些推断呢?此时,教师应引导重新设计一套实验装置,确定反应后的气体中含有二氧化硫和二氧化碳,从而有力地解释了实验中的“反常”现象(实验装置略)。
在这套装置的设计过程中,学生的学习兴趣高涨,并且被化学知识使用的科学性、变通性和选择性所征服,这种化学问题的解决所创造的学术氛围也使学生深切地感受到了科学的魅力,从而诱发了他们健康的创新情感。
(二)发挥教师的示范作用激发学生的创新动机
所谓创新动机就是指一个人对已知结论或解释感到不满意,对已学的理论和技术感到不满足,而主动去做深究或更新的工作,并力求达到完美地步的一种内在推动力量。
只有创新型的教师才能培养出创新型的学生。教师新颖的实验设计、对实验装置的改进与创新,对学生有很强的感染力,会不知不觉地在学生的心田中播下创新的种子。例如氯化氢的喷泉实验是一个典型的演示实验,但通常的教学方法缺乏创意。若注入创新探索问题,引导学生思考:
(1)形成喷泉实验的原理是什么?若实验失败,其主要原因是什么?实验成功的关键是什么?
(2)喷泉实验对气体和溶液有什么要求?下列哪组试剂能形成喷泉?为什么?说明理由。
① 氯气和饱和氯水 ② 氯气和氢氧化钠溶液 ③ 氯化氢和氢氧化钠溶液 ④ 二氧化碳和氢氧化钠溶液
(3)喷泉装置中胶头滴管有什么作用?在实际操作中,此胶头滴管吸满水欠方便且需用双孔塞,易造成装置漏气致使实验失败。若不用胶头滴管,其它部位不变,能否形成喷泉?若能形成喷泉应怎样操作?
显然第(3)问是富有挑战性的创新课题。操作方法有两种:一是将连有胶管的导管弯成U形注满水并用止水夹夹在胶管中部,带胶塞一端即相当于胶头滴管;二是将烧瓶冷却(如滴少量乙醚于烧瓶外壁上)使烧瓶内压强暂时变小,溶液会沿导管进入烧瓶形成喷泉。改进后的喷泉装置更美观、更富有吸引力,最重要的是大大激发了学生的创新动机。
因此,教师应下大功夫把中学化学教材中的全部实验内容进行不断深入的研究和改进,切实提高自身的化学实验创新能力,使自己成
为创新型的教师、实验创新的典范,才能充分发挥出化学实验对培养创新精神的教育功能。
创新型教师在化学实验中教学中应表现出出色的驾驭能力。具有规范、灵巧、优美、安全的实验操作技能和绘画技能;善于创造鲜明直观、奇异精彩的实验现象,极高的实验成功率,具有敏锐的洞察能力、丰富的想象力和灵活运用实验解决化学问题的能力;善于启发、点拨、指导学生圆满完成实验的能力;善于发现和提出富有挑战性和创新性的实验课题,具有改进和创新实验的能力并不断取得新成果;使趣味中充满哲理,平淡中表现新奇;和缓的洞察细微,激烈的从容不迫;安全的不失严谨,危险的不乱方寸;简单的绝不潦草,复杂的确保成功。
二、引导实验创新与开发实验深层次教学功能培养学生的创新思维 创新思维是指发明或发现一种新方式用以处理某种事物的思维过程,是整个创新活动智能结构的关键,是人类思维的最高层次,是创造力的核心[4, 5]。创造过程中提出创新思想的思维活动,是创新能力的核心。创新思维作为能力,包括创造性想象、直觉能力、洞察能力和捕捉机遇的能力等,具有新颖性和积极主动性两个根本特点,是创新教育要着力培养的最可贵的思维品质。
实验与思维紧密结合[6]。引导学生进行实验创新与加强化学实验深层次教学功能开发,旨在原有知识经验的基础上,注入创新性探索主题,促使学生通过分析比较,运用各种创新思维找出旧知识与新问题之间的联系与区别,并根据新问题的条件和需求,进行联想和想象,对原有的知识结构进行改造和重新加工组合,形成新的见解和设想,找出新的途径和方法,从而高水平地获取知识并能广泛迁移到新的领域,即创造性地学习新知识并能应用知识进行再创造。(一)引导实验创新培养学生的创新思维
实验创新具有新颖性、灵活性等特点,它能激发学生的参与意识、活跃学生的思维,它要求学生以新奇、独特的角度去发挥自己的创新思维能力。实验创新既包括根据一定的目的和任务,从零开始,通过探究确定实验仪器、药品、装置和操作方案,也包括对原有的实验从新的角度给予新的思考、审视,找出缺陷和不足给予修正和扬弃。
实验原理创新。如抽取氧气的实验,要求学生尽可能用挑剔和批判的眼光去发现教材中用氯酸钾和二氧化锰来抽取氧气所存在的缺陷,如装置复杂,反应条件要求较高(需要加热)并伴有副反应使制得的氧气不纯净。然后根据实验原理,设计更为合理的实验方案。
实验装置创新。如铜与硝酸的反应,放在试管中反应,药品浪费多,且产生的有毒气体污染环境。通过让学生联想块状固体和液体反应制气体的装置,设计出原理跟启普发生器相类似的简易气体发生器。这样可以防止药品浪费(思维模式:联想、组合、类比、迁移思维等)。
实验操作创新。如氢气与氯气的光照反应,反应成功的关键是要
以足够强的光源引爆。由于是爆炸反应,学生往往不敢把镁条靠近集气瓶,而镁条离集气瓶太远,又使光照不够强烈,导致实验失败。学生自然便非常希望有一种能代替镁条的光源,经过大胆设想,终于会找到一种既安全又方便的光源—日光灯(思维模式:替代、类比、联想、顿悟思维等)。
实验方案创新。对教材中没有的实验,鼓励学生勇于开拓创新,在遵循科学、安全、可行的原则下,让学生各自发挥自己的聪明才智,探索各种合理的方法,设计各种可行的方案。如设计区分食盐水和酒精溶液的实验方案,可以利用密度、气味、沸点、导电性、挥发性等物理方法来区分,也可以根据可燃性及硝酸银等试剂对溶液的特殊反应现象来区分,还可以根据生物细胞对溶液的反应等去设计(思维模式:发散、对比、综合、求异思维等)。
(二)开发实验的深层次教学功能培养学生的创新思维
化学实验的教学功能,不能只停留在用化学实验创设教学情景、突破教学难点等浅层次上,不能只局限于化学认知的范围去考虑如何发挥化学实验的作用。实践表明,化学实验是促进学生深入思考化学问题、激发学生思维创新的最佳手段。
例如实验:向体积为10毫升,物质的量浓度为2摩尔每升的氯化铜溶液中投入10克铝片。
首先引发联想:(1)金属活动性顺序;(2)有关物质的颜色;(3)盐类水解(有的学生还会联想到更多的内容)。
进而作出理性思考:(1)铝比铜活泼,金属性更强,可以从氯化铜中置换出单质铜,所以铝片上会有红色物质积聚;(2)正二价的铜离子水解使溶液呈酸性,铝会跟氢离子发生反应生成氢气,铝片表面有无色气泡逸出;(3)由于水解平衡移动,溶液中会产生蓝色沉淀„„。有些学生认为还可能有更复杂的现象,也有的学生认为只置换出铜。
实验现象观察:(1)铝片表面立刻有紫红色铜沉淀,同时产生较多的气泡;(2)溶液绿色变淡,继而产生蓝色沉淀;(3)混合液温度升高,试管壁发烫,产生气泡速度明显加快,铝片上下翻滚;(4)混合液变黑,铝片周围有少量白色沉淀物产生;(5)一定时间后,试管底部有较多红色粉状铜沉积,溶液变成无色透明;(6)铝片上继续产生无色气泡„„。实验中观察到的现象既丰富又复杂,大大超越了学生实验前的预测结果,因而激发起学生的探索心理。
现象解释与思维创新:(1)产生气泡加快的主要原因?[反应放热,温度升高,铝铜原电池的形成;正三价铝离子浓度增大,溶液酸性增强,反应速度加快]。(2)混合溶液变黑的原因?[生成的氢氧化铜分解成黑色的氧化铜]。(3)最后溶液变成无色透明的原因?[正二价铜离子浓度减小,促使溶液溶解平衡朝正方向移动,导致氢氧化铜和氧化铜溶解,溶液变成无色透明]。限于知识基础,学生无法解释实验过程中产生的白色沉淀。有部分学生认为白色沉淀是氢氧化
铝,也有学生认为不可能,且都提出了一些理由。这时,教师要积极引导学生深入思考,大胆推测,鼓励开展思维创新,最终由学生得出在温度较高时,铜和氯化铜可发生反应生成白色的氯化亚铜沉淀。
通过对该实验的探索,提高了学生综合应用盐类水解、原电池、化学平衡等化学原理的能力,大大开阔了学生的思维境界,培养了学生思维的创新性。因此,在化学实验教学中应加强实验的深层次教学功能开发,提高学生学习的积极性和主动性,使学生的智力和思维的深刻性、严密性、创造性、广阔性、独特性和敏捷性等得到行之有效的开拓和训练,从而提高学生的创新思维能力。
三、增加做实验的机会培养学生的创新技能
创新技能是反映创新者动作的和智力的活动方式。尽管科学创新活动是一种智力活动,但智力活动不仅仅局限于大脑的思维与想象,还必须有一定的创新技能作保证。
化学教学的创新教育模式中,关键的一环是必须尽可能地让学生在课堂上边学边做实验。目前我国学生对化学实验课的热情和兴趣迅速下降的状况令人担忧。由于缺少仪器、药品、现行教材实验内容陈旧、教师对实验重视不够等原因,使学生长期缺乏动手实践的锻炼而导致实践能力差[7]。因此在化学实验教学中,教师积极地创造条件多让学生动手做实验是培养学生创新技能的一个不可或缺的、行之有效的重要途径。
(一)拓宽实验空间
由于我国现行的中学化学教学中,实验所占的比例偏少,且大多数为演示实验。演示实验习惯上都是由教师在讲台上做给学生看的,由此导致学生动手机会明显减少,动手能力普遍不高。因而我们有必要想方设法将演示实验的空间由通常的讲台向学生座位乃至更大的范围扩展。具体地说可以通过改进一些、改组和改造等方法。其中,改进是将一些演示实验改为师生合作实验或共同实验。如对以往的操作均由教师“承包”的氧气抽取实验可改为教师和学生合作的实验;改组是创造条件将一些演示实验改为学生分组实验或边学边做实验。因此,不宜边讲边做实验,可将其改为课外实验。
(二)增加实验时间
增加实验时间,主要是将实验时间由通常的课内向课外延伸。延伸的办法主要包括课外兴趣小组活动和开放实验室等,由于课外活动具有时间比较充裕,形式上灵活多样,并可照顾到学生的兴趣爱好等特点,因而也便于有针对性的通过实验操作,加强动手能力的培养。
如围绕化学课堂教学,联系生产、生活实际,可成立兴趣实验小组,小制作研究小组等。让学生深入研究他们周围的物质,不间断地牢固地发展他们动手操作和实验创新技能。
开放实验室,就是在规定的时间内将有关实验仪器和药品摆放在实验室,供学生有选择地进行操作、研究。开放的内容一般包括:一些学生未能参与的课堂演示实验;一些课内学生没有做好或做后有不
同见解及有疑虑的学生分组实验或边讲边实验;教材中安排的一些小制作、小实验、小研究;一些配合课堂教学的系列实验或边讲边实验;教材中安排的一些小制作、小实验、小研究;一些配合课堂教学的系列实验或补充实验等。开放实验室可以让不同层次不同需要的学生各得其所,便于学生在宽松、自由的氛围中积极、主动地动手和动脑,从而实践能力不断地得到提高,创新技能不断地得到发展。
由上可见,化学实验教学是培养创新能力非常有效的途径之一。因此,我们在尽快实施和推进素质教育的过程中,应特别重视发挥化学实验教学的重大作用,培养学生的创新能力,造就新一代建设人才。
参考文献
[1].姜兆儒,刘建亭。浅谈杨振宁先生关于我国教育问题的几点主张[J].石油教育。
[2].温寒江,连瑞庆著。构建中小学创新教育体系[M].北京:北京科学技术出版社。[3].徐漓,王传娥。加强中学化学实验研究提高学员的创新能力 [J].甘肃教育学院学报(自然科学版)。
[4].陈仁胜。谈创新思维能力的培养[J].湖北三峡学报。
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