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改革化學實驗教學 培養學生創(chuàng)新能力

瀏覽次數:4379   發布時間:2005-09-07
知識(shí)經濟呼喚著素質教育,呼喚著創(chuàng)新教育。當今世界以把有沒有創造能力作為衡量人才的一個重要的標準。

然而,值得注(zhù)意的是,目前在學(xué)生中表現有創新能力的常(cháng)常是少數,多數人習慣於單純地吸收、記憶、理(lǐ)解(jiě)教材所規定的知識。這種現象,並不是天(tiān)賦素質的差異所決定的,而是長期以來所受的教(jiāo)育以及(jí)生活(huó)環境影響的結果。正是那(nà)些枯燥乏(fá)味的教學內容、千篇一律的教學(xué)模(mó)式、簡單刻板的學習(xí)要求,壓製了學生的創(chuàng)造欲望。相反地,現(xiàn)代科學實驗證明:人的(de)創造能力可由訓練而獲得提高,一個智力平常的人可以通過正確的引導和激勵,增強創新意識,提高創新(xīn)能力,從而在學習上(shàng)、事業上取得飛速的進步。另外,高考是選拔性考試,注重考生的能力。因此,在中學(xué)化學教學中必須重視學生創新精神和創新能力的培養。

以化學實(shí)驗為(wéi)基礎是(shì)化學教學的最基本特(tè)征,必須重視化學實驗教學和對傳統的實驗教(jiāo)學進行改革。以下是我(wǒ)的幾點體會:

一、改進(jìn)演示實驗,激(jī)發學生的創新意識

在化學的學習(xí)過程中,知(zhī)識與技能的遷移並不是簡單的將已有的知識、經驗“移位”或(huò)機(jī)械模仿,而(ér)是需要在麵臨新的問題情境時(shí),能迅速找出新舊知識之間的共同要素,確(què)定所(suǒ)需解決的問題(tí)可否歸屬於已有的某類知識或是它的延伸、擴展。

實驗操(cāo)作是培養學生(shēng)創新意識的重要環節。在實驗教學中教師要指導學生認真理解實驗操作的每一個步驟和方(fāng)法,而(ér)不是照方抓(zhuā)藥,應該嚴格按照實驗操作規程,對異(yì)常、不明顯或結論錯誤的實(shí)驗現象及時分析,找到問題的原因。

例如(rú):製備氫氧化亞鐵的實驗的改進

首先,變老(lǎo)師演示為學生分組並進實驗,讓學生(shēng)自己做。學生不假(jiǎ)思索(suǒ)就(jiù)按照常規方法操作,結果,幾乎看不到白色的沉(chén)澱,而(ér)是(shì)先看到灰綠色沉澱,慢慢變成紅褐色沉澱。

這時,及時提出問題:“為什麽看不到Fe(OH)2的白色沉澱呢?”學生得出,Fe(OH)2很容易被氧(yǎng)化。此時,老師應趁熱打鐵,進一(yī)步引導。因此,在操(cāo)作過程中要盡(jìn)可能避免帶入氧氣,NaOH溶液不是按照常規方法那(nà)樣滴入,而應將滴管深入(rù)液麵以下。重(chóng)做實驗,白(bái)色沉澱(diàn)仍然不(bú)太明(míng)顯。

再次引導學生討論:“Fe(OH)2被(bèi)O2氧化(huà),氧從何來?如何進一步改進實驗(yàn)?”通過分析(xī):“首先是溶液中溶解了(le)氧氣,隻有減小溶液中O2的含量,才有可能製得白色的;其次就是要隔絕溶(róng)液於空(kōng)氣的接觸,以免剛生成的Fe(OH)2沉澱又被新溶進溶液的O2所氧化;再次是(shì)盡可能減(jiǎn)小中間(jiān)過程,這樣有利於減小反應物與(yǔ)空氣的接觸(chù),達(dá)到充分減(jiǎn)小溶液中O2含量(liàng)的目(mù)的(de)。

經過探討(tǎo),同學們興趣高漲,有不達目的死不罷休的感覺。此時,老師稍加(jiā)點撥:“如何獲得新(xīn)製的氫氧化鈉(取(qǔ)氫氧化鈉固體新配、鈉和水反應製取)和亞鐵鹽(鐵粉(fěn)和鹽酸反應製取、取氯化亞鐵溶解)?實驗室如何保存容易(yì)被氧化的藥品(pǐn)呢?”同學們恍然大悟,立即(jí)想到活潑金屬鈉、鉀等容易被氧化(huà)的藥(yào)品的保存是用油(yóu)封的原理。設計了比較有代表(biǎo)的、新穎的改進方法:①隔絕空氣的複分解反應法;②還原性氣氛中複分解反應法;③隔絕空氣電解法。                                                                   

毫無疑問,隻要(yào)在(zài)教(jiāo)學中(zhōng)經常進行這種具有啟發性問題(tí)的研討,對(duì)化學實驗進行一些改進,就可(kě)以引導學生在學習(xí)知識(shí)的過程中做到善於觀察、探索、思考和推理,即(jí)學到(dào)必要和紮實的(de)知識,又(yòu)不墨守成規(guī)。有利於激發學(xué)生的創新意識。

二、引導學生實驗探究,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

一個人的創造性思維的成果,無一是(shì)在對所研究的問題產生濃(nóng)厚興趣並(bìng)鍥而不舍地探究的情況下取得的。實驗探究是(shì)一種(zhǒng)探究性活動,因此(cǐ),在實驗教學過程(chéng)中,還要注意培養(yǎng)學生創造的自信心,激發他們創(chuàng)新的熱情,優化創新品質。

例如:過氧化(huà)鈉和水的(de)反應的探究

在Na2O2和H2O反應(yīng)中,反應(yīng)結束後,滴入酚酞試液,發現溶液(yè)變紅,但振蕩後迅速消失。利用實驗現(xiàn)象展(zhǎn)開這個問題:溶(róng)液變紅說明有NaOH生成,但使溶(róng)液褪色(sè)的物質是什麽呢?引導學生討論(lùn),提出多種(zhǒng)猜測和實驗探究(jiū):

1、Na2O2起漂白作用:在(zài)過量水存在的情況下,Na2O2已不存在;

2、NaOH的作(zuò)用:通過實驗探究,往濃NaOH溶液中加入酚酞試液(yè),確實能褪色,但隨著水的加入,紅(hóng)色又重新出現;

3、O2起漂(piāo)白(bái)作用:把O2通到(dào)品紅溶液中,品紅(hóng)溶液(yè)不退色,說明氧氣無漂(piāo)白性;

在學生的思維處於“山重水(shuǐ)複疑無路”時,老師適時的點撥:可能的生產物、反應物都被考(kǎo)慮並被一一否定之後,有(yǒu)沒有可能是一種中(zhōng)間物質在起作用?從Na2O2和組成來看,Na2O2由(yóu)鈉離子和過氧(yǎng)根離子構(gòu)成,水由氫氧根離子(zǐ)和氫(qīng)離子構成(chéng)。學生的思維火花被(bèi)電燃,那麽應是在起漂白(bái)作用!把H2O2加入品紅中(zhōng),紅色褪(tuì)去,“那麽在Na2O2和H2O反應後溶液裏存在H2O2,”學生大膽提出猜測。往Na2O2和H2O反(fǎn)應後溶液裏加入MnO2,迅速用帶火星的木條檢驗,木條複燃。結合實驗探究,Na2O2和H2O反應裏發生的化學反應(yīng):

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,

Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2

這樣在整(zhěng)個教學過程中,從提出(chū)問題開始,到解決問題為止(zhǐ),學生始終處於不斷思考、積極探究的學習情境之中。實驗的成功,結論的得出,使他們能初步嚐到實(shí)驗探究的樂趣,激發(fā)他們學習的積極性和主動性,培養創新精神和創新能力。

三、引導學生設計實驗,培養學生的創(chuàng)新能力

實驗(yàn)設計是引導學生進行(háng)探究性學習,養成自主學習的(de)習(xí)慣的途徑之(zhī)一。在化學實驗設計中(zhōng),學生不僅要靈活地、創造性地綜合運(yùn)用所學知識和相關學科的知識和技能,而(ér)且(qiě)還要符合實驗設計的科學性、可行性、安全性和簡約性等原(yuán)則,以及實驗方案的優選標準。對於同(tóng)一個實驗,每(měi)個學生所設計的實驗方案也不盡相同,新穎、獨特的實驗方案,體現了學生(shēng)思維(wéi)的(de)創造(zào)性,學生的創新能力也得到了培養。

例如、驗證碳和濃硫酸反應產物的實驗設(shè)計

讓學生設計實驗檢驗碳(tàn)和濃(nóng)硫酸(suān)反應的(de)產物為CO2、SO2、H2O。這個問題對於學生來說並不困難,知道用澄清石灰水檢驗CO2;用品紅溶液檢驗SO2;用無水硫酸銅檢驗H2O;但具體操作起來問題就很多了。如有些學生現檢驗CO2、SO2。後檢(jiǎn)驗H2O;有些學生先檢驗CO2和H2O,後檢驗;還有些學生(shēng)盡管知道先檢驗(yàn)H2O、再檢驗SO2,最後檢驗CO2。但不知(zhī)道在檢驗CO2之前要除去SO2,還有些(xiē)學生(shēng)雖然(rán)知道在檢驗CO2之前要除去SO2,但使用的是碳酸氫鈉(nà)溶液。根據學(xué)生出現的問題,教師引導學生討(tǎo)論(lùn)為什(shí)麽要這樣做,而不能(néng)那樣做的原因。

再(zài)如:有一個碳酸鈣樣(yàng)品(pǐn)中含(hán)有SiO2,設計實驗測(cè)定碳酸鈣的純度。

學生通過充分的討(tǎo)論,提出了幾種方案:

1、稱取樣品mg,加入過量的鹽酸,收集並測定CO2的體積;

2、稱(chēng)取樣品mg,加入過量的Cmol/L鹽酸Vml溶解樣品,取溶解樣品後的溶液10ml,用C,mol/L NaOH溶液進行滴定;

稱(chēng)取樣品mg,高溫煆燒至質量不再改變,在幹燥器中冷卻稱量,質量(liàng)為m1g

3、稱取樣品mg,加入過量的鹽酸溶解,過濾,在濾(lǜ)液中加入過量的Na2CO3溶液,再過濾,將此沉澱洗滌、幹燥,稱得CaCO3質量為(wéi)m1g;

5、稱(chēng)取樣品mg,加入足量(liàng)的(de)鹽酸使樣品中CaCO3完全溶解,過濾,將此沉澱洗滌、幹燥,稱得雜質質量(liàng)為m1g。

在引(yǐn)導學生設計實驗方案發散思維的(de)同時,要(yào)同時注意引導學生對設計方案的審視,使學生(shēng)在批(pī)判性思(sī)維發展中創新能力得到質的提高。如在(zài)上述實驗設(shè)計中:

方案1裏,收集和測(cè)定CO2的體積常用(yòng)排水法,但部分CO2要(yào)溶解在水(shuǐ)中,導致測定(dìng)的體積不準。

方案(àn)3在(zài)給固體加熱(rè)時,CaCO3不一定分解徹底,同時實驗室酒精燈達不到10000C以上的高(gāo)溫,需要其它的熱源才行。

方案4和方案5在原(yuán)理上是可行的,但實際(jì)操作中是不可能將濾紙上粘附的固體沉澱(diàn)物全(quán)部轉移出來進(jìn)行稱量。

方案2看起來步驟較繁一點,但實驗測定的精度高,所以是實際可行的最好方法。

在教學(xué)中把(bǎ)實(shí)驗作為提出問題、探(tàn)究問題的重要途徑和手段,這一點(diǎn),在加快教學改(gǎi)革,積極探索創新教育的今天,已成(chéng)共識。在具體實施過程中需要強調一下幾點:一(yī)是(shì)要盡可能用實驗(yàn)展開教學過程,激發和培養學生的實驗(yàn)興趣;二是要盡可能給學生提供更多動手操作(zuò)的機會(huì),變(biàn)演示實(shí)驗為並進實驗,變驗證性(xìng)實驗為探(tàn)索性實驗,增加實驗習題,讓學生親自設計實驗;三是要(yào)通過設置疑難問題、討(tǎo)論啟發等方式,引導學(xué)生積極思(sī)維,大膽想(xiǎng)象,使學生始終處於不(bú)斷探(tàn)索的情境中。堅持下去,學生(shēng)的創造性思維必能得到很好的發(fā)展,對待科學的創新意識和(hé)態度將會逐漸形成,創新能力也必(bì)然提高。 

  
  
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