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如何在化学实验创新中提高学生的科学素养


创新实验 创新实验

深化素质教育

摘要: 摘要:当前基础教育新一轮改革将“提高学生的科学素养”作为理科课程改革
的核心目标。而科学素养的内容之一,就是培养学生的创新能力。如何在化学实 验创新中提高学生科学素养?化学是一门实验学科,实验教学非常重要,而实验 创新是实验教学的源泉。化学实验创新不仅是感性知识的过程,而且更是一种理 性思维的过程。化学实验创新的每一步都离不开理性思维,通过实验能使学生受 到从形象思维跨越到抽象思维的训练,实现发散思维与聚合思维的统一。因此, 化学实验创新是提高学生科学素养的有效途径。 关键词:实验创新 关键词 提高 科学素养

当前基础教育新一轮改革将“提高学生的科学素养”作为理科课程改革的核 心目标。而科学素养的内容之一,就是培养学生的创新能力。如何在化学实验创 新中提高学生科学素养?化学是一门实验学科,实验教学非常重要,而实验创新 是实验教学的源泉。化学实验创新不仅是感性知识的过程,而且更是一种理性思 维的过程。化学实验创新的每一步都离不开理性思维,通过实验能使学生受到从 形象思维跨越到抽象思维的训练,实现发散思维与聚合思维的统一。因此,化学 实验创新是提高学生科学素养的有效途径。本文就个人的实践谈三点粗浅的认 识。 一、充分开发实验资源,激发学生的创新意识 充分开发实验资源,激发学生的创新意识 开发实验资源 创新意识是创新人才必备的素质,只有在强烈的创新意识引导下,才可能 产生强烈的创新动机,树立创新目标,充分发挥创新潜能,释放创新激情。教师 的教学设计要始终渗透对学生创新意识的培养, 在教学的各个环节教师要从学生 的角度、以学生的眼光审视所遇到的问题,精心设计有利于培养学生创新意识的 切入点。 1. 借助化学史中实验,激活学生创新意识。 化学史上的著名实验给我们留下的不仅在于实验结果,更在于精巧的设计、 独到的方法、深刻的分析和严谨的科学态度、孜孜不倦的创新品质。如:在讲纯 碱时,介绍著名的侯氏制碱法的发明过程;在讲空气时,介绍化学家如何发现空 气的成份实验,引导学生去追溯化学家思考研究的源头。通过分析、归纳实验的

设计思想,找出实验中要解决的重点和难点以及解决的方法,探究设计者完成这 一实验可能的思维方法和过程,给学生相应的创新思维的熏陶,激活学生的创新 意识。 2 .创设化学实验情景,优化创新思维过程。 教师应该“稚化思维”、“心理换位”的设计教学过程,使学生的思维活动充 分暴露。当学生的思维活动和结论不在教师所设计和期望的轨道上时,教师不能 把学生的思维纳入自己的思维模式之中, 更不能用粗暴的方式中断学生的思维过 程,而应积极创设化学实验情景,引导学生通过科学探究活动来解决问题。即提 出一个观点不能逻辑推断而必须用实验验证,教师要为学生创设宽松、民主、富 有创新精神的氛围,为学生思考、探究提供创新的具有开放性和选择性的最大空 间,才能达到优化学生的创新思维过程,逐步培养创新意识。 如高二化学新教材中对《水的电离》的表述如下:“精确的实验表明:水是一 种极弱的电解质,能发生微弱的电离生成 H+ 和 OH- ”。学生往往对 “精确的实 验”、“极弱的电解质”、“电离生成 H+ 和 OH-”提出质疑。教师用科学探究法进 行教学。通过导电实验灯泡不亮,但灵敏电流计指针发生偏转,证明纯水是极弱 电解质;石蕊试液不变色,用 PH 试纸测出 PH 为 7,证明纯水不呈酸性,而呈 中性,因而推导出水电离不生成 H+ 和 O2-,而生成 H+ 和 OH-。 二、增强探究性实验,培养学生的创新思维? 增强探究性实验,培养学生的创新思维? 学生的创新思维 在化学实验教学中,要不断鼓励学生通过观察、比较、类比等探究手段, 提出种种假设和猜想,激活创新欲望。探究性实验教学比验证实验有更广阔的活 动空间和思维空间,可以激发和满足不同层次学生的探究和创新欲望。学生在自 己“探究”化学规律的实验过程中,可以通过动眼观察、动手操作、动脑思考和动 口阐述,锻炼和培养自己的创新思维。教师应选取合适的需要探究的问题作为实 验内容,设计一系列有针对性、启发性的问题作为铺垫。充分渗透创新欲望的激 活,利用学生的原有知识,引导学生在运用知识的探究过程中有所“创新”地解决 问题。 通过探究性实验的教学,使学生树立创新的自信心,使其创新思维处于活 跃状态,从而激起学生的创新欲望。 1、创新化学演示实验,强化创新思维品质。 在化学的学习过程中,知识与技能的迁移并不是简单的将已有的知识、经 验“移位”或机械模仿,而是需要在面临新的问题情境时,能迅速找出新旧知识之

间的共同要素,确定所需解决的问题可否归属于已有的某类知识或是它的延伸、 扩展。这就需要教师通过创新演示实验,强化学生的思维品质。 例如由于一氧化氮极易与空气中的氧气化合而生成红棕色的二氧化氮气体, 学生难以从实验现象上直观地得出稀硝酸与铜反应生成无色的 NO 气体的结构, 通过改进的实验装置(如右图) ,就可以克服上述缺点。打开分液漏斗活塞,用 稀硝酸装满 U 型管,将管内空气排除,然后关闭活塞进行反应,生成的一氧化 氮气体将稀硝酸排入右端的漏斗中, 避免了生成的 NO 气体与空气中氧气接触的 可能,而且将 NO 气体的制备与性质熔为一体,既可以清楚地看到实验的主要产 物:无色不溶于水的 NO 气体和蓝色的硝酸铜溶液。当打开分液漏斗的活塞时, 又可演示 NO 与氧气反应生成红棕色 NO2 气体,避免了 NO2 气体对空气形成污 染,且该装置能重复使用。 2. 增强实验的探究性,提高学生创新能力? 实验操作是培养学生创新意识的重要环节。在实验教学中教师要指导学生 认真理解实验操作的每一个步骤和方法,而不是照方抓药,应该严格按照实验操 作规程,对异常、不明显或结论错误的实验现象及时分析,找到问题的原因创新 能力的培养需要创造性的教与学。 教师创新演示实验, 不但使学生掌握有关知识, 给予示范,而且培养他们不迷信课本,敢于对科学方法进行创新的精神,激活创 新意识。 例如:高一化学在学习了氯水的组成——水、氯气、盐酸、次氯酸后,有 一个[实验 4-4]如右图所示的证验次氯酸漂白性的实验 为干燥的有色布条 b 为 (a 湿润的有色布条) ,可以进行如下探究。①在反应开始前,根据丙中 a、b 颜色不 变的现象可得出什么结论?(空气和水没有漂白性) 。②实验开始,丙中通一会 儿后,从 a 和 b 中的现象可得出什么结论?(氯气没有漂白性和氯水有漂白性) 。 ③为了确证是使湿润的有色布条褪色,你认为还应增加一个什么实验?(将盐酸 滴入到有色布条不褪色,说明盐酸没有漂白性,证明有漂白性的物质只能是次氯 酸) 。这样,经过实验探究既弥补了书上实验的不足,满足了学生渴望成功的心 理,又提高学生创新能力。 另外,对于学生想做的一些探究性实验,可先让他们去查阅有关资料并补 充相应的知识,然后与他们一起形成探究方案,开放实验室,放手让他们独立实 验。如果实验中某些现象与书本结论不相符,应鼓励学生自己提出独到的见解, 这样探究性实验在不知不觉中培养了学生的创新能力。

学生设 实验,培养学生的创新能力? 学生的创新能力 三.、引导学生设计实验,培养学生的创新能力? 、引导学生 在化学实验教学中,教师要引导学生在运用知识去探究的过程中有所创新 地解决问题, 要充分挖掘课本中理论知识与实验的结合点, 强化实验设计性教学。 通过引导学生根据实验目的和原理自行设计实验,让学生自己去发现问题,使学 生在实验过程中变被动为主动,在实验技能、知识应用、分析问题及解决问题等 诸多方面的能力得到训练, 从而使学生的创新思维得以发展, 逐步形成创新能力。 1. 选择化学基本仪器,设计化学实验装置 一个化学基本仪器常常具有多种实验功能, 开展“一器多用”是培养学生思维的独 创性、灵敏性和流畅性的重要途径。如要求学生选择基本仪器,根据启普发生器 原理设计反应装置,根据“火山爆发”原理设计喷泉实验,设计一套可以与课本相 拟但不能与课本相同的制取氯化氢的装置。通过这样的训练,打破了仪器的常规 使用,可使学生得到不少新奇的想法,培养他们的创新能力,它将启迪学生在今 后的社会中不断的进行技术创新。 2. 根据同一实验目的,自己设计实验方案 在实验教学中,可以根据同一实验目的,由学生选择药品和仪器,自己设 计实验方案。如利用金属、酸、碱等试剂制备氢氧化铝,有多少种制备方法?并 说明实验原理。也可以限定实验药品,要求学生开展发散性实验设计,看最多能 设计出多少个不同类型的探究性实验。如由下列药品:冰醋酸、氢氧化钠、蒸馏 水、pH 试纸、石蕊试液,请设计尽可能多的实验。还可以由老师提出问题由学 生定向设计,如设计一个制取氢氧化镁并证明“⑴Mg(OH)2 能溶于浓的氯化铵溶 液而不溶于稀的氯化铵溶液;⑵氢氧化镁溶于浓的氯化铵溶液”的理由的实验。 这些问题要求学生具有综合运用知识的能力和创新能力,学生通过综合运用,广 泛联系,提出多种可能的实验方案,然后组织学生讨论,鼓励他们从多角度、多 层次,对各种方案进行合理评价,对合理的方案安排学生亲自操作。在整个训练 过程中, 学生思维的独创性、 发散性、 灵活性就会得到强化, 创新能力得到优化。 新课程理念下的高中化学实验探究与创新,不仅是实验操作方式上的改变, 更重要的是从鼓励参与、 强调过程、 突出开放的教学情境中, 促进学生积极融入、 主动研究、资助获取知识的转变过程。这就要求教师在教学实践中重视化学实验 探究与创新,不断改变教学观念和教学策略,把握好特定条件下开展实验探究与 创新的可行性和最佳时机,真正把素质教育落到实处,并在新课改教学活动中开 出一片片新的绿洲。

参考文献: 参考文献: 1. 《中学化学教学参考》2011 年 4、10 期; 2. 《化学教育》2011 年 8 期; 3. 《教育艺术》2011 年 9 期。


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