關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
余柏志
一、問(wèn)題的提出
舊課程的化學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn),教師驗(yàn)證、演示,學(xué)生邊聽(tīng)邊觀察。雖然學(xué)生也能從中獲得化學(xué)知識(shí),但畢竟學(xué)生是被動(dòng)參與,少有動(dòng)手機(jī)會(huì),學(xué)生與實(shí)驗(yàn)、與教師存在距離感,不能充分體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性。新課程下的化學(xué)教材淡化了演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)的區(qū)別,因此教師要在保證安全的前提下,盡可能將演示改為教師指導(dǎo)下的學(xué)生實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手參與,在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)成功的喜悅和失敗的遺憾,以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力既是全面推進(jìn)素質(zhì)教育的關(guān)鍵,又是新課程改革的要求。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ),既是理論和實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn),又是體現(xiàn)人的認(rèn)識(shí)過(guò)程從思維到再創(chuàng)造的最生動(dòng)典范。因此,通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,不僅是一條有效途徑,而且應(yīng)成為首選的途徑。
二、樹(shù)立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念
1. 確立實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值功能,拓寬實(shí)驗(yàn)的教育功能
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽視了實(shí)驗(yàn)在情感領(lǐng)域和能力、方法領(lǐng)域的培養(yǎng)。實(shí)際上,化學(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力,訓(xùn)練科學(xué)方法等方面,具有課堂講授等其他手段不可替代的作用?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三位一體的課程功能。
2. 突出學(xué)生的主體作用
新課標(biāo)著眼于學(xué)生的學(xué)習(xí),以提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為主旨,對(duì)每一個(gè)階段學(xué)生的發(fā)展應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)都提出了具體要求,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)、體會(huì)、感受、經(jīng)歷。也就是說(shuō),應(yīng)突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位,真正成為實(shí)驗(yàn)的“主人”,而不是教師指揮下的“機(jī)器人”。
3. 重視實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程
探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是以問(wèn)題為核心、讓學(xué)生多參與實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,為學(xué)生提供了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì),歸結(jié)于問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)搜集、查閱大量的資料,尋求解決問(wèn)題的途徑,設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案;通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、試驗(yàn)……最后經(jīng)過(guò)自己的努力將問(wèn)題解決。如設(shè)置“怎樣證明人的呼吸作用產(chǎn)生了CO2氣體”的探究實(shí)驗(yàn),先讓學(xué)生課后帶著問(wèn)題回去查閱相關(guān)資料,再相互討論設(shè)計(jì)探究方案,然后把他們帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,讓他們根據(jù)自己的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
1. 突出動(dòng)手能力,演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生化,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)
教師在教學(xué)中要結(jié)合實(shí)際內(nèi)容,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的聰明才智,大膽改進(jìn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
把演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生化,讓每個(gè)學(xué)生都動(dòng)手,親身體驗(yàn),得到成功的喜悅會(huì)使他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣更濃,探索、創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)更強(qiáng)烈。例如在學(xué)習(xí)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法的原理時(shí),不直接讓學(xué)生用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳,而是先由學(xué)生回憶學(xué)過(guò)的能生成二氧化碳的反應(yīng)有哪些,如木炭的燃燒、一氧化碳還原氧化銅、煅燒石灰石等等。然后引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)性、安全性、可行性、簡(jiǎn)約性等方面,討論能否用上述方法在短時(shí)間內(nèi)制取純凈的二氧化碳。接著提供信息:已知鹽酸或硫酸能和含有碳酸根離子的物質(zhì),如碳酸鈉、碳酸鈣等反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w。再讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),探究下列各組物質(zhì)間的反應(yīng)是否都適用于實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳:①碳酸鈉和稀鹽酸;②碳酸鉀和稀鹽酸;③石灰石和稀鹽酸;④石灰石和濃鹽酸;⑤石灰石和稀硫酸。最后由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的反應(yīng)原理。
2. 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施探究性學(xué)習(xí),需要教師正確處理好教材,盡可能地把化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容編制成學(xué)習(xí)問(wèn)題,創(chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)情境,如以同容積的兩瓶盛飽和NaCl溶液和蒸餾水的鑒別為例:學(xué)生在學(xué)完溶液后教師可以讓學(xué)生通過(guò)探究將兩種物質(zhì)鑒別開(kāi)來(lái),并寫(xiě)出鑒別的方法和結(jié)論。學(xué)生起初會(huì)從已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)考慮,他們首先想到的是蒸發(fā)溶劑法,用這種化學(xué)法將兩者區(qū)別開(kāi)來(lái)。然后教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多學(xué)科、多層次的思考,從本質(zhì)上分析二者的差異:飽和NaCl溶液存在Na+、Cl-和水分子,蒸餾水中只有水分子,這些差異導(dǎo)致了二者的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)上的不同。學(xué)生通過(guò)發(fā)散性思考,并通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出了許多鑒別方法:(1)物理法——①稱(chēng)重量法。(2)化學(xué)法——①蒸發(fā)溶劑法;②溶質(zhì)溶解法。(3)生物法——①品嘗法;②新鮮蔬菜失水法。
3.鼓勵(lì)學(xué)生改進(jìn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提升學(xué)生探究能力,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新
改進(jìn)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,激發(fā)學(xué)生的探究欲。例如做石蠟蒸汽點(diǎn)燃的實(shí)驗(yàn)時(shí),由于教材采用的是直接點(diǎn)火的方式,由于石蠟蒸汽容易散失,因此點(diǎn)火時(shí)要求很近才能成功,這樣學(xué)生會(huì)認(rèn)為是燭芯被點(diǎn)燃,說(shuō)服力不強(qiáng)。這時(shí)可利用學(xué)生產(chǎn)生的疑問(wèn),讓學(xué)生設(shè)計(jì)改進(jìn)這個(gè)實(shí)驗(yàn),在離燭芯較遠(yuǎn)的情況下都能點(diǎn)火成功。在教師的提示和啟發(fā)下,學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)螺旋銅絲圈和一個(gè)截短了的漏斗,當(dāng)蠟燭熄滅后,馬上在其上方罩上漏斗或螺旋銅絲圈,白煙順著上升,這時(shí)在上方點(diǎn)燃白煙,現(xiàn)象明顯,學(xué)生深受鼓舞。
培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力不是朝夕之功,不能一蹴而就。在新課程中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),要根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)和具體的教學(xué)內(nèi)容,積極開(kāi)發(fā)和利用課程資源,利用實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生具有的吸引力,正確引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)會(huì)創(chuàng)新。