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        在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

        2017-03-06 10:24:29何影儀
        師道·教研 2017年1期
        關(guān)鍵詞:石蕊膠塞白磷

        何影儀

        一、改進(jìn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

        目前,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的一個(gè)問題,就是只要求學(xué)生根據(jù)課本照方抓藥地操作實(shí)驗(yàn),得出刻板現(xiàn)成的結(jié)論。這種機(jī)械操作式的實(shí)驗(yàn)往往不能使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)真正獲取新知,在面對(duì)新問題時(shí),容易一籌莫展,缺乏將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際問題聯(lián)系起來的創(chuàng)造性思維與能力。如何改進(jìn)呢?

        (一)將演示實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn)

        課本中有不少演示實(shí)驗(yàn),教學(xué)過程大多是教師演示——學(xué)生觀察——得出結(jié)論的刻板模式。這種刻板的模式,容易導(dǎo)致學(xué)生缺乏實(shí)踐,進(jìn)而抹殺學(xué)生的創(chuàng)新能力。我們可以創(chuàng)造條件,把演示實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn),化結(jié)論為問題,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

        (二)讓學(xué)生參與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

        課本中的實(shí)驗(yàn)裝置及操作并非都是合理的,我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)不應(yīng)該只是照本宣科,應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋,對(duì)某些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作方法的不足之處加以改進(jìn),使之更為合理。

        例如,現(xiàn)行九年級(jí)(人教版)教材第七單元的課題1“燃燒和滅火”中的實(shí)驗(yàn)7-1,是一個(gè)展示白磷在水下燃燒的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置(見圖1)。該實(shí)驗(yàn)的操作過程中存在不少缺陷。因白磷的熔點(diǎn)為44.15℃, 在該實(shí)驗(yàn)條件下白磷已熔化,通入氧氣后白磷易被沖散,部分零亂地散落在燒杯底部不易找到,部分漂浮在水面上劇烈燃燒,使大量白煙逸散到空氣中,造成環(huán)境污染。

        講解該實(shí)驗(yàn)時(shí),我抓住時(shí)機(jī),發(fā)動(dòng)學(xué)生們一起討論、集思廣益。他們提出了許多改進(jìn)方案。其中較好的是:在燒杯中加入一定量的熱水,將一小塊白磷放入試管底部,再把試管放入盛有熱水的燒杯中,然后向試管底部通入氧氣(見圖2)。這個(gè)經(jīng)學(xué)生過的裝置的優(yōu)點(diǎn)是,可把白磷控制在試管底部的狹小空間內(nèi),使通入的氧氣與其充分接觸,使兩者迅速發(fā)生反應(yīng),實(shí)驗(yàn)效果也十分理想。

        學(xué)生通過參與了改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn),在實(shí)踐中得到了不同程度的認(rèn)識(shí)。他們開始明白到:知識(shí)雖來源于課本,但不必拘泥于課本,要勇于對(duì)科學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新。這次實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成功,給予了學(xué)生們一種“動(dòng)手”實(shí)踐的成就感,同時(shí)更調(diào)動(dòng)了他們參與課堂的積極性,而非被動(dòng)地接納知識(shí),極大地激發(fā)了學(xué)生探索并自主創(chuàng)造的欲望。

        (三)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

        在條件允許的情況下,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),不僅可以鍛煉他們的實(shí)驗(yàn)操作能力,在培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維方面也收到了良好的效果。

        在講解有關(guān)二氧化碳的相關(guān)課題時(shí),我讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置。我為他們提供了各種可能用到的儀器,讓他們先分組設(shè)計(jì)方案,然后按其所設(shè)計(jì)的方案組裝儀器進(jìn)行制取,看是否可行,若不成功,再繼續(xù)討論,研究改進(jìn)。部分學(xué)生用了大試管加單孔膠塞的簡(jiǎn)單裝置,雖能順利制得二氧化碳,但發(fā)現(xiàn)大試管能容納的反應(yīng)原料有限且生成的氣體易把酸液壓出試管,使實(shí)驗(yàn)難以繼續(xù)。另外,此裝置最大的缺點(diǎn)在于,為了能獲得足量的二氧化碳,需要不斷地打開膠塞向內(nèi)添加藥品,此舉容易導(dǎo)致漏氣。于是有學(xué)生把大試管換成了燒瓶或錐形瓶,這就可以裝下更多的石灰石。另外有學(xué)生為了避免反復(fù)打開膠塞添加稀鹽酸,想到了把單孔膠塞換成雙孔膠塞,在另一孔上加裝長(zhǎng)頸漏斗的辦法。更有學(xué)生想到了更好的辦法:加裝分液漏斗,以便隨時(shí)添加稀鹽酸,而且可以控制反應(yīng)速率。

        經(jīng)過我多年的教學(xué)實(shí)踐證明,注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與探索,給學(xué)生留出思維的空間,多給予他們獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),是提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有效途徑之一。

        二、拓展課外實(shí)驗(yàn)教學(xué),寓教于樂提升學(xué)生創(chuàng)新能力

        化學(xué)是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科,若僅僅靠課堂上的講解和實(shí)驗(yàn)練習(xí),是無法真正讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)生活處處有化學(xué)的,更遑論“理論聯(lián)系實(shí)際”了。拓展課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),寓教于樂,可以更有效地地提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。具體而言,可以從以下幾個(gè)方面入手:

        (一)開展趣味實(shí)驗(yàn)和家庭小實(shí)驗(yàn)

        趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)取材于生活中的常見物事,其現(xiàn)象奇特、方法新穎,能夠引起學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)、探究事物的興趣,能夠提升學(xué)生們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。除了參考教材中的趣味實(shí)驗(yàn),我們還可設(shè)計(jì)一些適合中學(xué)生的趣味實(shí)驗(yàn),如:魔棒點(diǎn)燈、燒不壞的手帕、噴霧顯字等等。

        此外,多鼓勵(lì)學(xué)生參與家庭小實(shí)驗(yàn),也不失為提升學(xué)生們創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的好方法。家庭小實(shí)驗(yàn)由于取材方便,操作簡(jiǎn)單,可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中更透徹地領(lǐng)悟知識(shí),將理論與實(shí)際相聯(lián)系。如在學(xué)習(xí)水的凈化功能時(shí),在講解了木炭擁有的吸附作用后,我動(dòng)員學(xué)生回家自制簡(jiǎn)易的冰箱“除臭寶”;在講解了關(guān)于酸、堿的知識(shí)后,我指導(dǎo)學(xué)生如何測(cè)定本地土壤、水樣的酸堿性;而在講了關(guān)于有機(jī)物的知識(shí)后,我指導(dǎo)學(xué)生如何鑒別羊毛衫、絲織品的真?zhèn)蔚鹊取?/p>

        通過趣味實(shí)驗(yàn)和家庭小實(shí)驗(yàn),一方面豐富了學(xué)生的課余生活、拓寬了學(xué)生的視野, 同時(shí)提高了他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀^察分析問題的能力,更讓學(xué)生對(duì)自己身邊的一些化學(xué)現(xiàn)象有了進(jìn)一步的理解。通過自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),學(xué)生的動(dòng)手能力得到了一定的鍛煉,從而激發(fā)了他們動(dòng)手探索的欲望。

        (二)開展形式多樣的第二課堂實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

        組織化學(xué)興趣小組是開展第二課堂實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的最好方式之一,在活動(dòng)中可以舉辦拓展課內(nèi)所學(xué)過知識(shí)的專題講座,也可以嘗試制作實(shí)驗(yàn)教具用具,還可以組織學(xué)生參觀工廠、針對(duì)特定課題進(jìn)行調(diào)研等等。學(xué)生在小組活動(dòng)中可以充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng),動(dòng)手動(dòng)腦,既提高了思維水平,又提高了動(dòng)手實(shí)踐的能力。

        比如在學(xué)習(xí)“水的凈化”課題時(shí),我組織化學(xué)興趣小組到自來水廠參觀,讓學(xué)生觀察水凈化的過程,進(jìn)而了解水凈化的原理,將課本知識(shí)融入實(shí)際生活。又比如為了了解東江的水質(zhì)問題,我?guī)ьI(lǐng)興趣小組的成員到數(shù)個(gè)東江所流經(jīng)的地點(diǎn)進(jìn)行了抽樣調(diào)查,還鼓勵(lì)他們撰寫小論文,與同學(xué)們一起分享自己的實(shí)驗(yàn)成果。

        通過這些活動(dòng),學(xué)生們能夠感受到化學(xué)就在自己身邊,化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),這也在一定程度上增強(qiáng)了他們對(duì)自然、社會(huì)的關(guān)注程度。

        三、注重實(shí)驗(yàn)題教學(xué),讓成績(jī)提高與創(chuàng)新能力提升并駕齊驅(qū)

        實(shí)驗(yàn)題在中考化學(xué)科目的試題中所占的分值較高,所以關(guān)于它的解題正確與否,直接關(guān)系到學(xué)生中考化學(xué)成績(jī)的高低。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓我發(fā)現(xiàn),學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)題中的得分情況普遍不理想,實(shí)驗(yàn)探究題的得分情況更是哀鴻遍野。之所以出現(xiàn)這種得分普遍不理想的情況,是因?yàn)榇祟}除考察學(xué)生有關(guān)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)以外,還對(duì)他們的綜合能力如語言表達(dá)、邏輯推理、創(chuàng)新思維、知識(shí)遷移等提出了較高的要求。所以強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的講解是化學(xué)教學(xué)過程中不可或缺的重要部分。

        學(xué)生初初接觸實(shí)驗(yàn)探究題時(shí),往往會(huì)覺得無從下手。由于難以找到解題的切入點(diǎn),使得學(xué)生知難而退,轉(zhuǎn)為等待老師告知答案。這就需要我們“授之以漁”,教會(huì)他們做題的方法。如一道常見的實(shí)驗(yàn)探究題:稀鹽酸可以使紫色石蕊試液變紅,那么是稀鹽酸中的哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅呢?在講解該題時(shí),我讓學(xué)生們自己分析,提出假設(shè),討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及檢驗(yàn)。經(jīng)過討論得出的較好解決方案是:首先用試管取少量稀鹽酸滴加紫色石蕊試液,溶液變紅;逐滴加入NaOH溶液,試管中的溶液由紅變紫,最后變成藍(lán)色。在反應(yīng)后的溶液中,H2O分子和Clˉ仍然存在,而H+全部生成了H2O分子,說明H2O和Clˉ都不能使紫色石蕊試液變紅,是稀鹽酸中的H+使石蕊試液變紅的。

        通過解答此題,我總結(jié)出了一套如何引導(dǎo)學(xué)生自主思考、解題的方法。首先要引導(dǎo)他們認(rèn)真讀題審題,劃出關(guān)鍵語句,找出題目中與教材相聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)方案。其次是要對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)靈活運(yùn)用。實(shí)踐證明,經(jīng)過反復(fù)的解題訓(xùn)練后,學(xué)生的解題能力確實(shí)有了一定程度的提高。雖然在解題過程中,學(xué)生難免會(huì)犯各種錯(cuò)誤。如上述例題中,學(xué)生常會(huì)把稀鹽酸中的水分子遺漏掉。但是只要通過反復(fù)強(qiáng)化訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生們找到規(guī)律和方法,日后如果再碰到此類題目,他們做起來也自然就會(huì)得心應(yīng)手,慢慢地,化學(xué)成績(jī)與創(chuàng)新能力也會(huì)同步提高。

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