湖北省南漳縣東鞏鎮(zhèn)東鞏初級中學 劉友志
基礎(chǔ)教育中的“創(chuàng)新”是指在學習人類已有知識的同時,模擬其發(fā)現(xiàn)過程,并進行科學研究方法和科學態(tài)度的教育。那么又如何在實驗中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力呢?筆者就化學實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實踐談談自己的體會。
化學教學中,教師應設計不同教學情境,讓學生觀察化學實驗或聯(lián)系生產(chǎn)生活實際,發(fā)現(xiàn)問題,并組織他們實踐、討論、尋找解決問題的方法和途徑;利用學生對某些問題的爭議和不同看法,提出各種可能的假設,并通過實驗做多方論證得到合理結(jié)論,這樣使學生在這一系列活動過程中逐步提高自己的創(chuàng)新能力。
如在學習氫氧化鈉性質(zhì)時為幫助學生理解NaOH與CO2反應這一性質(zhì),教師提出如何通過實驗證明CO2與NaOH發(fā)生了化學反應呢?以問題為導向啟發(fā)引導學生思考,學生通過討論認為該反應無明顯現(xiàn)象,但CO2被消耗以后必然引起氣壓變化,以此為切入點來設計實驗必然能夠出現(xiàn)明顯現(xiàn)象。據(jù)此學生設計出了不同實驗裝置,如圖:
學生依據(jù)自己設計的裝置找實驗老師要來相關(guān)儀器和藥品進行實驗都出現(xiàn)了明顯現(xiàn)象。實踐證明在實驗開放的條件下,教師引導學生把實驗知識,實驗方法和實驗操作與培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力有機地結(jié)合起來,調(diào)動學生的創(chuàng)造激情,鼓勵學生思維的獨創(chuàng)性,使其始終處于不斷探索的情境之中,主動實驗,仔細觀察,積極思考。
實驗設計是教師對實驗教學內(nèi)容進行總體規(guī)劃過程,或者是學生根據(jù)自己所學的化學知識和技能,獨立或在教師的啟發(fā)指導下,對所提出的問題創(chuàng)造性地尋找解決方案。所以在化學實驗教學中,教師通過不失時機地設置疑惑,制造懸念,營造問題情境,引導學生通過實驗進行積極的探索,這對促進其手腦結(jié)合和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是大有益處的。
如在“探究蠟燭及其燃燒”實驗中熄滅蠟燭時蠟燭上方會冒出一縷白煙,為檢驗白煙的成分和性質(zhì),教材安排的實驗步驟是用火柴去點蠟燭剛熄滅時的白煙。為激發(fā)學生的探究熱情和創(chuàng)新能力,我提出如下問題:(1)還有沒有其他方法來檢驗蠟燭熄滅時形成的白煙?(2)蠟燭熄滅時為什么會產(chǎn)生一縷白煙?白煙可能是什么?如何證明你的猜想?
針對第一個問題,有的學生想到課本上用化學方法檢驗,他們另辟蹊徑用物理方法檢驗,熄滅蠟燭時立即將玻璃片罩在白煙上方,然后將玻璃片翻轉(zhuǎn)過來仔細觀察發(fā)現(xiàn)玻璃片上有薄薄的一層固體,用手摸有滑膩感,這層固體用水洗不掉等,這些性質(zhì)和蠟燭物理性質(zhì)高度吻合,可以基本確定蠟燭熄滅時產(chǎn)生的白煙是石蠟小顆粒。針對第二個問題,學生經(jīng)過討論認為:點燃蠟燭后在蠟燭火焰里可能有石蠟蒸汽。熄滅蠟燭時火焰里未燃燒的氣態(tài)石蠟迅速液化、凝固變?yōu)槭炐☆w粒漂浮在空氣中就能看到一縷白煙。于是學生找老師要來細玻璃管插在火焰底部,用火柴去點另一端出現(xiàn)了小火苗,學生興奮了,他們的猜想是正確的。通過實驗教學設計,引導學生通過實驗設計、操作、觀察思維等過程得出正確結(jié)論,培養(yǎng)了學生思維的嚴密性和思維的批判性,提高學生的創(chuàng)新能力。
組織和指導學生開展課外活動,對于提高學生學習化學的興趣,開闊知識視野、培養(yǎng)和發(fā)展學生的創(chuàng)新能力,是大有裨益的。課外活動的形式多種多樣,而家庭小實驗是最簡單、最有效的一種。因為家庭實驗是在一個寬松的環(huán)境下進行,沒有時間的限制,學生可以反復做,反復觀察,直到滿意為止。這對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和獨立動手操作能力、觀察能力很有幫助。如在講完CO2的制取和性質(zhì)后,要求學生根據(jù)所學知識設計實驗:①如何證明雞蛋殼中含有碳酸鹽?②如何除去熱水瓶膽中的水垢?③如何利用一般家庭中常見的物質(zhì)制取CO2氣體等。每次家庭實驗后,都組織學生交流實驗后的體會,互相取長補短,這對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識有很大的幫助。
強烈的創(chuàng)新意識來源于永不滿足的好奇心和對科學的酷愛。學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)可通過探索性實驗和實驗練習來進行。如在學完“CO2的制取和性質(zhì)”及“CO碳性質(zhì)”后讓學生設計一種“系列裝置”來制取并驗證CO2的化學性質(zhì)。學生經(jīng)過反復討論設計出多種不同裝置,但最典型的裝置莫過于如下裝置
①石灰石和稀鹽酸 ②石蕊 ③木炭粉④氧化銅 ⑤石灰水
裝置①制取CO2;裝置②證明CO2能與水反應;裝置③④證明CO2與C反應生成了CO;裝置⑤證明CO2能使石灰水變渾濁。最大亮點是學生利用CO性質(zhì)實驗的設計思路來設計實驗證明C還原CO2,由于C還原CO2沒有明顯現(xiàn)象,于是由增加了裝置④證明C還原CO2生成了CO。這一案例充分顯示出學生的及強的創(chuàng)新能力和嚴密的邏輯思維能力。因為綜合實驗極富有挑戰(zhàn)性,有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,而同學們?yōu)榱颂角笾R,就必須通過規(guī)范的操作,仔細的觀察,認真的思考,才能得出結(jié)論。教學中,教師應充分利用綜合實驗,鼓勵學生大膽去想、去做。
綜上所述,化學實驗是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的最佳途徑。教師應重視化學實驗的教學研究,善于從教學及現(xiàn)實生活中發(fā)掘創(chuàng)新元素,不斷地滲透到教學中,讓學生從簡單、機械的模仿的體驗,到初品創(chuàng)新的快感,在享受成功的體驗中觸動創(chuàng)新的靈感,成就教育的明天。