摘 要:在人才競爭的背景下,創(chuàng)新能力尤為重要,目前有的教師還停留在只傳授知識、忽略對學生能力的培養(yǎng)上。創(chuàng)新能力的形成是一個長期積累的過程,因此化學教師要研究教材和課程標準,了解學生的認知規(guī)律,課堂上營造良好的創(chuàng)新環(huán)境,引導學生大膽猜想、質疑等,提升學生的綜合能力。
關鍵詞:化學教學;創(chuàng)新能力;人才競爭
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1673-8918(2023)31-0145-04
一、 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的意義
當今社會的競爭是人才的競爭,各地方政府都想盡辦法來吸引各類創(chuàng)新型人才,按照國家領導人“海南要堅持五湖四海廣攬人才”的重要指示,實施百萬人才進海南行動計劃,推進海南全島自由貿易試驗區(qū)和中國特色自由貿易港建設,目前創(chuàng)新型人才是引領我國經(jīng)濟發(fā)展的動力,只有創(chuàng)新才能滿足日新月異的社會發(fā)展需求。
教育部在《中國高考評價體系》提出教育的考查目標包含核心價值、學科素養(yǎng)、關鍵能力、必備知識這四個部分。這要求在課堂中應在核心素養(yǎng)導向下注重發(fā)展學生思維能力,有目的地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,以滿足“雙新”背景下創(chuàng)新型人才選拔的需求。
二、 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的策略與方法
創(chuàng)新能力不是與生俱來的,也不是通過簡單的知識傳授和積累就可以形成,必須有組織有目的的訓練,并經(jīng)過不斷的實踐和積累才能形成,教學的主陣地在于課堂,這就要求化學教師研究教材和課程標準做到精準定位,有目的地設計、滲透教學內容與方法,提升學生的綜合素養(yǎng)。
(一)研究教材和課程標準做到精準定位
教材的編寫是有依據(jù)的,對知識結構的分布及各單元編排順序,充分考慮了學生已有的知識經(jīng)驗與學生認知發(fā)展規(guī)律。每一個單元主題都是相互融合的,反映一種基本觀念或體現(xiàn)化學知識在社會實踐中的應用。例如:人教版新教材把分類思想放在第一節(jié),引導學生學會用分類思想去研究物質及其變化規(guī)律。引導學生面對陌生問題或有關反應時,學會如何去獲取有用的信息,利用已有知識與規(guī)律推導、預測、探索及驗證。所以要求教師認真研究教材及課程標準,明確每一階段重點,引領學生學習和關注相關知識和技能,滲透相關化學學科核心素養(yǎng),以及引導學生利用所學知識轉化為解決問題的能力,這樣教學更有針對性。
(二)了解學生知識結構與認知規(guī)律,做到因材施教
教師要了解不同階段學生的知識結構特點與認知規(guī)律,根據(jù)學生認識的發(fā)展性和階段性,組織和呈現(xiàn)不同的知識。例如:對原電池的教學,要求高一學生主要了解簡單的鋅-銅-稀硫酸電池,要求高二學生掌握雙液-電池、燃料電池,理解原電池的工作原理,在不同環(huán)境下發(fā)生的電極反應。高三要學會利用原電池的工作原理及相關知識去分析新型電池,這符合學生思維的進階。圖1為教學的認知進階:
(三)教學要循序漸進,逐漸滲透
培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主陣地在學校,而學校培養(yǎng)的途徑來源于課堂,所以要求老師在課堂教學中有目的地營造創(chuàng)新環(huán)境,鼓勵學生質疑,大膽猜想,強化創(chuàng)新意識。
1. 實驗探究,營造創(chuàng)新環(huán)境
化學是以實驗為基礎的學科,諸多的結論是通過大量的實驗驗證得出的,新高考改革后,新教材的編寫的最大特點是增加了實驗探究內容,強化學生動手能力,發(fā)展學生思維,提升學生的學科素養(yǎng)。所以,教師在教學過程中應引導學生進行分析組成與結構、預測可能具有的性質及可能發(fā)生的反應,并設計實驗進行驗證,在不斷的驗證中發(fā)現(xiàn)問題,設計改進計劃,提升學生學習的主動性,給學生營造良好的創(chuàng)新環(huán)境。
教學片段一:菠菜中鐵元素測定
實驗1:用“硝酸+KSCN”檢驗菠菜中鐵元素
實驗步驟:
(1)取約30g菠菜,用蒸餾水清洗干凈,晾干后剪碎。
(2)將菠菜轉移至研缽中研碎,轉移至燒杯。
(3)加入20mL蒸餾水溶解后過濾。
(4)分別取2mL濾液于2支試管中(編號 1,2)。
(5)分別加入1mL蒸餾水和稀硝酸后振蕩試管;結果如圖2所示:1號試管無明顯現(xiàn)象,2號試管變黃褐色。
實驗1用水溶解后過濾,再加硝酸,硝酸會將菠菜中的葉綠素破壞,變?yōu)辄S褐色干擾下階段的實驗。有學生提出想辦法排除黃褐色的干擾,設計了實驗2。
實驗2:用“硝酸+KSCN”檢驗菠菜中鐵元素
實驗步驟:
(1)取約30g菠菜,用蒸餾水清洗干凈,晾干后剪碎。
(2)將菠菜轉移至研缽中,加入20mL硝酸,研磨至固體呈現(xiàn)綠褐色后過濾。
(3)分別取1mL濾液于2支試管中(編號 1,2)。
(4)再分別滴入5滴KSCN溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象,1號試管無明顯現(xiàn)象,2號試管變?yōu)榈募t色。
Fe3+與KSCN溶液反應現(xiàn)象很明顯,但是實驗結果只看到很淡的紅色。有學生提出是不是硝酸干擾造成,又提出了實驗3的方案,把硝酸更換成“硫酸+過氧化氫+KSCN”。
實驗3:用“硫酸+過氧化氫+KSCN”檢驗菠菜中鐵元素
實驗步驟:
(1)取約30g菠菜,用蒸餾水清洗干凈,晾干后剪碎。
(2)將菠菜轉移至研缽中,加20mL的硫酸(1mol/L),研磨至固體呈現(xiàn)綠褐色。
(3)分別取1mL濾液于4支試管中(編號1,2,3,4)。
(4)分別加入1mL蒸餾水和10%、20%、30%的H2O2溶液各1mL。
再分別滴入5滴不同濃度的KSCN溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象,結果見圖4和表1。
由實驗結果來看選擇20%H2O2進行菠菜中鐵元素測定效果最好。在整個實驗探究過程,學生通過設計方案并進行實驗驗證,得出不同的結論,在不斷的探究過程中創(chuàng)造良好的創(chuàng)新氛圍,為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作鋪墊。
2. 善用課堂“異?!保ぐl(fā)創(chuàng)新欲望
對同樣內容,采用同樣的教法,但是學生不同,效果也不同。在有些情況下,學生不按照標準答案進行回答,特別是實驗教學中,課本上的很多現(xiàn)象都是在一定條件下發(fā)生的,當操作者、反應環(huán)境、反應用量等不同時,實驗結果經(jīng)常和課本上所展示的現(xiàn)象不同,這就是實驗所產生的“異?!?,老師應善于利用課堂上的生成資源,引導學生分析及解決問題,激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。
教學片段二:金屬鈉與硫酸銅溶液的反應
學生實驗:金屬鈉與硫酸銅溶液的反應實驗。
老師:在反應過程中你們觀察到了什么現(xiàn)象?
學生1:金屬鈉浮在硫酸銅溶液上面,并在液面上四處游動,游過的地方有藍色沉淀生成。
學生2:實驗過程中看到鈉著火。
學生3:金屬鈉浮在硫酸銅溶液表面,看到反應中的銀白鈉表面上有淡淡的紅色。
老師:為什么個別同學在實驗過程中看到鈉著火?
學生:可能沒有把煤油吸干,也可能是反應的鈉用量有點偏大,還可能是由于硫酸銅濃度的影響等。
老師:金屬鈉與硫酸銅溶液反應表面為什么會有紅色物質生成?
學生:有可能是鈉把銅從其鹽中置換出來?
老師:生成的藍色沉淀是什么物質?金屬鈉先與水反應還是先置換出銅?如果沒有水參與干擾,鈉會不會把銅置換出來?想想在沒有水環(huán)境下進行反應該如何操作?
學生:①用熔融狀態(tài)下硫酸銅與鈉反應;②用別的溶劑來溶解硫酸銅等。
3. 大膽猜想,培養(yǎng)創(chuàng)新意識
課堂上要鼓勵學生大膽假設猜想,敢于對老師或教輔資料的結論產生懷疑,并利用所學的知識或查找相關資料進行驗證,得出結論,在查找相關資料過程中引導學生學會如何去辨析真?zhèn)?,激發(fā)學生的好奇心,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。例如:探究氯水的漂白性時,引導學生猜想到底是氯氣作用還是次氯酸作用?二氧化硫能使含有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色,到底是二氧化硫漂白還是跟氫氧化鈉反應?讓學生設計實驗來驗證,通過大膽猜想培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。
4. 思維訓練,挖掘創(chuàng)新潛能
教學不僅要傳授知識,更要有意識地培養(yǎng)學生的思維能力,引導學生利用已有知識進行推理,挖掘學生的創(chuàng)新潛能,為其以后步入社會奠定基礎。
教學片段三:Na2O2和Na2O的性質
如何推理Na2O2與H2O反應的產物?首先可以引導學生從物質類別的視角看Na2O2與Na2O同為金屬氧化物,Na2O與H2O反應會生成NaOH,那么Na2O2與H2O反應也會生成NaOH;也可以根據(jù)學生已能從元素的視角(元素的種類和化合價)推理出Na2O與H2O反應的產物為NaOH,據(jù)此推測Na2O2與H2O反應也會生成NaOH。然后根據(jù)異同思維比較Na2O2與Na2O的差異,可推測Na2O2與H2O的反應可能不僅有NaOH這一產物,還會生成什么呢?學生可能會認為生成的NaOH中的氧元素的化合價可能是和反應物H2O中的氧元素同價,從而無法從元素價態(tài)視角繼續(xù)分析,此時可假設產物中的鈉元素與氫元素僅存在于NaOH之中,則參加反應的Na2O2與NaOH的量之比為1∶2,H2O與NaOH的量之比也為1∶2,此時學生會發(fā)現(xiàn)產物NaOH中的氧元素僅有一半來自H2O,另一半應該來自Na2O2,這時再引導學生發(fā)現(xiàn)NaOH中氧元素化合價降低了(相對Na2O2中的氧元素而言),進而根據(jù)辯證思維推出必有元素化合價升高,此時分析反應物Na2O2的兩種組成元素(Na和O)可知鈉元素已處于最高價態(tài),只有氧元素有升價的可能(即可由-1價升至0價),而另一反應物H2O也有處于-2價的氧元素,也有升價的可能,如何判斷由誰來升價呢?此時可以引導學生類比學過H2O2(與Na2O2一樣同為過氧化物)的分解,其分解產物為H2O和O,進而可以推出是由Na2O2中-1價的氧元素升價,從而推理出另一產物為O2。這樣才能構建學生在學習元素及其化合物時,形成從物別類別和價態(tài)視角去研究的思維模型。
(四)過程評價,挖掘亮點
教學主體是學生,教師不僅要教給學生課本的知識,還應引導學生將所學知識轉化為能力,所以要注重“教—學—評一體化”,特別是“評”,注重過程性評價,以學促教,在學生討論、交流、質疑、實踐探索中,培養(yǎng)各種能力。
(五)精心設計,有的放矢
教學效果的檢驗方式多種多樣,最常用的方法就是作業(yè)和考試,所以教師布置作業(yè)和試題的設計時應有針對性,以培養(yǎng)學生的思維為主,重點培養(yǎng)學生對新信息的加工處理及獲取有用信息的能力。
總之,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿整個化學教學的始末,創(chuàng)新能力的形成需要一個過程。教師要基于教材和課程標準,根據(jù)學生的認知規(guī)律,循序漸進,把握課堂,營造創(chuàng)新環(huán)境,激發(fā)學生好奇心,挖掘創(chuàng)新潛能,為國家不斷輸送創(chuàng)新型人才。
參考文獻:
[1]馬云云,吳星.高中化學基本學科觀念建構的新視角[J].化學教育,2020,41(3):67-71.
[2]張曙光.新課程下學生化學創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].考試周刊,2012(50):138.
作者簡介:羊英亮(1979~),男,漢族,海南儋州人,儋州市第一中學,研究方向:化學教育。