依靠課堂實(shí)驗(yàn)激勵(lì)創(chuàng)新潛能

時(shí)間:2022-04-22 10:23:00

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依靠課堂實(shí)驗(yàn)激勵(lì)創(chuàng)新潛能

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié),是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)世界的窗口,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力具有不可替代的作用。因此,教師應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)、發(fā)掘,用好實(shí)驗(yàn)中巧妙的構(gòu)思和方法,以實(shí)驗(yàn)為依托,拓寬思路,挖掘?qū)嶒?yàn)的內(nèi)涵,通過形式多樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、挖掘演示實(shí)驗(yàn),喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

演示實(shí)驗(yàn)對(duì)喚醒學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練起著至關(guān)重要的作用。但是,許多教師做演示實(shí)驗(yàn)時(shí),仍然是照方抓藥,從而忽略了學(xué)生主體思維的激發(fā),這就難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。反之,教師善于挖掘演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭?chuàng)意設(shè)計(jì)和運(yùn)用,以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù),設(shè)置一些問題,讓學(xué)生去思考、去發(fā)現(xiàn)。這樣不僅能活化學(xué)生的思維,而且能很好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。例如:演示“白磷燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)時(shí)。教學(xué)中,我對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)意的設(shè)計(jì),并引導(dǎo)學(xué)生觀察、探究:(1)將白磷放入盛有冷水的燒杯中,并用導(dǎo)管向白磷處通入空氣,觀察白磷是否燃燒?(2)撤掉導(dǎo)管停止向白磷通入空氣,并加熱燒杯中的冷水至80℃,觀察白磷是否燃燒?(3)用導(dǎo)管向熱水中的白磷通入空氣,觀察白磷是否燃燒?依據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,我不是急于解釋現(xiàn)象或下結(jié)論,而是利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)問:(1)為什么向冷水中的白磷處通入空氣,白磷并不燃燒?(2)當(dāng)加熱杯中的水,白磷雖已熔化,為何卻仍不能燃燒?(3)為什么向熱水中的白磷通入空氣時(shí),白磷卻能在水中燃燒?(4)通過本實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明燃燒需要哪些條件?這樣給學(xué)生提供了一個(gè)直觀思維模式,化抽象為形象,引發(fā)了學(xué)生開展積極思維、猜想與探索獲得可燃燒物燃燒必須具備的條件,同時(shí)有效地喚醒了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn),誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望

認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于思維的研究成果表明,探索的過程首先是解決問題的過程。演示實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)裝置等方面所暴露出的,不足以能使學(xué)生進(jìn)入一種察覺到已有知識(shí)不能解決新問題的心理狀態(tài),因而極大地激發(fā)了學(xué)生探索改進(jìn)方法的興趣,延伸了對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的探索過程。教材中的很多實(shí)驗(yàn),細(xì)細(xì)分析,有不少實(shí)驗(yàn)在裝置和操作等方面,是可以進(jìn)一步改進(jìn)的。通過實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力,學(xué)會(huì)改進(jìn)的方法技術(shù),體驗(yàn)改進(jìn)成功的喜悅,不僅能提高學(xué)生分析和解決問題的能力,同時(shí)也激發(fā)了創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力。

例如:固體氫氧化鈉溶于水放熱實(shí)驗(yàn),用手觸摸試管外壁時(shí),現(xiàn)象不是很明顯。于是,我就引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、探究、改進(jìn),讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)改進(jìn),并把實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為:將試管注入少量水,加熱至沸騰,移開火焰,水停止沸騰,加入少量氫氧化鈉固體,這時(shí)發(fā)現(xiàn)溶液又重新沸騰,說明氫氧化鈉溶于水放出熱量,使試管中的水又沸騰了。這樣不僅使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比教材上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更具直觀性和可比性,并形象地說明了固體氫氧化鈉溶于水放熱的現(xiàn)象,而且促使學(xué)生參與至探索、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的活動(dòng)中,這樣大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,從而喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

教材中“測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)”、“研究可燃物燃燒條件的實(shí)驗(yàn)”以及“通電分解水的實(shí)驗(yàn)”等幾個(gè)典型實(shí)驗(yàn)均可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí),教師應(yīng)向?qū)W生說明為什么要這樣改進(jìn)?還可以怎樣改進(jìn)?以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望,引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,使學(xué)生體驗(yàn)到創(chuàng)新并不神秘,創(chuàng)新就發(fā)生在自己的身邊。

三、將演示實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神

傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)先是教師演示,然后歸納出結(jié)論。整個(gè)演示過程學(xué)生始終處于被動(dòng)接受的位置,不能使學(xué)生主動(dòng)思考,只是坐等實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)踐證明這種教學(xué)方法不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,甚至窒息學(xué)生的思維能力、摧殘學(xué)生的創(chuàng)新精神。為了使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力。對(duì)某些演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,使之變?yōu)樘骄啃汀⒃O(shè)計(jì)型、科研型的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中來體會(huì)創(chuàng)新的樂趣。

例如:實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的教學(xué)時(shí),當(dāng)講完實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的三種方法:(1)加熱氯酸鉀和二氧化錳;(2)加熱高錳酸鉀;(3)分解過氧化氫之后。我進(jìn)一步組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物的性質(zhì)和狀態(tài)、反應(yīng)條件、生成物的性質(zhì)和狀態(tài),從而提出問題:同學(xué)們能否設(shè)計(jì)一套制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置?這樣不僅能讓學(xué)生化被動(dòng)為主動(dòng),而且能讓學(xué)生參與探索活動(dòng)中,激發(fā)創(chuàng)新精神。

例如:學(xué)習(xí)《二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法》選擇實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),我先讓學(xué)生總結(jié)制取氣體裝置的選擇應(yīng)具備的條件,氣體收集裝置的選擇原理等一些規(guī)律性。教學(xué)中,我根據(jù)制取二氧化碳的藥品和反應(yīng)原理提出:同學(xué)們能否設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置,使反應(yīng)能隨時(shí)發(fā)生或停止?這一問題引發(fā)了學(xué)生大膽創(chuàng)新,并提出以下方案:(1)用金屬銅網(wǎng)罩住石灰石,當(dāng)要反應(yīng)時(shí),讓石灰石與稀鹽酸接觸,要停止反應(yīng)時(shí),使傾斜容器使鹽酸與石灰石分開;(2)用布包著石灰石,且系一根細(xì)線,當(dāng)要反應(yīng)時(shí),把布袋放入鹽酸中,要停止反應(yīng)時(shí),把線往上拉,使石灰石與鹽酸分開等多種實(shí)驗(yàn)方案。此時(shí),我不失時(shí)機(jī)地讓同學(xué)們討論這些設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)方案和裝置,進(jìn)一步激發(fā)了創(chuàng)新思維。像這樣的素材很多,只要我們研究,既能引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn),又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

四、將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

布魯納曾指出:“發(fā)現(xiàn)并不限制于尋求人類尚未知曉的知識(shí),確切地說,而應(yīng)包括用自己頭腦中來獲得知識(shí)的一切方法。”這一著名的論斷是化學(xué)課堂上改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)重要的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。由于探索性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)或觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過科學(xué)抽象來獲得結(jié)論的一種實(shí)驗(yàn)。因此,教學(xué)中,將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),無疑是一條培養(yǎng)探索能力與創(chuàng)新思維的有效途徑。

例如:講催化劑時(shí),教學(xué)中,我按照“實(shí)驗(yàn)演示——觀察現(xiàn)象——提出問題——討論比較——分析歸納——得出結(jié)論”這一順序去進(jìn)行。首先分別給裝有氯酸鉀、二氧化錳、氯酸鉀和二氧化錳的混合物的三支試管同時(shí)加熱,并時(shí)不時(shí)用帶火星的木條在試管口檢驗(yàn),要求學(xué)生觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。然后提出問題:(1)二氧化錳受熱是否放出氧氣?(2)氯酸鉀受熱分解能否放出氧氣?耗時(shí)長還是短?(3)為什么氯酸鉀和二氧化錳的混合物受熱能較快地放出氧氣?接下來引導(dǎo)學(xué)生分析、比較,最后建立催化劑的概念。這樣的做法不僅激發(fā)了學(xué)生探索化學(xué)問題的興趣,而且培養(yǎng)了學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新思維。

又如:學(xué)習(xí)分子總是在不斷運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)時(shí)。我提出問題:“氨水能使無色酚酞試液變紅嗎?”讓學(xué)生大膽實(shí)驗(yàn),進(jìn)行探究:在一只小燒杯中倒入半杯蒸餾水,滴入1—2滴無色酚酞試液,在另一只小燒杯中倒入10mL左右濃氨水,再用一只大燒杯將以上兩只小燒杯罩在一起。經(jīng)過一會(huì)兒,同學(xué)們便看到盛裝蒸餾水的小燒杯中的溶液變?yōu)榧t色。至此我鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想、提出假設(shè)、解釋現(xiàn)象。同學(xué)們立刻活躍起來,爭論不休,各種假設(shè)紛紛提出:(1)滴有無色酚酞試液的蒸餾水要經(jīng)過一會(huì)兒才能變紅色,與氨水無關(guān);(2)大燒杯壁沾有肉眼看不見的某種物質(zhì),散發(fā)出微粒進(jìn)入滴有無色酚酞試液的蒸餾水,使其變紅色;(3)濃氨水散發(fā)出肉眼看不見的微粒,進(jìn)入滴有無色酚酞試液的蒸餾水,使其變紅色等。我肯定學(xué)生的大膽設(shè)想,并放手讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究。同學(xué)們又繼續(xù)實(shí)驗(yàn),得出正確的結(jié)論。通過探究學(xué)習(xí),學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)了動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新思維。

教材中還有許多實(shí)驗(yàn)可改為探索性實(shí)驗(yàn),如二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法、酸、堿、鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等等。通過探索實(shí)驗(yàn)活動(dòng),不僅能增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思想方法,而且能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

五、增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的開放性,開發(fā)創(chuàng)新潛能

增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的開放性可以把課堂有機(jī)地融入到社會(huì)生活這個(gè)開放的大系統(tǒng)中去,開闊學(xué)生的觀察視角和拓展思維廣度,擴(kuò)大知識(shí)面,吸取新信息,促進(jìn)學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新潛能。例如:學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)后。讓學(xué)生思考:區(qū)分2瓶失去標(biāo)簽的溶液與蒸餾水的方法有哪些?哪幾種可以在家里廚房中解決?并請(qǐng)學(xué)生回答后做一做,啟發(fā)學(xué)生從物理、化學(xué)、生物不同學(xué)科和日常生活出發(fā),進(jìn)行多角度、多視野、全方位的探究。這樣大大地增強(qiáng)了演示實(shí)驗(yàn)的開放性,讓學(xué)生參與到探究和動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)中,既鞏固了相關(guān)知識(shí),又提高了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,同時(shí)通過這樣的實(shí)驗(yàn)探究不僅培養(yǎng)了他們的學(xué)習(xí)興趣,而且還培養(yǎng)了他們的發(fā)散性思維,使學(xué)生考慮問題的思路開闊,想法新奇,從不同角度,不同方向去思考、探索,利于促進(jìn)創(chuàng)新潛能的發(fā)展。

六、利用實(shí)驗(yàn)題,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力

充分利用實(shí)驗(yàn)題開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),既可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦解決問題的能力,讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅,又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。教材中安排了許多實(shí)驗(yàn)題:如“用實(shí)驗(yàn)證明鐵、銅、鋁這三種金屬的活動(dòng)性順序”、“用實(shí)驗(yàn)證明雞蛋殼(或水垢)的主要成分是碳酸鹽”等。還可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際,安排適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)題。如在學(xué)習(xí)了碳酸根離子、氯離子、硫酸根離子的鑒定方法后,我布置了一道實(shí)驗(yàn)題:三瓶無色溶液分別是碳酸鉀溶液、氯化鉀溶液、硫酸鉀溶液,怎樣通過實(shí)驗(yàn)鑒別它們?學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案大致有以下三種:(1)用氯化鋇溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成的是硫酸鉀溶液,有氣體放出的是碳酸鉀溶液;(2)用硝酸銀溶液和稀硝酸,有氣體生成的是碳酸鉀溶液,有白色沉淀生成的氯化鉀溶液;(3)先加鹽酸鑒別出碳酸鉀溶液后,再用氯化鋇溶液鑒別剩下兩種溶液。答案公布后,多數(shù)學(xué)生認(rèn)為三種方案都可以。接著,我將實(shí)驗(yàn)藥品準(zhǔn)備好,每一種方案由一名學(xué)生自己演示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)生進(jìn)行討論。結(jié)果發(fā)現(xiàn)方案(1)、(2)取藥品次數(shù)少,方案(3)取藥品次數(shù)多;但方案(2)現(xiàn)象不明顯,所以方案(1)最好。這堂課喚起了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望,培養(yǎng)了他們分析問題、判斷是非的能力,學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)一步得到了提高與發(fā)展。

總之,只要我們依據(jù)新課程理念,對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真分析、積極處理,從各方面入手,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。利用現(xiàn)有條件,想方設(shè)法地去進(jìn)行各式各樣的、豐富多彩的各項(xiàng)活動(dòng),就能有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。