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实验培养学生创新能力的重要途径——探究性实验教学在课堂中的运用

发布者:佛山市教育局电教站发布时间:2011-04-13 14:52
广东佛山顺德均安中学  丘建龙
  摘  要:培养学生创新精神和实践能力是当前实施素质教育的核心,化学是一门以实验为基础的自然科学,在中学化学教学中如何通过实验的教学来培养学生的创新精神和实践能力是我们化学工作者一直研究的问题。不断深化实验改革,尤其从化学实验方法,实验仪器装置的改进,创新角度加强化学实验教学,是实施素质教育的有效途径。
  关键词:探究性实验教学       学生      创新能力
 
  近年来,笔者进行了探究性实验教学,实施探究性实验教学这一教学模式,取得了一定的成效,积累了一些体会,加深了对实验教学改革的认识。
  一.探究性实验教学是培养创新精神和实践能力与中学化学教学的结合点,是在课堂进行素质教育的有效途径。
  创新是一种高层次的知识迁移,是利用已有信息探究知识的能力。实践包括社会实践和科学实践,对中学化学教学而言,主要就表现在动手操作做实验的能力。要进行创新教育,首先对教师提出一个要求,建立新的教学观念,增强创新教育的意识,充分挖掘教材中富含创新的材料,特别是实验教学中富有探究题材的问题。探究是通过实践、思考从已知获得未知的一切活动过程,青少年学生在成长过程中,每天都遇到不少值得探究的事物。中学化学教材中就有大量的实验材料,关键在转变观念,放手让学生去观察、讨论实践。如在讲授《氨•铵盐》时,先让学生观察喷泉实验,引导学生记录现象、思考:喷泉现象说明了什么,在积极思考中学习了氨在水中的溶解性,氨与水发生的反应。让学生闻氨水的气味,引导学生分析氨水的成分。让学生先动手做NH3与HCl的反应:在刚用浓氨水湿润过的试管中插入沾有浓盐酸的玻璃棒,当学生观察到明显现象时,启发学生思考产生白烟的物质是NH4Cl,生成NH4Cl是由于HCl(气)与NH3(气)发生了反应。实验先行,对培养学生的探究精神起到很大的作用。探究性实验教学模式符合认识规律,可以加深学生对知识的认知程度,激发学生的求知欲,积极参与、亲身体验知识的形成过程,对事物的本质有更深一层的理解。诚然,该教学模式的确会比传统的验证性实验花更多的时间,但它获得更大的教学效果,特别是手脑眼并用做实验,其效果更好。
  二. 进行设计实验方案的教学是培养学生创造性思维的有效途径之一。
  高考的命题突出了对学生创造性思维能力的考查,出现了以演示实验、分组实验为背景的设计性实验试题,这一趋势与世界已进入知识时代是相适应的。我在化学教学中进行了设计实验方案的教学,以适应社会对创新人才的要求。选择设计实验的内容要适合学生的实际,以学生掌握的知识为基础。如在有机实验教学中,我选定物质的鉴别分离为题材,组织了设计实验方案的课堂教学。
   
 
  设计实验方案能调动学生积极的思考,充分发挥他们的创造性。课堂上的议论起到了互相交流、互相激励的作用,在教师的点评下得到肯定和指正,有强烈的成功感,这种教学模式无论是在巩固、运用知识,培养创新思维还是在训练动手能力以及加强学生身心健康等方面都有积极的作用。
  三. 探究物质性质的实验可以培养学生的观察力,训练学生的推理、分析等思维能力。
  让学生通过自身的实践,取得直接经验参与了知识的形成过程,学有兴趣,理解深刻、记忆牢固,运用灵活。在探究研究的氛围中,培养了学生的科学精神,提高了学生的学科素质。
如,在讲“钠与水反应”时,用探究性实验教学模式探究物质的性质:
 
  
 
  四. 推测某个新实验可能出现的结果,这也带有浓厚的探究色彩,它要求学生有灵活运用已有知识的能力,还必须具有对新情景进行整合、剖析的能力。
  它能很好地训练学生敏锐的思维触角,培养学生严谨的治学精神,发展学生严密的逻辑思维能力。如,在讲授NH3的化学性质之后,安排了这样一个实验情景让学生思考,通过气唧不断地向浓氨水鼓入空气,推测液面可能出现的现象。
  学生在接触到情景之后,积极思考,议论纷纷提出推测。在学生的讨论达到了高潮之后,老师加以适当的点拨,启发学生关注液面上有水蒸气这一事实,从而得出更符合现实的结果。
              
  五. 探究物质结构是定性与定量相结合的实验,通过实验现象的推测、分析以及某些定量数据的测定,来寻求物质内部的结构,这种探究性实验能使学生亲身体验到科学研究的过程,不仅可以较自然地形成知识,还可以激发学生的求知欲,培养学生的科学精神。
  如,在“乙醇”教学中,我就设计了“证明乙醇结构的实验方法”这一教学环节:
  1、实验装置:如下图。
                         
  2、实验方法和原理:在烧瓶里放入几小块钠,从漏斗缓缓地滴入一定量的无水乙醇。
  乙醇跟钠反应放出的氢气把中间瓶子里的水压入量筒。氢气的体积可由量筒中水的体积(应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积)测得。
  3、实验数据:实验用0.1mol乙醇和足量的金属钠反应,测得生成的H2为1.12L。
  4、思考并回答:此实验证明了一个什么问题,可以得出什么结论?
                         
  师生共同分析此实验,力求通过数据的推测,证明钠从一个乙醇分子里,只能置换出1个氢原子,并在这个实验基础上得出结论:乙醇分子里一定有一个氢原子跟其它5个氢原子不同。即其结构为:
 
  六. 重视教学设计,更好地体现探究性实验教学模式的实质。
  在教学实践中,我认为:将学生的分组实验改为与教学同步进行的边讲边实验不一定是探究性实验,所谓边讲边实验只是强调了教师讲的同时学生在做实验,能够加深对教师讲授知识的理解,有时是教师讲完,学生做,以验证其知识。在实施探究性实验教学模式中,为了加强学生亲身体验感,更直接地参加探究过程,尽可能让学生在课堂上动手做实验,不仅是一些简单的试管实验,还有一些是较难的甚至是一些制备实验,我都尽可能这样做。在教学实践中,我觉得,实施探究性实验教学模式,实验是手段,师生在课堂上进行探究、研究、讨论,才是重要的环节。在设计教案中,不仅要建设好“实验”这个硬件,更重要的是计划好“探究”这个软件,一定要体现教为主导、学为主体的教学规律。在教学实践中,体会到现阶段中学生的动手能力较低,一定要重视学生实验操作规范化的养成教育,不要因为重“探究”而轻了“实验操作”。要严格要求学生养成良好的实验习惯和严谨有序、科学的学风。实施这一教学模式,对教师提出了更高的要求,要做好各方面的准备,包括时间控制,学生情绪控制等。
  经过教学实践,对探究性实验教学模式有了一定的认识,形成一套适合本校生源实际的做法,经过实践,证明是行之有效的。既深受学生欢迎,也能为教师接受。同时,我也清醒地认识到,有许多工作要做,广度要拓宽,深度要加深,例如要在实验改革方面多做努力,使所做实验便于学生操作、观察、效果更明显,在某些关键的知识点可以增加一些实验。总之,要不断完善教学方法,为教学改革做出更大贡献。
  参考文献
  1 孙志宽  编著 《中学化学实验教学研究》 杭州大学出版社
  2 张多霞  钱扬义 主编 《化学教学论》 广东教育出版社
 

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