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化學(xué)實驗是實現(xiàn)創(chuàng)新的重要途徑
化學(xué)實驗是實現(xiàn)創(chuàng)新的重要途徑 化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),多年的教學(xué)實踐證明: 化學(xué)實驗不僅是使學(xué)生獲取化學(xué)知識、認識化學(xué)規(guī)律、形成化學(xué)概念、提高各種能力的重要途徑,而且此過程對學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),是其它學(xué)科所不能替代的。因此，我們必須立足化學(xué)實驗這個基礎(chǔ)，努力構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的“大廈”。 一、探索性實驗教學(xué)模式的實踐 探索性實驗是指在化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的分析綜合等思維過程來獲取知識，這一過程要求學(xué)生有較多的思考和討論，學(xué)生處于一種主動探索知識的狀態(tài)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常有利。比如，在學(xué)習(xí)原電池的原理時，首先演示“番茄原電池”（用銅片、鋅片、導(dǎo)線、音樂卡和西紅柿組成）趣味實驗，設(shè)問：這個簡單構(gòu)造為什么能使音樂卡發(fā)出聲音？在激起學(xué)生探究欲望的同時，鼓勵學(xué)生討論質(zhì)疑：音樂卡發(fā)聲肯定有電流通過，電流從何而來？若用茄子或黃瓜代替番茄行不行？直接用稀酸代替番茄效果是不是更好？是什么原理？ 指導(dǎo)學(xué)生帶著疑問自己動手設(shè)計實驗探究：銅片、鋅片分別插入稀硫酸各有何現(xiàn)象？在把插入稀硫酸的銅片、鋅片用導(dǎo)線連起來又有何現(xiàn)象？銅片、鋅片質(zhì)量有無變化？溶液中的[H+]有何變化？H+在銅片上得到的電子從何而來？如何證明導(dǎo)線上有電流通過？…… 在學(xué)生實驗的基礎(chǔ)上，教師再利用多媒體課件形象直觀地模擬微觀離子運動和電子轉(zhuǎn)移，進行精講討論，總結(jié)歸納原電池的原理、構(gòu)成條件、兩極反應(yīng)和能量轉(zhuǎn)化等。 最后進行知識的遷移擴展：讓學(xué)生討論銅－鋅原電池的缺點；根據(jù)原電池的原理設(shè)計一個實用電池；探究干電池的結(jié)構(gòu)和電極反應(yīng)；研究原電池反應(yīng)與金屬腐蝕和環(huán)境污染。激勵學(xué)生在延續(xù)探究中創(chuàng)新。 二、開展實驗設(shè)計，激發(fā)創(chuàng)新意識 實踐是創(chuàng)新的搖籃，實驗設(shè)計是一個動手動腦并可培養(yǎng)學(xué)生各方面能力的過程。通過學(xué)生自己思考設(shè)計實驗，既可以培養(yǎng)學(xué)生動手動腦解決問題的能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計的能力，如：在進行高考實驗部分復(fù)習(xí)，氣體與噴泉一節(jié)時，教師要求學(xué)生設(shè)計一套能夠形成噴泉的裝置。教師在組織學(xué)生開展實驗設(shè)計時，給以一定的指導(dǎo)。學(xué)生學(xué)過在圓底燒瓶中氨氣、氯化氫氣體與水作用能形成噴泉。其它氣體行不行？形成噴泉的原因是什么？實驗裝置可以做那些改進？此時學(xué)生思維活躍，大膽聯(lián)想，認真設(shè)計，努力創(chuàng)新，設(shè)計出了很多方案。很多學(xué)生的設(shè)計圖原理正確，設(shè)計新穎，并把化學(xué)與物理知識進行了充分的綜合。并把自己的設(shè)計思路介紹給同學(xué)們，同學(xué)們也對方法的可行性進行討論。學(xué)生在手腦并用的活動中迸發(fā)出了創(chuàng)造的火花。此設(shè)計過程既激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，收到事半功倍的教學(xué)效果。 三、改進一些課堂演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 對于一些課堂演示實驗，遇到現(xiàn)象不明顯，操作復(fù)雜，污染物不易處理時，先帶領(lǐng)同學(xué)們共同分析實驗的不足之處，然后鼓勵學(xué)生去改進實驗，設(shè)計合理的方案。這樣不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，而且還會激勵學(xué)生敢于創(chuàng)新。如：按教材上的方法制Fe(OH)2，得不到白色沉淀，為什么？學(xué)生回答：“可能是氧氣把Fe(OH)2氧化了”。怎么辦？學(xué)生回答：“要觀察到明顯的白色沉淀，就要想法除去溶液中的氧氣”。經(jīng)過討論后，學(xué)生對該實驗進行了改進。 方案（１）：實驗操作步驟如下：①�。保埃停陶翩y水加熱待用；②取少量硫酸亞鐵用２～３ＭＬ蒸鎦水配成溶液；③加入少量鐵粉；④加入一些植物油在所配溶液中；⑤把毛細滴管的下端伸入到硫酸亞鐵溶液中擠出氫氧化鈉溶液。 方案（２）：如右圖，先打開止水夾ａ，使Ａ管反應(yīng)一段時間后再夾緊止水夾ａ。 結(jié)果演示方案（１）時比較順利，演示 方案（２）時，在Ｂ中看不到沉淀。 教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題。在剛才演示中 不是看不到白色沉淀，而是看不到沉淀， 為什么？ 通過討論，學(xué)生認為看不到白色沉淀的 原因是稀硫酸過量，氫氧化鈉不足。要看到白色沉淀，就必須保證Ａ中稀硫酸適量，Ｂ中氫氧化鈉過量。 同學(xué)們修改方案后，再實驗就看到了明顯的白色沉淀。 最后，師生通過討論比較，得出方案（１）（２）均可，但方案（２）更方便。 四、改演示實驗為師生共同完成或?qū)W生分組實驗 中學(xué)教材中安排的實驗本來就不算多，而教師們不自覺的用講解和演示代替學(xué)生的動手操作，或干脆以程式化的書面訓(xùn)練代替學(xué)生分組實驗。導(dǎo)致學(xué)生們在動手的興趣和能力方面明顯不足。教師應(yīng)努力通過動手的活動，來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造實踐能力。可將教材中的一些演示實驗改為師生合作實驗或?qū)W生分組實驗。 比如，乙烯的實驗室制備和性質(zhì)實驗，以前總是由教師“承包”完成，學(xué)生不思索，被動聽記，現(xiàn)在改為師生共同完成，讓學(xué)生參與，通過反應(yīng)混合液的配制以及乙烯氣體的點燃，克服學(xué)生的畏懼心理，培養(yǎng)良好的心理素質(zhì)；反應(yīng)液溫度的嚴格控制，培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度；溫度太高或太低會造成什么結(jié)果，應(yīng)如何處置？這些都會激發(fā)學(xué)生認真思考、設(shè)計處理方式，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力及創(chuàng)新實踐能力。 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的方法是多種多樣的，在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是其它學(xué)科不可替代的。教師要在教學(xué)中積極探索，利用化學(xué)學(xué)科的獨特優(yōu)勢提高學(xué)生的多方面能力。
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