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化學(xué)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性思維訓(xùn)練
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)學(xué)科的形成和發(fā)展,新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明無處不閃爍著創(chuàng)造性思維的光芒,作為一名化學(xué)教育工作者,我們應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維方法滲透到化學(xué)教學(xué)中。讓化學(xué)教學(xué)過程成為再現(xiàn)式思維和創(chuàng)造性思維有機(jī)結(jié)合的典范,教師要盡可能把教學(xué)過程設(shè)計(jì)成發(fā)現(xiàn)問題──分析問題──解決問題的創(chuàng)造型模式,著力營(yíng)造“情感共嗚溝通,信息反饋暢通,思維活潑流暢,創(chuàng)造精神涌動(dòng)”的最佳意境。實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中起著舉足輕重的作用。
化學(xué)教學(xué)本身并不只是傳授給學(xué)生一些初步的化學(xué)概念和規(guī)律,而是通過一系列有效的教育教學(xué)手段,全面提高學(xué)生的智能,使他們能夠掌握和運(yùn)用一些化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)手段,學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法,學(xué)會(huì)辯證而客觀地認(rèn)識(shí)世界. 從而在將來能夠獨(dú)立地、有創(chuàng)造性地進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和從事社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn),通過一系列有效的方法和手段,能夠較好地發(fā)展學(xué)生的智能。
一、圍繞實(shí)驗(yàn)的“三大原理”引導(dǎo)學(xué)生展開思維活動(dòng)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論的主體內(nèi)容,可概括為⑴實(shí)驗(yàn)原理;⑵裝置原理;⑶操作原理。教師應(yīng)當(dāng)在具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,引導(dǎo)學(xué)生圍繞對(duì)上述“三大原理”的探索、理解和辨析,自始至終滲透著思維訓(xùn)練活動(dòng)。
首先,是實(shí)驗(yàn)原理的思維訓(xùn)練。“實(shí)驗(yàn)原理”即反應(yīng)原理,指的是每個(gè)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn),反映了或說明了或推斷了什么樣的物質(zhì)發(fā)生何種變化的理論�？梢試@如下的角度引發(fā)學(xué)生思考:1.變化實(shí)質(zhì)──什么化學(xué)物質(zhì)(有時(shí)還應(yīng)進(jìn)一步分析為什么要選用這些物質(zhì))?2.定量關(guān)系──反應(yīng)物之間采用怎樣的物質(zhì)的量(或質(zhì)量、或體積、或微粒數(shù)目)的關(guān)系?為什么要采取此種定量或過量關(guān)系?3.反應(yīng)條件──實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇怎樣的物質(zhì)狀態(tài)、變化溫度、壓強(qiáng)或催化劑條件? 為何要選擇這樣的條件?(1).儀器選用──根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,對(duì)特定的反應(yīng)物或生成物,應(yīng)選用哪種量取、混合、反應(yīng)、加熱、除雜、干燥、檢驗(yàn)、收集、吸收、分離、緩沖(安全)的儀器?為何選用這些儀器更適宜?(2).配套組合──根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,選用的儀器之間,大小、規(guī)格應(yīng)怎樣協(xié)調(diào)、搭配?如若不這樣組合會(huì)出現(xiàn)什么弊端?能否作某種調(diào)換或代用?(3).連接順序──為達(dá)到良好效果,選用的儀器應(yīng)采取怎樣連接的位置順序和安裝與拆除的先后順序?為什么要安排這種順序?不遵循此順序會(huì)帶來什么不良后果?
二、養(yǎng)成細(xì)心觀察的習(xí)慣,為創(chuàng)造性思維夯實(shí)基礎(chǔ)
愛因斯坦說過,他沒有特別的天賦,只有強(qiáng)烈的好奇心。在人類認(rèn)識(shí)史上,正是個(gè)別人對(duì)事物或某種現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇感、驚奇感,從而導(dǎo)致了重大的發(fā)明創(chuàng)造。
化學(xué)與我們的生活息息相關(guān),各種與化學(xué)有關(guān)的現(xiàn)象隨處可見。用磚砌墻和貼瓷磚時(shí),先要將磚和瓷磚用水濕潤(rùn);新買的鋁鍋,燒過自來水后有黑色斑點(diǎn);經(jīng)常雷雨交加的地方禾苗長(zhǎng)得很茂盛,這些奇妙的現(xiàn)象激起學(xué)生的好奇心后,就能促使他們?nèi)W(xué)習(xí)掌握水泥、鋁和氮?dú)獾男再|(zhì)。
我們也會(huì)遇到一些奇特的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如:一鋁制的盛飲料的易拉罐內(nèi)充滿CO2氣體,然后往罐內(nèi)注入適量NaOH溶液,立即用膠布將罐口密封,反應(yīng)一段時(shí)間后可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?首先,易拉罐“內(nèi)凹變癟”,接著“癟了的罐重新又鼓起來”。對(duì)于前面的現(xiàn)象一般很容易解釋。這是因?yàn)閷W(xué)生很容易從固有的思維定勢(shì)出發(fā),即分析物質(zhì)發(fā)生變化時(shí),只從加入的物質(zhì)來考慮,只分析NaOH溶液與 CO2的反應(yīng),就能得出易拉罐“內(nèi)凹變癟”的現(xiàn)象。為什么會(huì)出現(xiàn)后面的現(xiàn)象呢?深入思考,不難得出這是因?yàn)槿萜鞅旧怼颁X”與氫氧化鈉溶液也會(huì)發(fā)生反應(yīng)。對(duì)這些現(xiàn)象的好奇,能使學(xué)生的情緒亢奮、激動(dòng),從而在白熱化的思維之中,迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。
一般說來,學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都頗有興趣,但往往只是好奇心驅(qū)使所致,由于觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)目的性不明確,不善于集中注意力于那些關(guān)鍵設(shè)備的主要現(xiàn)象,加之演示實(shí)驗(yàn)時(shí)儀器小而教室范圍寬、學(xué)生多,所以他們觀察實(shí)驗(yàn)并不準(zhǔn)確。為此,在可能條件下,教師宜改演示實(shí)驗(yàn)成并進(jìn)實(shí)驗(yàn),或借助CAI軟件或VCD光盤、錄相帶等播放實(shí)驗(yàn)錄像,盡可能結(jié)合并進(jìn)實(shí)驗(yàn)或錄像播放,穿插圍繞“三大原理”的系列思考題,引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地思考,展開思維訓(xùn)練活動(dòng)。
三、運(yùn)用典型實(shí)驗(yàn)灌輸創(chuàng)造性思維的方法
為了提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中思維訓(xùn)練的效能,教師應(yīng)當(dāng)借助典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)來誘導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),這主要從三個(gè)方面著手:
一是教師宏觀地把握大綱、教材的整體,通過哪些典型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行哪些方面思維訓(xùn)練的規(guī)劃,分階段、分層次實(shí)施。 例如,物質(zhì)燃燒時(shí)有不同的特征。氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生火焰,固體燃燒時(shí)產(chǎn)生火星或火花。而硫在通常狀況下是固體,可是,它在空氣中燃燒時(shí)為什么產(chǎn)生火焰而不產(chǎn)生火星呢?我們只要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察硫燃燒的特征就能把握其中的奧妙。 原來燃燒時(shí),固態(tài)硫先液化后氣化,因此硫蒸氣在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰也就不足為奇了。
二是激發(fā)學(xué)習(xí)者的主觀能動(dòng)作用,將教材規(guī)定的某些演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn),改為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)習(xí)題,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自己提出實(shí)施方案,以提高其創(chuàng)造性思維的能力. 例如,給初三學(xué)生講鐵的性質(zhì),做鐵釘生銹這 個(gè)演示實(shí)驗(yàn)時(shí),可先讓學(xué)生自己找材料,每人在實(shí)驗(yàn)前10天準(zhǔn)備三支干凈的醫(yī)用針劑小藥瓶。按裝 滿水、少量水、干燥三個(gè)不同條件各放入鐵釘一枚。讓學(xué)生每天觀察一次并做好記錄。等到講這部 分內(nèi)容時(shí),讓學(xué)生帶來“成果”。教師講解與學(xué)生討論結(jié)合;直到得出正確結(jié)論,效果就比較好。
三是選用一些中考”試卷的典型綜合實(shí)驗(yàn)題,指導(dǎo)學(xué)生解題,乃至跟動(dòng)手實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來訓(xùn)練,中學(xué)教材和歷屆高、中考試題,不乏優(yōu)秀的典型化學(xué)實(shí)驗(yàn)題型,如氫氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳等的制取與系列性質(zhì)實(shí)驗(yàn),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力頗有作用。
綜上所述,結(jié)論十分明顯:化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的思維訓(xùn)練不容忽視,化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的思維訓(xùn)練前景廣闊,大有可為。對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察一般按下列順序進(jìn)行:(1 )觀察裝置圖,選擇所用的儀器,了解它們的用途和用法;(2 )觀察反應(yīng)物的顏色、狀態(tài);(3 )注意反應(yīng)發(fā)生的條件,同時(shí)注意觀察發(fā)生的現(xiàn)象;(4 )觀察反應(yīng)后生成物的顏色、狀態(tài)等。 要依次進(jìn)行,不遺漏。實(shí)踐證明,注重觀察程序?qū)ε囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維確是行之有效的方法。
四、靈活運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn),為學(xué)生的創(chuàng)造性思維創(chuàng)建展示平臺(tái)
演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常運(yùn)用的教學(xué)形式,它生動(dòng)、簡(jiǎn)捷、有效,是培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、思維能力和動(dòng)手操作能力最好的教學(xué)手段之一。我們?cè)谄綍r(shí)實(shí)施演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,將教材中的演示實(shí)驗(yàn)分為三種形式教學(xué):(1)對(duì)于重要實(shí)驗(yàn),教師演示、學(xué)生觀察分析得出結(jié)論;(2)對(duì)一些要求不高的實(shí)驗(yàn),可對(duì)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室,要求學(xué)生設(shè)計(jì)或改進(jìn)后上臺(tái)演示;(3)對(duì)一些難度較大,要求較高,現(xiàn)象又不太明顯的實(shí)驗(yàn),教師先進(jìn)行演示,讓學(xué)生在觀察中提出問題,讓學(xué)生討論分析實(shí)驗(yàn)的缺陷在哪里,使學(xué)生始終處于探究的思維狀態(tài),進(jìn)而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。 將 分組實(shí)驗(yàn)改為單人實(shí)驗(yàn) ,這樣做使每個(gè)學(xué)生都能親自動(dòng)手操作而且獨(dú)立進(jìn)行。它有利于培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,使學(xué)生們懂得:辦任何事情都要有目的、有計(jì)劃,還要有堅(jiān)持到底的決心。最重要的是有利于培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力,這也是教育本身所急需培養(yǎng)的一種能力。
五、開展科技活動(dòng)、展現(xiàn)創(chuàng)新能力
創(chuàng)新活動(dòng)的基礎(chǔ)是科技活動(dòng),科技活動(dòng)的開展?fàn)顩r深刻地左右著創(chuàng)新活動(dòng)。為此在工作中必須千方百計(jì)、想方設(shè)法開展科技活動(dòng)。沒有條件必須創(chuàng)造條件。從課外興趣小組開始,建立初步的創(chuàng)新活動(dòng)的基礎(chǔ)。通過教師的指導(dǎo),充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力,利用現(xiàn)有條件,想方設(shè)法開展課外科技活動(dòng)。比如:可以先讓學(xué)生完成課本上的家庭小實(shí)驗(yàn);再結(jié)合課本,適當(dāng)補(bǔ)充學(xué)習(xí)一些課外知識(shí),拓寬知識(shí)面,進(jìn)行一些趣味性而有意義的實(shí)驗(yàn);并引導(dǎo)學(xué)生撰寫科技小論文。充分展示學(xué)生的創(chuàng)新才華。
在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)中,也要注意聯(lián)系社會(huì)實(shí)際。可以讓學(xué)生進(jìn)行社會(huì)調(diào)查,到工廠、農(nóng)村、商店等地進(jìn)行參觀、訪問、調(diào)查。寫出專題調(diào)查報(bào)告,并聯(lián)系社會(huì)實(shí)際,提出改進(jìn)意見和措施,條件許可的可以進(jìn)行研究方案,并幫助實(shí)施。
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