運用化學實驗培養學生創新思維能力

藍向前

化學實驗教學的目的不僅是要求學生掌握實驗基本技能,更重要的是要培養學生的創新思維能力。化學是一門以實驗為基礎的自然學科,實驗在化學教學中起著舉足輕重的作用。

為此,我在化學實驗中,進行了大量有益嘗試和探索,積累了一些經驗,現談談我的一點粗淺的體會。

一、改驗證性實驗為探索性實驗

通常情況下,學生實驗都是安排在新課后進行的,而且大多是讓學生重復教師在課堂上演示過的實驗,這樣只起到鞏固書本上的知識和訓練操作技能的作用,是簡單的答復,對學生創新意識和創新能力收效甚微。

驗證性實驗:

1.不利于調動學生積極性,一切現象和結論都是已知的,嚴格的操作步驟把學生的手腳束得緊緊的,不便發展學生智能和創新能力。

2.不利于培養實事求是的態度。書上的結論都是正確的,實驗操作按書上的步驟進行不會錯,實驗的成功與失敗,對于學生來說不當一回事,這樣形成了一種任務式、應付式,沒有發揮實驗的真正效果。根據以上發現的問題,我積極思考、探索,如何發揮化學實驗在教學中的作用和效果,通過多次探究,我將驗證性實驗改為探索性實驗。

探索性實驗:設計實驗,自得結論。

1.讓學生在不知道結論的情況下,讓他們自己設計實驗方案,認真、正確操作,仔細觀察現象,做好記錄,這樣使學生的創新思維得到了發展,如設計一個實驗方案完成乙醇的催化氧化并驗證其產物,這個實驗方案中綜合了氧氣的制備、乙醇的催化氧化以及水和乙醛的檢驗幾個基本實驗,還綜合了水溶加熱(平穩氣流的產生)、排除實驗干擾等基本實驗技能,學生按照實驗方案、基本要求,運用所學知識、綜合分析,設計了多種實驗方案。其中有不少閃爍著創造性思維的火花,然后組織引導學生討論,鼓勵他們從多角度、多層次,對各種方案進行合理評價,并找出最好的實驗方案,在整個訓練中,學生的思維獲得了互補和優化,綜合實驗分析能力和思維能力得到了有效的發揮。

2.探索性實驗:不僅要有一定的操作能力、觀察能力,還要求把實驗過程中的抽象思維轉化為形象思維。如:實驗室制取CO2時,讓學生自行設計如下:(給予幾種原料和必需儀器,要求設計五種不同的方案)第一組:Na2CO3粉末與稀硫酸反應;第二組:純凈的碳酸鈣與稀鹽酸反應;第三組:大理石與稀鹽酸反應;第四組:大理石與濃鹽酸反應;第五組:大理石與稀硫酸反應。做完實驗后教師提問:實驗室制取CO2選擇哪個實驗方案最適合?為什么?引導討論,每組選一位同學發言,然后得出結論:實驗制取CO2選擇第三組最合適,從而使學生掌握了CO2的實驗制法和所需要的原料及化學反應原理,也使學生學會了設計實驗和優化實驗方案的方法。

3.探究性實驗能培養學生實事求是的科學態度。組織學生進行實驗時,為了避免走過場,要提倡學生養成根據事實如實填寫實驗報告的良好習慣,即使實驗失敗或出現異常,也要如實填寫,然后分析失敗和異常情況的原因。

如做乙醛與新制氫氧化銅懸濁液反應實驗中,按正常情況應出現美麗桔黃色磚紅色沉淀,而學生得到的乃是深棕色和黑色沉淀,根據此種情況,我提出質疑:為什么會出現這種情況?引導學生討論——找出原因,失敗原因:①,NaOH溶液量不足;②CuSO4溶液過量;③加熱過猛,造成乙醛揮發結果Cu(OH)2過量,稍高的溫度使其分解成黑色CuO,掩蓋了氫氧化亞銅的磚紅色。于是學生在分析過程中明確了道理,思維能力得到了提高。

二、靈活改進各種實驗

化學實驗是最直觀的教學手段,因而最大限度利用實驗教學可提高化學教學質量。為了更有效地加強實驗教學,我把一些實驗作了如下的改進和變通:

1.演示實驗由教師在課堂上做,并指導學生觀察現象,規范操作,這樣教師在實驗操作中起到了示范作用。到了一定階段,將演示實驗轉為并進式實驗,即讓學生在教師的指導下邊學習新課,邊自己設計實驗方案,讓他們參與到實驗中來,通過親自動手做實驗,發現新知識,開創新天地,每次實驗成功,他們都無比喜悅和自豪,使課堂教學與實驗室教學融為一體,激發和提高了他們學習化學的興趣,收效甚好。

2.不斷補充相關實驗,強化實驗教學,提高教學效果。如在《硫酸》一章,濃H2SO4的性質一節教學中,學習濃H2SO4的強氧化性時,要做濃H2SO4與銅的實驗。這一實驗,消耗了H2SO4 多,同時產生SO2氣體對大氣造成污染,為了提高學生分析問題能力,我在教學中增加了由等質量的銅屑氧化制取CuO,再由CuO 與稀H2SO4 反應的實驗。經過觀察,這一實驗沒有任何氣體產生,再通過反應方程式進行分析討論,學生很容易得出這樣的結論:雖然Cu 與 H2SO4 反應可制得CuSO4 ,但這種途徑工業上并不可取,因為:①原料消耗大,成本高;②產生的廢氣SO2 污染大氣,廢氣處理又提高了成本。所以工業上采取先將Cu 屑氧化,再用 CuO 與 稀 H2SO4 反應制取 CuSO4 ,這樣消耗小,成本降低了,同時不會產生廢氣污染環境。通過兩個實驗,不僅強化了同學們對濃H2SO4的強氧化性的認識,同時也使他們在學習過程中分析、應用能力得到了提高,書本知識得到了有效地拓展。

以上是我在實驗教學中的一點嘗試,通過這些嘗試,有效地培養了學生的創新思維能力,提高了教學效果。

(責任編輯:馮權書)