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创新性的化学实验教学中锻造学生的终身发展能力

更新时间:2010-8-22:  来源:毕业论文

创新性的化学实验教学中锻造学生的终身发展能力
摘  要:化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础。创新意识是指一种愿意发现问题、积极去探求的心理取向,是创新的动力源泉。创新性的化学实验教学,蕴含有极大的知识价值,它能够将学生已有的科学知识转化为能力,对于学生的终生发展具有长久而又现实的重要意义。张   诗   宣

关键词:化学实验    创新教育    终生发展

化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础,是检验化学科学知识真理性的标准;是化学教学中学生获取化学经验知识和检验化学知识的重要媒体和手段,是提高学生科学素质的重要内容和途径。”以实验为基础展开化学教学已成为所有化学教学工作者的共识。那么怎样才能最大限度的发挥实验在化学教学中的作用,使化学实验教学更切合教学改革的潮流、适应素质教育和创新教育的需求呢?回顾自己从事教育工作二十多年来的教学经验与教训,特别是近年来,与时俱进的通过实验教学,开展素质教育和创新教育的教学过程的体会就是:只有对化学实验进行不断改进和创新,化学实验才会充满生命和活力、保持其在化学教学中的独特魅力。毕业论文http://www.lwfree.cn
一、在化学实验中对学生进行创新意识的培养 
创新意识是指一种愿意发现问题、积极去探求的心理取向,是创新的动力源泉。因此,激发学生的创新意识,是创新教育的首要问题。
1、通过生活对学生进行创新意识教育。
化学科学源于自然,它与能源、材料、环境保护,人类生活的方方面面密切相关,引导学生关注这些方面的发展,认识它们的真实现象与书本知识的联系,不仅是化学课科学素质教育急待开发和利用的一种重要资源,而且是点燃学生学习热情,激发探索、学习和创新的动机,增强社会责任感的有效途径。高中化学实验教学中,许多化学实验之后,都安排了许多和演示实验相关的生活小实验,如在高中化学新教材中就出现了大量的与生活密切联系的“家庭小实验”, 如:“用身边的材料制一个化学电池”,“肥皂的制取”,“食用白醋含酸量的测定”等。充分利用这些实验,使学生能经常地密切地关注生活,关注社会,从身边做起,自觉地将知识应用于实际,并从中获得知识应用后成功的喜悦,进而激发他们探究创新的动机,养成主动探究主动学习的习惯。
2、 通过课堂实验教学进行创新意识的教育。
并进式实验教学(又称边讲边实验),是化学实验教学的一个重要内容,是教师讲授新课相结合的一种课堂教学形式。我们在实验教学过程中,如能将这种教学和学生自己创新性的思考结合起来,对于学生个人素质的综合发展和创新意识的形成非常重要。这种教学形式的实验内容多为定性实验,并且具有使用仪器简单、药品的用量和种类较少等特点。为了使这类实验在较短的时间内取得较好的实验结果,提高教学效率,我们试着将这类实验尽可能设计在简单的仪器中进行。
例如:在“元素周期律”的教学过程中,我们在这节课上课之前,和学生共同讨论确定实验方法,采用并进式的教学方法进行教学进行金属活动性性质的演示,收到了良好的教学效果。具体步骤如下:“在点滴板两穴上各放一小块pH试纸,在试纸上滴一滴水,分别将去掉氧化膜的镁条和铝条按压在湿润的试纸上,观察现象”。实验结果是镁条立刻在pH试纸上留下蓝色的印迹,铝条一段时间后(约30秒)出现浅绿色印迹,说明镁比铝的金属性强。另外,为了拓宽学生的知识面,开发学生智力,我们还可以用锌、铁、铅、铜等金属重复上述实验,观察到锌、铁、铅均有显色现象,而铜没有,从而可以定性区分金属的活动性。
二、在化学实验中对学生进行创新思维的培养。
创新思维的主要形式,是一种让思路多方向、多数量、全面展开的立体辅射型的思维方法,就是围绕一个问题,调动思维,从不同角度、不同层次、不同方向拓宽解决问题的思维方法。它可以打破思维定势,进行创意性的思维活动。
1、 通过改进实验操作过程进行创新思维的培养。
在化学教学中,我们常常给学生提供一些各方面的典型实验,并让学生对这些实验的优劣进行思考或讨论,并提出自己的想法,这样有助于学生举一反三,形成创新能力能力。如在进行硫酸性质的实验中,同学们经过思考和讨论,对实验方法进行了如下的改进。
课本上关于浓硫酸性质的实验,是铜片与浓硫酸反应,采用铜片加入浓硫酸后再一起加热,这样,铜被浓硫酸溶解这一现象较难观察到,经过如下改进,效果明显了许多。具体操作如下:
①. 用一长铁线缠住一长条形铜片。
②. 向试管里加入少量浓硫酸,并固定在铁架台上,加热之。
③. 把铜片伸入试管,可见有气体产生,用紫色石蕊试纸检为SO2。
④.拉出铜片,可见铜片被溶解去一部分。若继续伸入,又溶掉一部分,可反复进行(硫酸足量的情况下)。
优点:改进后可清楚看到铜片被溶掉,生成SO2气体,说明浓硫酸具有强氧化性,能氧化某些非活泼金属。
2、 通过改进仪器或药品进行创新思维的培养。
世界上没有尽善尽美的东西,化学实验也一样,化学实验在体现某些功能具有优越性的同时,在体现另一些功能时则可能存在某些缺陷。对化学实验进行观察、研究、分析,发现其缺陷,并在此基础上探索改进,就可以对化学实验进行创新
比如,在教学进行到硫酸一节,对“浓硫酸特性”进行实验教学时,在对原有实验进行了仔细的分析讨论之后,原有实验存在着即零碎又不系统等不足,于是,共同决定对其进行了如下的改进。浓硫酸的特性主要表现为吸水性、脱水性、氧化性。在初中已经学习了其吸水性和脱水性,是用浓硫酸在纸上“写字”来做实验的,高中进一步学习其氧化性,用铜片或木炭与浓硫酸来做实验。其实只用一个实验就能表现出浓硫酸的这三个性质,即蔗糖与浓硫酸的反应。
具体步骤如下:
①.取3~5药匙干净的蔗糖于大试管中,加少许水,搅拌后备用。
②.取三支试管,第一支盛6ml稀品红溶液,第二支盛4ml稀品红溶液,第三支盛澄清石灰水。分别用于检验SO2和CO2。
③.用玻璃导管和胶管把各试管连接起来(如图五)。
④.向大试管加入约3~4ml的浓硫酸,用小玻棒搅伴之,当蔗糖变黑时迅速塞上胶塞。
现象与分析:
①. 当浓硫酸注入蔗糖后,试管开始发热,说明浓硫酸有吸水性,吸水放热。
②. 注入浓硫酸后,蔗糖开始变黑即碳化。说明浓硫酸有脱水性,能把蔗糖中的H2O脱去,形成黑色的碳。
③.注入浓硫酸后,蔗糖膨胀,有气体产生,第一试管的品红溶液开始褪色,说明有SO2产生,第二试管的品红不褪色,说明没有SO2到达该试管了;而第三试管的石灰水又会变混浊,说明有CO2生成。即碳被浓硫酸氧化生成CO2,说明了浓硫酸有强的氧化性。
几点说明:①.蔗糖应调成糊状,不宜多加水,否则浓硫酸被稀释导致实验失败。②.品红溶液要稀,不然将难于褪色。③.为使CO2能较快到达石灰水,盛品红溶液的试管应小,且其所留空气量应少。
三、在化学实验中对学生进行创新能力的培养。
在学生已经较为牢固系统地掌握学科知识的同时,发展学生的创新能力,这是创新教育的核心。精心组织和选择一些课题让学生展开创新性实验,通过实验进行观察、试验,最后解决问题或发现新的规律,为学生提供发现问题和解决问题、研究实践的机会,为增强学生实践能力和创新能力创建了一个平台,这是我们对学生进行创新能力培养的最佳途径。
1、 通过课外的创新性实验对学生进行创新能力的培养。
比如,我们进行“钢铁的锈蚀”的实验教学时,就大胆的进行了这种尝试。    
实验原理:钢铁在大气中的锈蚀有多种途径,但其主要的方式是电化腐蚀。钢铁的电化腐蚀分吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。钢铁在酸性介质中发生析氢腐蚀,在中性和弱酸性介质中发生吸氧腐蚀。钢铁的防锈主要有如表面涂油,涂防护层等的物理方法,以及镀锌镀锡及对钢铁进行表面发蓝或发黑处理的许多化学方法。                                       
试验的方案和过程:
(1)取铁钉或铁丝,除去表面镀锌层,进行铁在以下各种环境中腐蚀情况的比较实验。
在空气中;在干燥的空气中;在水中;在酸液中;在碱液中;在盐水中 。
(2)镀锌铁片和镀锡铁片在水中的腐蚀试验  
白铁片(镀锌铁);马口铁(镀锡铁)。
(3)列表记录上述实验中铁被腐蚀的情况和时间
(4)分别进行对照比较,找出影响铁的腐蚀的因素,例如空气的相对湿度、水、酸、碱、盐等电解质对铁腐蚀的影响,提出增强耐腐蚀的方法,如:涂油、  镀金属等。               
通过这样的探索和实验,充分发挥了学生的主体性,不仅对金属的腐蚀和防护知识有了深刻的理解,更重要的是增强了学生实验设计能力和创新能力。
2、通过对已有实验方案的改进对学生进行创新能力的培养。
例如课本中的铜与稀硝酸反应的实验是在试管中进行的,在试验操作过程中,其生成的气体会外逸对环境有污染,且一氧化氮气体的无色不易观察,一氧化氮无色气体变为棕色的界限不清。对此,我给同学们提出的改进的实验方向为:装置应密封,气体不能外逸;生成的气体应能够富集,便于学生观察一氧化氮为无色气体;一氧化氮的生成与一氧化氮的转(即生成二氧化氮)分阶段进行。
同学们通过广泛的查阅资料,反复的讨论,多次研究和实践,得出许多方法,其中得到同学们广泛认可的方法是:将反应在注射器内进行:先取下注射器活塞,在注射器内放入一团铜丝,塞上活塞后,吸入适量的稀硝酸,将注射器细管端用橡皮塞密封。反应即开始,生成的气体被富集在筒内,观察气体为无色后,取下橡皮塞,拉动活塞吸入空气,无色气体即变为棕色气体。振荡注射器,棕色气体又变为无色气体(二氧化氮与稀硝酸中的水反应有生成了一氧化氮),若再吸入空气,无色又变成棕色。
回顾过去一段时间自己进行创新性实验教学的经验和不足,我认为创新性实验教学改进一般应遵循以下几个原则:
1.科学性原则。即做到实验原理准确无误,实验方案设计科学,实验装置设计合理,实验操作要符合要求。该原则是首要的,是改进实验成功的主要标准。
2.直观性原则。即实验现象明显,可见度高,实验结论的得出要呈直接性,它是改进实验成功的标志。
3.简易性原则。取材容易,装置简单,实验时间短是改进实验具有生命力的保证。
4.安全性原则。即要求实验过程确保师生的身心安全,不允许有事故发生,并贯穿“安全第一”的思想。
对学生进行创新性实验教学方法教育的目的,在于发展学生发现问题和解决问题的能力,学生一旦掌握了创新的科学的学习方法,就能更深刻地理解和更牢固地掌握科学知识,提高学习效率。作为正确的思维和行为方式,创新性教学和学习的方法蕴含有极大的知识价值,它能够将学生已有的科学知识转化为能力,必将使当前的化学实验教学尽快地适应社会发展的需求、化学学科发展的需求、学生终生发展的需求。创新性的化学实验教学作为化学学科未来的教学发展方向,在对学生进行科学方法教育的过程中有着自身独特的优势,需要我们在日常教学过程中不断加以挖掘和完善。1525

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