初中化学实验教学中学生创新能力的培养策略探究
摘要
关键词
初中化学;实验教学;创新能力
正文
引言
初中化学作为初中阶段的一门重要学科,经过教育的不断深化改革,目前已经形成了相对完善的教育体系。并且,随着近些年互联网技术的全面铺开,为初中化学教学模式的创新发展提供了新的机遇,并逐渐建立起以化学实验教学为基础的实践教学发展模式。目前,化学实验教学已成为影响初、高中化学教学质量的重要因素之一。但由于现阶段很多教育工作者对化学实验教学开展的理念不清晰,并且在课程开发方面力度不够,导致很多化学实验教学在开展中仍然存在着许多不足。因此,各地初中的教育工作者需要在后续的教学中以实验教学为依托,充分做好化学实验创新教学的探究工作,进而为学生实践能力与创新意识的提升奠定坚实的基础。
一、化学实验教学对培养学生创新能力的作用
在化学实验过程中,无论是简单的实验还是复杂的实验,在设计上都需要学生的思考和创新。在化学实验教学中,教师应通过引导学生设计各种实验来培养其对化学实验的兴趣,激发学生不断地进行思考与实验,逐步培养创新意识。化学实验对学生的动手能力有较高的要求,它以实验为基础,让学生在实验的过程中接触自然、认识自然,从而探索出自然规律。在这一过程中,学生对于未知的事物充满强烈的好奇心和探究欲,他们每时每刻都在想着去了解、去发现,长此以往,学生就会慢慢树立起创新意识,学生的动脑、动手能力都得到了提升,创新精神得到增强,创新能力也得到了切实的锻炼。
二、传统初中化学实验设计与实施中存在的问题
初中化学实验多为基础实验,或用于展示教材中描述的化学反应过程,或用于展示纯理论话术下的物质性质或现象,本质上是为了让学生通过多种感官观察和了解化学现象,从而加深对相应知识的记忆。但现实教学中,教师选择的实验并不一定能够让学生完全感知所有现象,如教师在讲台操作加热碳酸氢铵的实验时,后排学生就很难觉察到刺激气味,很难观察到试管壁上的水珠生成等,实验演示效果不很理想。另外,学生有过错误操作经验,或观察过相应后果时,会对实验注意事项的记忆更加深刻。因此,让错误的实验过程和结果足够显著,才能加深学生印象,有部分教师要求学生按照标准化操作获得预期实验结果,学生没有机会验证错误操作的后果。初中化学实验大多对实验条件、方式的要求相对宽松,而且学习的化学现象、规律多为类型化问题,而非具体到明确物质之间的反应,可以进行相对灵活的材料置换、条件变换等,因此初中化学实验有着一定的改进和创新空间。一方面教师可以对实验进行改进与创新,以增强实验的趣味性、可感知度;另一方面可以鼓励学生对实验进行改进与创新,培养学生灵活思维、灵活应用能力。从目前初中化学实验活动的现状来看,教师自主对实验进行改进与创新的尝试较多,但部分教师对改进与创新实验的检验不充分,导致实验效果不佳、对照实验周期长、实验过程和结果不易观察等,也没有给予学生足够的创新机会,不利于培养学生创新意识。
三、初中化学实验教学中学生创新能力的培养策略
(一)改进实验常规装置
实现绿色环保为了探究分子运动实验,教材中设计实验装置,由于浓NH3·H2O的挥发性极强,该装置密封性较差,挥发出来的NH3逸到空气中,对周围环境影响很大,为此,设计实验装置:用NaOH固体溶于水放热,温度升高,加快氨分子的运动速率,支管口连接的气球使得整个实验装置处于密闭体系,不会再有氨味飘到空气中,而且不一会儿就看到了湿润的酚酞滤纸条变红,由此说明了分子在不停的运动.新设计的实验装置所需浓NH3·H2O少,且在密闭体系中进行,实验现象更加明显,几乎无污染,体现了绿色环保的理念和药品的节约化、实验现象的直观化.若没有管壁有小洞的破损试管,也可用U型管对实验进行改进。
(二)创设真实生活情境,激发学生创新情感
化学知识来源于生活,而生活又是最好的学习素材。当初中化学课堂所创设的教学情境与学生的实际生活、生活体验相接近时,不仅更符合初中阶段学生的思维发展、心理特征,也更容易让学生接受化学知识、获得积极体验,形成完整的化学知识结构。因此,在教学中教师应尽量创设真实的、贴近生活的、有意义的,且能引发学生兴趣的教学情境,以推动整个教学探究活动,促进学生在知识的探究过程中积极思考、敢于创新,实现学生创新情感的激发。例如,在九年级上册第二章第二节“奇妙的二氧化碳”的教学中,主要教学目标是让学生理解二氧化碳在自然界中的循环及对生命活动的影响,了解二氧化碳的物理与化学性质。在引入新课时,为更好地激发学生的学习兴趣与创新意识,可以利用多媒体课件播放“美国死亡谷之谜”的视频短片,利用真实生活事件所创设的教学情境,激发学生对二氧化碳知识的兴趣。在此情境基础上,还可以引导学生根据自身已有的知识和生活经验,总结二氧化碳对自然界生命活动的重要性,以及自己对二氧化碳有哪些了解等等,从而激发学生的创新情感,使学生放飞思维,展现自我,有效培养学生的创新能力和归纳概括能力。
(三)基于发展核心素养的要求,以科学探究方式构建“分子”的概念
基于微粒性质的认识,学生进行动手实验,获得直观资料,通过对碘不与馒头接触,但却使馒头中的淀粉变蓝,以及不同状态的碘都可使淀粉变蓝进行思考,逐步形成分子的概念,分子概念形成的相关知识、活动与素养发展。分子的概念形成过程中,首先展示固体碘,学生通过观察试管中的碘,描述碘的性质。之后给出资料:碘遇淀粉发生化学反应,生成蓝色物质,提出问题:在试管底部放一小块碘颗粒,将馒头挂在S形小钩上固定于试管顶部,馒头中的淀粉是否还能变蓝?学生完成实验探究,从关注学生是否同时进行两组对比实验,并及时加以纠正,关注学生对于观察到的实验现象是否及时记录,提示记录时要细致有序这两个方面,指导学生完成实验。实验结束后,提出问题链,帮助学生思考。其一,碘没有与馒头相遇,为什么馒头中的淀粉变蓝呢?其二,实验过程中碘的哪些性质改变了,哪些性质没有改变,你能把这些性质分类吗?其三,实验过程中碘的微粒一直存在,而碘使淀粉变蓝的化学性质始终没变,说明了碘的微粒具有哪些特点?板书明确内容“分子是保持物质化学性质的最小粒子”后进行追问,其一,物质是由微粒构成的,氨水不与酚酞相遇就能使酚酞变红,说明氨水中的微粒有哪些特点?其二,构成酒精的微粒与构成水的微粒各自保持了酒精与水的化学性质,请说明酒精和水中含有微粒的种类?学生观察并回答碘的性质:紫黑色、固体……,明确实验装置和实验方案后,进行探究,并记录实验现象,进行讨论。其一,碘和馒头分开放置于试管中,不加热试管,试管顶部的馒头变蓝,试管内无其他明显变化;其二,碘和馒头分开放置于试管中,加热试管,顶部的馒头迅速变蓝且颜色深,试管内出现紫色蒸气;其三,明确固体的碘、碘的蒸气,或者小到肉眼不可见的碘的微粒都能使淀粉变蓝,提炼出碘的微粒保持了碘能使淀粉变蓝的化学性质。
(四)通过拓展实验强化创新思维
化学实验是一个探究科学的过程,也是学生获取化学知识的重要渠道。在新的社会背景下,国家和社会不仅需要具备高知识、高学历的人才,更需要具备科学探究精神和创新能力的人才。所以,化学学习不能止步于课堂教学,教师还要积极拓展实验教学,为学生营造更加广阔和自由的探究空间,让学生在化学的第二课堂中设计实验方案,并按照自己的想法认真实施实验的每一个环节,对实验进行细致的观察,并实事求是地做好记录,总结正确的实验结论,培养学生的创新能力和严谨认真的科学精神。比如,在教学“酸和碱的中和反应”时,教师可以指导学生在课后利用生活中常见的白醋、石灰水作为实验药品,用紫甘蓝叶、红萝卜皮、紫牵牛花、红玫瑰花瓣等作为指示剂,用纱布做滤纸、用碗筷代替研钵、用注射器代替量筒、滴定管、用筷子做搅拌棒等生活中常见的材料作为实验的仪器和药品,并让学生自己设计实验方案,经过指示剂制取、指示剂选择、酸碱中和滴定等一系列操作过程,最终看到有趣的实验现象,从中总结出实验结论。为了调动学生自主实验的热情,教师可以设置成果展示环节,让学生以实验报告、照片、视频等方式,对自己的实验设想、实验过程和实验结论进行展示,还可以把自己的实验成果上传到班级学习群或校园网站中,接受教师和其他学生的点评,从他人的意见和建议中获得更多有益的启发,培养学生的创新思维。
(五)开展课外活动,展现学生创新能力
课外活动是培养学生创新思维的重要方式,教师可以根据化学实验教学内容,组织学生开展课外活动,在课外活动中,可以更好的促进学生的个性化发展,有利于学生展现自身的创新能力。例如,教师可以根据所学的化学知识,开展课外活动,这样可以拓展课堂所学,有利于打开学生的视野,还可以培养学生对化学实验的兴趣。比如在学习完酸碱指示剂的内容后,教师可以让学生按照小组形式,开展提取酸碱指示剂的化学实验,学生可以在花朵中提取,也可以在蔬菜中提取。在这一课外活动中,学生可以按照自己的想法创新实验,这样有助于发展学生的创新思维,从而提升学生的创新能力。再例如,在学习完《自然界中的水》一单元时,教师可以组织学生开展调查实验,学生可以到学校附近了解水源的污染情况,然后分析水源污染的原因,还可以针对污染原因提出解决的方法。在这个化学实验中,学生可以运用自身的创新思维,采取更新颖的方式获取实验内容,有的学生会想到联系当地负责人询问情况,有的学生会想到上网查找相关的情况,最后学生之间又共同讨论污染的原因,每个学生都提出了自己的看法,并想出了针对性的措施。通过这一实验,学生自主学习能力和创新能力都得到了提升。
(六)实验探究课题化
实验探究课题化的主要目的是拓展学生的思维空间、提高学生的想象力。实验是化学学科的生命力所在,通过实验能直观、形象地了解更多的化学知识和化学常识,从而不断提高学生的化学素养。化学实验一般分为课堂实验和课外实验两种,将一些富有探究性的实验以课题的形式来开展,充分整合课堂与课外的实验资源,能广泛地调动学生的创造性和积极性,形成课堂实验与课外实验良性互补。例如,对于课外实验“自制灭火器大赛”,可作为一个课题来进行专门探究,从活动方案策略、人员分工、仪器准备、实验探究、实验记录到收获体会、成果评估,均由师生共同参与和实施。这一过程不仅能提高学生的实验技能和探究能力,而且能充分利用学校、家庭、社会等不同层面的实验资源,让学生在交流的过程中共享创新的乐趣,真正感受到“化学—生活—社会”三者之间的密切关系,从而开阔学生的思维,为提高学生的创新能力提供无限的可能。
结束语
综上所述,在中学化学实验教学中,学生会提出不同的问题,教师需要进行正确指导,这样有助于加强学生的创新技能,还可以提升学生的创新能力。因此,教师在化学实验教学中可以创设情境,利用情境可以激起学生的兴趣,在实验过程中,教师还要鼓励学生提出质疑,并引导学生展开探索实验,这样可以激活学生的创新思维,并且教师还要开展课外活动,这样有利于展现学生的创新能力,除此之外,教师要重视化学实验的设计,让学生运用创新思维,优化实验设计。从这几点出发,可以有效提升学生的创新能力。
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