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化学探究实验是化学科学的灵魂,是学生认识化学世界的窗口,是学习化学的重要手段。实验有助于学生理解和巩固知识,培养实验能力,学习科学方法。由于通过探究实验能使学生受到从形象思维跨越到逻辑思维的训练,实践发散思维与聚合思维的相互统一,因此,探究实验教学更是培养学生创新能力的重要环节。但在化学探究实验教学的实际操作中,还存在着一些不尽人意的地方,使得化学探究实验教学的这种强大功能得不到充分的发挥。因此,有必要对化学探究实验教学模式和培养学生能力之间的相互关系进行探究。
以往的教育只注重学生的成绩,忽视化学实验的作用,不做,少做,甚至不做实验,让学生记忆实验的现象,结论,限制了学生的发展。
因此。我们必须采取有利措施加强实验教学,优化实验教学,有计划、有目的地引导学生进行自主探究,注重培养学生的观察能力、分析能力、归纳推理能力、语言文字表达能力、动手能力等。那么如何运用化学探究实验教学,运用行之有效的方法和手段,充分发挥其重要的作用呢?本人粗浅地谈几点看法。
《化学课程标准》明确指出:“化学实验不再仅仅是学生验证化学知识、训练操作技能的手段,而是作为一种科学方法,使学生参与到科学探究活动中去,是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的。”此种论述充分体现了化学实验在教学中的重要地位,同时更突出了科学探究的重要性。因此开展探究性实验教学具有非常重要的意义。
一、利用探究性实验教学,着力培养学生的发散思维能力
现行中学化学教材中的实验分为演示实验和学生实验,但不论那一种实验多为传统的验证性实验,既教师或学生根据课本设计好的实验步骤进行操作,通过实验现象来验证事先已知的化学知识。此种实验教学将学生的思维定格在一定的区域内,得不到发散。长此下去,学生思考问题的能力、分析问题的能力、解决问题的能力会受到限制,对学生综合素质的形成将产生严重的影响。而探究性实验是指人们为了探求新知识、认识新事物而进行推测与假想然后通过实验来验证其是否正确的一种手段。
在中学阶段,我们并不要求学生去发现什么新元素,合成什么新物质,仅仅是要求学生运用探究性实验独立地去思考和掌握新知识,使其思维得到升华。探究性实验的基本途径是:提出猜想与假设、查阅有关资料、设计实验方案、进行实验操作、总结实验结论、结论的评价与交流。实验中学生根据已有的知识或经验提出假设和猜想,提出的假设可以是正确的,也可以是错误的,允许学生错想错做(但必须注意仪器的正确使用和药品的正确取用以及危险性操作),让学生在实验中去探索,在失败中找原因,成功的假设与实验只是一种探索,只是获得知识的一种途径。整个实验过程中学生的思维完全被激活,每一个环节都需要自己去思考、去分析、去总结,其想象力得以充分发挥,每位同学的头脑中都会出现一个很大的思维空间。例如:在“饱和溶液 不饱和溶液”一节的教学中,教师可把整节课设计成实验探究课,先后为学生设置“食盐或蔗糖能在水中无限制溶解吗?” 、“氯化钠饱和溶液还能溶解其他物质吗?”、“饱和溶液与不饱和溶液可以相互转化吗?”、“转化的条件是什么呢?”等问题情景。每个问题均由学生动脑思考之后,提出假设,设计实验来进行验证。整节课学生的思维始终处于一种活跃的状态,学生始终跟着老师的问题去思考,去想象,然后在实验中去完成。对于实验结果,有的同学可能为自己的成功而欢喜,有的同学可能为自己的失败而焦虑,但不论成功与失败,同学们都会从中体会到学习的快乐,并养成在学习中爱动脑的好习惯。
二、利用探究性实验教学,着力培养学生的主体参与意识能力
学生学习科学的最好方法就是从事科学,科学是以探究为基础的,学科学的中心环节就是科学探究。在探究活动中,必须重视激发和培养学生探究的兴趣,使学生积极主动地参与到探究活动中来。没有学生的自主参与,没有学生主体意识的充分发挥,就不可能有真正的科学探究。因此,我们在教会学生如何阅读化学资料,如何描述宏观的化学现象和微观粒子的运动状况,如何定量地揭示化学现象的变化规律的同时,更应重视学生的动手实践能力,尽可能地让学生到现实世界中亲自操作,体验事物的变化过程、条件或结果,体验这些变化对人们的生产、生活的影响。
探究性实验彻底改变了以前那种完全由教师来做学生看或学生完全按着教师或课本的设计意图进行实验的教学模式。在整个实验过程中,学生是主体,从实验的设计到完成完全由学生自己来做,学生成了实验的设计者、操作者,对于实验结论由学生之间进行讨论、评价,最后形成报告。教师只是设置问题情境,协助学生设计方案,启发学生全面考虑问题,建议学生对某些问题进行解释或讨论,或变换实验方法,把实验探究做得更深入些,并指导学生用文字或图表表述探究的过程与结论。例如:在 “铁的性质”一节中,讲钢铁生锈的条件这个问题时,教师只需提出问题:“钢铁生锈的条件是什么呢?”整个探究方案由学生自行设计,由于钢铁是人们日常生活中常见的金属,所以教师不提供任何依据,完全由学生根据生活经验去思考,去想象,然后提出假设,设计方案,进行实验,并对自己的实验结果进行讨论,交流,最后得出结论。这一教学过程中,学生通过主体参与,亲身体验,不仅锻炼了动手操作能力,更激发了学生对探究新知识的渴望,从而培养了学生在科学探究过程中的主动参与意识。
三、利用探究性实验教学,着力培养学生的创新能力
创新能力是素质教育的核心。培养学生的创新能力是以培养学生的创新思维为核心的一种教育方法,创新思维具有思维方向的求异性、思维结构的灵活性、思维进程的突发性、思维效果的整体性和思维表达的新颖性等品质。中学教育是培养创新人才,建立创新思维的关键,因此在中学教学中培养学生的创新能力尤为重要。随着时代的发展,社会越来越需要具想象能力和创造能力的人才。化学实验对于学生掌握知识,形成能力具有特别重要的意义,尤其是探究性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能,还要求他们灵活地、创造性的综合运用这些知识和技能。探究性实验在激发学生的创新欲望,培养他们的创新意识和创新思维能力等方面具有其它常规性实验所无法比拟的作用。例如,在室温下的饱和食盐水中放一个塑料小球,若要在不用外力的情况下使小球略上浮,你准备采取的具体方法有哪些?学生在学完有关的知识后就会想到小球上浮,与小球在水中受到的浮力有关,而浮力又与溶液的密度有关,学生通过发散性思考,并通过具体实验验证,集中得出了以下四种比较可行的方法;
1.加入硝酸钾等(不反应的其它可溶性)晶体;2、可加入密度比饱和食盐水大的其它可与食盐水混溶的溶液;3、可加入硝酸银等(反应后使溶液质量和密度上升)晶体;4、可在升高温度后加入氯化钠晶体,使溶液密度上升;在讲解“二氧化碳的实验室制法”时,大部分学生认为课本中实验装置存在着一定的缺点,既反应发生后不能随意控制,这样不仅会造成药品的浪费,而且在实验过程中总感到有点手忙脚乱。这时教师适时提出“如何改进实验装置”的问题,学生在这种氛围下,积极思考,主动探究,最后一致认为,在原装置的基础上,将一根较粗的铜丝从橡胶塞中穿过,下端系一个扎有许多小孔的小塑料瓶,在小塑料瓶中装一些小块大理石,如需反应时,将铜丝向下插,大理石接触稀盐酸反应开始,如不需要时,将铜丝向上拉,大理石脱离稀盐酸反应结束。这样改进不仅操作起来方便,而且节约药品。学生对自己改进实验的成功,既兴奋又自豪,在这一系列的思维活动中,学生的探究欲望得到了满足,创新动机与兴趣倍增,创新意识得到体现,当遇到困难挫折时会变化方式去研究,当顺利完成时会产生满意、快乐的体验,其创新精神得到升华;
总之,在化学教学中利用探究性实验,不仅可以培养学生的科学探究能力,使学生了解科学实验方法,如,实验设计、实验研究、科学的思维和方法以及基本实验仪器的使用方法等;而且可以培养学生的科学态度、意识、精神,如,实事求是的科学态度、独立自主的思维意识和追求科学真理的不懈精神以及创新精神等。同时还培养了学生的个性和能力、培养了学生的自信,并激发了学生求知的欲望,对学生日后的发展将产生深远的影响。
以往的教育只注重学生的成绩,忽视化学实验的作用,不做,少做,甚至不做实验,让学生记忆实验的现象,结论,限制了学生的发展。
因此。我们必须采取有利措施加强实验教学,优化实验教学,有计划、有目的地引导学生进行自主探究,注重培养学生的观察能力、分析能力、归纳推理能力、语言文字表达能力、动手能力等。那么如何运用化学探究实验教学,运用行之有效的方法和手段,充分发挥其重要的作用呢?本人粗浅地谈几点看法。
《化学课程标准》明确指出:“化学实验不再仅仅是学生验证化学知识、训练操作技能的手段,而是作为一种科学方法,使学生参与到科学探究活动中去,是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的。”此种论述充分体现了化学实验在教学中的重要地位,同时更突出了科学探究的重要性。因此开展探究性实验教学具有非常重要的意义。
一、利用探究性实验教学,着力培养学生的发散思维能力
现行中学化学教材中的实验分为演示实验和学生实验,但不论那一种实验多为传统的验证性实验,既教师或学生根据课本设计好的实验步骤进行操作,通过实验现象来验证事先已知的化学知识。此种实验教学将学生的思维定格在一定的区域内,得不到发散。长此下去,学生思考问题的能力、分析问题的能力、解决问题的能力会受到限制,对学生综合素质的形成将产生严重的影响。而探究性实验是指人们为了探求新知识、认识新事物而进行推测与假想然后通过实验来验证其是否正确的一种手段。
在中学阶段,我们并不要求学生去发现什么新元素,合成什么新物质,仅仅是要求学生运用探究性实验独立地去思考和掌握新知识,使其思维得到升华。探究性实验的基本途径是:提出猜想与假设、查阅有关资料、设计实验方案、进行实验操作、总结实验结论、结论的评价与交流。实验中学生根据已有的知识或经验提出假设和猜想,提出的假设可以是正确的,也可以是错误的,允许学生错想错做(但必须注意仪器的正确使用和药品的正确取用以及危险性操作),让学生在实验中去探索,在失败中找原因,成功的假设与实验只是一种探索,只是获得知识的一种途径。整个实验过程中学生的思维完全被激活,每一个环节都需要自己去思考、去分析、去总结,其想象力得以充分发挥,每位同学的头脑中都会出现一个很大的思维空间。例如:在“饱和溶液 不饱和溶液”一节的教学中,教师可把整节课设计成实验探究课,先后为学生设置“食盐或蔗糖能在水中无限制溶解吗?” 、“氯化钠饱和溶液还能溶解其他物质吗?”、“饱和溶液与不饱和溶液可以相互转化吗?”、“转化的条件是什么呢?”等问题情景。每个问题均由学生动脑思考之后,提出假设,设计实验来进行验证。整节课学生的思维始终处于一种活跃的状态,学生始终跟着老师的问题去思考,去想象,然后在实验中去完成。对于实验结果,有的同学可能为自己的成功而欢喜,有的同学可能为自己的失败而焦虑,但不论成功与失败,同学们都会从中体会到学习的快乐,并养成在学习中爱动脑的好习惯。
二、利用探究性实验教学,着力培养学生的主体参与意识能力
学生学习科学的最好方法就是从事科学,科学是以探究为基础的,学科学的中心环节就是科学探究。在探究活动中,必须重视激发和培养学生探究的兴趣,使学生积极主动地参与到探究活动中来。没有学生的自主参与,没有学生主体意识的充分发挥,就不可能有真正的科学探究。因此,我们在教会学生如何阅读化学资料,如何描述宏观的化学现象和微观粒子的运动状况,如何定量地揭示化学现象的变化规律的同时,更应重视学生的动手实践能力,尽可能地让学生到现实世界中亲自操作,体验事物的变化过程、条件或结果,体验这些变化对人们的生产、生活的影响。
探究性实验彻底改变了以前那种完全由教师来做学生看或学生完全按着教师或课本的设计意图进行实验的教学模式。在整个实验过程中,学生是主体,从实验的设计到完成完全由学生自己来做,学生成了实验的设计者、操作者,对于实验结论由学生之间进行讨论、评价,最后形成报告。教师只是设置问题情境,协助学生设计方案,启发学生全面考虑问题,建议学生对某些问题进行解释或讨论,或变换实验方法,把实验探究做得更深入些,并指导学生用文字或图表表述探究的过程与结论。例如:在 “铁的性质”一节中,讲钢铁生锈的条件这个问题时,教师只需提出问题:“钢铁生锈的条件是什么呢?”整个探究方案由学生自行设计,由于钢铁是人们日常生活中常见的金属,所以教师不提供任何依据,完全由学生根据生活经验去思考,去想象,然后提出假设,设计方案,进行实验,并对自己的实验结果进行讨论,交流,最后得出结论。这一教学过程中,学生通过主体参与,亲身体验,不仅锻炼了动手操作能力,更激发了学生对探究新知识的渴望,从而培养了学生在科学探究过程中的主动参与意识。
三、利用探究性实验教学,着力培养学生的创新能力
创新能力是素质教育的核心。培养学生的创新能力是以培养学生的创新思维为核心的一种教育方法,创新思维具有思维方向的求异性、思维结构的灵活性、思维进程的突发性、思维效果的整体性和思维表达的新颖性等品质。中学教育是培养创新人才,建立创新思维的关键,因此在中学教学中培养学生的创新能力尤为重要。随着时代的发展,社会越来越需要具想象能力和创造能力的人才。化学实验对于学生掌握知识,形成能力具有特别重要的意义,尤其是探究性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能,还要求他们灵活地、创造性的综合运用这些知识和技能。探究性实验在激发学生的创新欲望,培养他们的创新意识和创新思维能力等方面具有其它常规性实验所无法比拟的作用。例如,在室温下的饱和食盐水中放一个塑料小球,若要在不用外力的情况下使小球略上浮,你准备采取的具体方法有哪些?学生在学完有关的知识后就会想到小球上浮,与小球在水中受到的浮力有关,而浮力又与溶液的密度有关,学生通过发散性思考,并通过具体实验验证,集中得出了以下四种比较可行的方法;
1.加入硝酸钾等(不反应的其它可溶性)晶体;2、可加入密度比饱和食盐水大的其它可与食盐水混溶的溶液;3、可加入硝酸银等(反应后使溶液质量和密度上升)晶体;4、可在升高温度后加入氯化钠晶体,使溶液密度上升;在讲解“二氧化碳的实验室制法”时,大部分学生认为课本中实验装置存在着一定的缺点,既反应发生后不能随意控制,这样不仅会造成药品的浪费,而且在实验过程中总感到有点手忙脚乱。这时教师适时提出“如何改进实验装置”的问题,学生在这种氛围下,积极思考,主动探究,最后一致认为,在原装置的基础上,将一根较粗的铜丝从橡胶塞中穿过,下端系一个扎有许多小孔的小塑料瓶,在小塑料瓶中装一些小块大理石,如需反应时,将铜丝向下插,大理石接触稀盐酸反应开始,如不需要时,将铜丝向上拉,大理石脱离稀盐酸反应结束。这样改进不仅操作起来方便,而且节约药品。学生对自己改进实验的成功,既兴奋又自豪,在这一系列的思维活动中,学生的探究欲望得到了满足,创新动机与兴趣倍增,创新意识得到体现,当遇到困难挫折时会变化方式去研究,当顺利完成时会产生满意、快乐的体验,其创新精神得到升华;
总之,在化学教学中利用探究性实验,不仅可以培养学生的科学探究能力,使学生了解科学实验方法,如,实验设计、实验研究、科学的思维和方法以及基本实验仪器的使用方法等;而且可以培养学生的科学态度、意识、精神,如,实事求是的科学态度、独立自主的思维意识和追求科学真理的不懈精神以及创新精神等。同时还培养了学生的个性和能力、培养了学生的自信,并激发了学生求知的欲望,对学生日后的发展将产生深远的影响。