《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》确立了化学课程改革的重点:以提高学生的科学素养为主旨;重视科学、技术与社会的相互联系;倡导以科学探究为主的多样化的学习方式。因此,在化学教学中,要激发学生学习兴趣,培养学生创新能力,必须注重化学实验的教学。培养学生具有创新能力,是我们教育工作者的最终目标。化学教学以实验为依托,实验是创新的摇篮,它是培养学生创新能力,提高学生综合素质的关键。
一、化学实验能培养学生的创新能力
化学实验能培养学生的创新能力,为什么?曾有一位著名化学家说过:“实验室是培养全面化学人才的最好的场所。”这里提到的“全面”、“最”,其中既包含了为科学研究而须具备的科学素质和创新能力,也阐明了化学实验对于提高学生化学科学素质和创新能力具有不可替代的作用。例如:讲解红热的铜丝能在氯气里燃烧时,学生总是半信半疑,让学生亲自动手实验,获得成功,学生的创新意识和创新能力也就得到了提高。化学实验是化学理论的直接源泉,是检验化学理论正确与否的标准,是学生获取化学知识,认识化学规律、形成化学概念,提高各种能力的重要途径,是促进化学科学发展的重要动力。我国的中学生在国际奥林匹克竞赛中,理论成绩总是居于优势,而实验成绩往往落后于其它国家;有资料表明,从1901年起至今,在近百次诺贝尔奖评比中,在近千人的获奖名单中,几乎找不到占世界人口近五分之一的中国国籍的公民。主要原因是:我国的传统教育往往崇尚经验和权威,泯灭了学生求异质疑的创造火花;中学教材安排的学生实验偏少,探索性实验远远少于验证性实验;教师在实验中常常不自觉地越俎代庖,讲得过细过多,影响了学生创新能力和观察、思维能力。可见,实验是培养创新人才的重要环节,注重化学实验能更好地培养学生的创新能力。
二、利用化学实验培养学生的创新能力
(一)利用实验,激发学习兴趣,增强创新意识
创新意识是培养学生创新能力的先导,是发现和探索问题的心理倾向。激发学生学习兴趣是培养学生创新意识的前提。化学教学中,激发学生学习兴趣最有效的方法就是实验,在实验中不断创设新颖有趣的探索性问题。如讲述高中课本《钠》中的钠与水反应,让学生边操作边观察,然后回答:钠为何浮在水面上且熔成小球?小球为何在水面迅速游动并发出嘶嘶声?滴入酚酞的水为何显红色?然后,再补充钠与CuSO4溶液反应的演示实验,提问学生:钠与CuSO4溶液反应为何没有金属铜生成?为何蓝色溶液变成了蓝色沉淀?围绕这些问题必将激发学生的好奇心。好奇是创新的源泉,当学生为实验成功而欢呼,为实验现象而疑惑时,就会出现奇思遐想,感知会变得敏锐,想象会变得活跃,学生的创新意识就会在心灵深处得以激发。
(二) 利用实验,加强化学史教育,激发创新精神
创新精神是培养学生创新能力的力量源泉,是一种敏锐地把握机会、坚定信念、敢于探索的精神状态。科学实验是一种艰苦的脑力和体力劳动,只有一丝不苟、精益求精、知难而进,才能将科学创新坚持到底,最终获取成功。故应教育学生要有为科学创新而献身的精神。化学实验教学中,教师可利用资料、图片、电化教学等手段对学生进行学习化学史为主题的教学活动,以激励和培养学生的创新精神。如在做制取NO气体实验时,向学生讲授英国化学家戴维用自己的身体试验N2O气体的毒性,发现其具有麻醉性,使医学外科手术发生了重大变革。可见,通过这些活动可以激励学生为造福人类而刻苦忘我的创新精神。
三、创设实验和演示,培养创新能力
(一)创设实验和演示,培养学生化学研究的方法
化学实验需要严谨的实事求是的科学态度和科学方法,要教育学生如实地反映实验现象和实验数据。从实验设计到演示操作,培养学生探索和研究解决问题的化学方法。如进行中和滴定实验,要指导学生掌握观察的方法、操作方法、测定记录及分析处理的方法,实现由感性到理性的认识,发现化学变化的规律。实验的设计要有创造性,装置具有新颖性,例如:在讲“氯气的实验室制法”时,可提问学生:按课本上制氯气的方法能制取纯净的氯气吗?这样制取的氯气可能含有哪些杂质?引导学生从制氯气用的药品和方法去分析它。学生通过分析知道这样制取的氯气不纯净,含有HCl气体和水蒸气。
(二)创设实验和演示,培养学生的观察能力
观察力是智力的基础,创新能力的关键是创造性思维,而创造性思维是在观察的基础上进行的,观察与思维互相渗透才能促进学生的想象力,才有利于创造性思维的形成。教师在设计和演示实验时,一般不应告诉学生会发生什么现象,让学生带着悬念全面认真地观察实验过程中发生的各种现象,教育学生养成观察的良好习惯,有利于增强学生的观察能力。
(三)创设实验和演示,培养学生的创新能力
学生掌握了化学研究的方法,提高了观察能力,通过自己设计和演示实验,对培养其创新能力具有重要作用。学生在实验中提出的每一个设想、方案,对实验的某些环节、步骤作出的每一点改进,设计出的每一种实验装置,都是学生创新能力在实验活动中的具体体现。实验创新通常可以从实验设计、改造实验仪器和装置、改进演示实验等方面入手。如将教师演示实验改为师生合作或学生分组实验。在试管中进行有颜色变化的演示实验,因颜色变化不鲜明或受空间位置限制,学生常会观察不清,师生合作或学生分组,将实验改成投影实验,如高中盐类水解中溶液酸碱性的测定和中和滴定指示剂颜色的变化、Fe2+与Fe3+离子的转化验证实验,改在培养皿上进行并利用投影将颜色变化投放在银幕上,效果十分良好。
在学生动手实验前,要引导学生按科学研究的一般程序“问题―假设―推理―验证―结论”进行探索、思考,设计出除教材所示方法外的第二或第三方案进行实践。对学生实践过程中出现的失误或失败,要先肯定其创新精神,然后帮助其分析原因,提出改进意见。值得一提的是,实验创新必须符合科学性、安全性、直观性和可操作性的原则,并注意由浅入深、因材施教,着重培养学生的创造性思维。
(顾巧风 江苏省丹阳市前艾中学 212300)