第一篇:中學化學實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)1
中學化學實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
潮安縣庵埠鎮(zhèn)中心學校
李益民
化學
摘要 化學實驗以其獨有的優(yōu)勢,在創(chuàng)新能力的 培養(yǎng)方面有著其它任何教學手段不可替代的作用。本 文認為創(chuàng)新型人才風采、化學實驗學術魅力的完善結 合,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的有效途徑;引導學生進行 實驗創(chuàng)新、加強化學實驗深層次教學功能開發(fā)是培養(yǎng) 學生創(chuàng)新思維的關鍵;增加做實驗的機會是培養(yǎng)學生 創(chuàng)新技能的必要途徑。
中學化學實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
諾貝爾獎獲得者楊振寧博士曾說過:“中國留學生的學習成績往往比一起學習的美國學生的學習成績好得多,然而十年以后,科研成果卻比人家少得多。原因就在于美國學生思維活躍,動手能力和創(chuàng)造精神強”[1]。此話一語中的,道出了中西方在教育觀念上的差異。我國教育重視書本知識傳授,而美國教育重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,全面提高全民族的素質和創(chuàng)新能力,教育和科技事業(yè)要走改革創(chuàng)新之路[2]。
培養(yǎng)創(chuàng)新能力,化學學科有著得天獨厚的條件。眾所周知,化學是一門以實驗為基礎的自然科學、是“核心、實用、創(chuàng)造性”的科學?;瘜W實驗是驗證、探索、發(fā)現(xiàn)新事物最重要的手段,是一種最有效的直觀教學方法,是形成化學創(chuàng)新能力的必由之路。因此,應該把培養(yǎng)創(chuàng)新能力作為化學教學改革的核心,把科學實驗教學視為培養(yǎng)創(chuàng)新能力的主要途徑[3]。
一、利用實驗學術魅力與展示創(chuàng)新型人才風采培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神
創(chuàng)新精神屬于非智力因素,是創(chuàng)新性活動的內部動力機制。培養(yǎng)創(chuàng)新精神是實施素質教育最根本的目標之一。提高化學實驗的學術品味轉變學生觀念,破除他們對創(chuàng)新的神秘感,提供范例和榜樣、引導學生向創(chuàng)新型人才學習,是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神的有效途徑。
(一)提高化學實驗的學術品味誘發(fā)學生的創(chuàng)新情感
在化學實驗的教學中,恰當?shù)剡\用對比、放大、背景、空白等實驗技巧和實驗設計,來強化化學實驗的學術品味,使各種實驗結論的產生無懈可擊;研究探討各種正常和“反?!钡膶嶒灛F(xiàn)象,以滲透學術研究和科學意識,使學生的學習愿望得以滿足,最終轉化為學生健康的創(chuàng)新情感形成與發(fā)展是非常重要并且十分有效的。
例如:在講解乙烯制備原理時,化學反應方程式為:
濃硫酸
CH3 — CH2 — OH——→CH2 = CH2 +H2O
170℃
然而,實驗現(xiàn)象卻是燒瓶中的液體逐漸變黑,生成黑色固體,產生的氣體有刺激性氣味。教師應不失時機地把握這一機會,通過解釋這一“反?!爆F(xiàn)象,激發(fā)學生的探索熱情。
首先引導學生回憶濃硫酸的脫水性,得出黑色不溶物是乙醇脫水碳化的結果,而生成的碳又可與濃硫酸發(fā)生反應:
△
C+2H2SO4(濃)= CO2↑+SO2↑+2H2O 刺激性氣味是生成二氧化硫氣體的結果。如何證明這些推斷呢?此時,教師應引導重新設計一套實驗裝置,確定反應后的氣體中含有二氧化硫和二氧化碳,從而有力地解釋了實驗中的“反?!爆F(xiàn)象(實驗裝置略)。
在這套裝置的設計過程中,學生的學習興趣高漲,并且被化學知識使用的科學性、變通性和選擇性所征服,這種化學問題的解決所創(chuàng)造的學術氛圍也使學生深切地感受到了科學的魅力,從而誘發(fā)了他們健康的創(chuàng)新情感。
(二)發(fā)揮教師的示范作用激發(fā)學生的創(chuàng)新動機
所謂創(chuàng)新動機就是指一個人對已知結論或解釋感到不滿意,對已學的理論和技術感到不滿足,而主動去做深究或更新的工作,并力求達到完美地步的一種內在推動力量。
只有創(chuàng)新型的教師才能培養(yǎng)出創(chuàng)新型的學生。教師新穎的實驗設計、對實驗裝置的改進與創(chuàng)新,對學生有很強的感染力,會不知不覺地在學生的心田中播下創(chuàng)新的種子。例如氯化氫的噴泉實驗是一個典型的演示實驗,但通常的教學方法缺乏創(chuàng)意。若注入創(chuàng)新探索問題,引導學生思考:
(1)形成噴泉實驗的原理是什么?若實驗失敗,其主要原因是什么?實驗成功的關鍵是什么?
(2)噴泉實驗對氣體和溶液有什么要求?下列哪組試劑能形成噴泉?為什么?說明理由。
① 氯氣和飽和氯水 ② 氯氣和氫氧化鈉溶液 ③ 氯化氫和氫氧化鈉溶液 ④ 二氧化碳和氫氧化鈉溶液
(3)噴泉裝置中膠頭滴管有什么作用?在實際操作中,此膠頭滴管吸滿水欠方便且需用雙孔塞,易造成裝置漏氣致使實驗失敗。若不用膠頭滴管,其它部位不變,能否形成噴泉?若能形成噴泉應怎樣操作?
顯然第(3)問是富有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)新課題。操作方法有兩種:一是將連有膠管的導管彎成U形注滿水并用止水夾夾在膠管中部,帶膠塞一端即相當于膠頭滴管;二是將燒瓶冷卻(如滴少量乙醚于燒瓶外壁上)使燒瓶內壓強暫時變小,溶液會沿導管進入燒瓶形成噴泉。改進后的噴泉裝置更美觀、更富有吸引力,最重要的是大大激發(fā)了學生的創(chuàng)新動機。
因此,教師應下大功夫把中學化學教材中的全部實驗內容進行不斷深入的研究和改進,切實提高自身的化學實驗創(chuàng)新能力,使自己成
為創(chuàng)新型的教師、實驗創(chuàng)新的典范,才能充分發(fā)揮出化學實驗對培養(yǎng)創(chuàng)新精神的教育功能。
創(chuàng)新型教師在化學實驗中教學中應表現(xiàn)出出色的駕馭能力。具有規(guī)范、靈巧、優(yōu)美、安全的實驗操作技能和繪畫技能;善于創(chuàng)造鮮明直觀、奇異精彩的實驗現(xiàn)象,極高的實驗成功率,具有敏銳的洞察能力、豐富的想象力和靈活運用實驗解決化學問題的能力;善于啟發(fā)、點撥、指導學生圓滿完成實驗的能力;善于發(fā)現(xiàn)和提出富有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的實驗課題,具有改進和創(chuàng)新實驗的能力并不斷取得新成果;使趣味中充滿哲理,平淡中表現(xiàn)新奇;和緩的洞察細微,激烈的從容不迫;安全的不失嚴謹,危險的不亂方寸;簡單的絕不潦草,復雜的確保成功。
二、引導實驗創(chuàng)新與開發(fā)實驗深層次教學功能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維 創(chuàng)新思維是指發(fā)明或發(fā)現(xiàn)一種新方式用以處理某種事物的思維過程,是整個創(chuàng)新活動智能結構的關鍵,是人類思維的最高層次,是創(chuàng)造力的核心[4, 5]。創(chuàng)造過程中提出創(chuàng)新思想的思維活動,是創(chuàng)新能力的核心。創(chuàng)新思維作為能力,包括創(chuàng)造性想象、直覺能力、洞察能力和捕捉機遇的能力等,具有新穎性和積極主動性兩個根本特點,是創(chuàng)新教育要著力培養(yǎng)的最可貴的思維品質。
實驗與思維緊密結合[6]。引導學生進行實驗創(chuàng)新與加強化學實驗深層次教學功能開發(fā),旨在原有知識經驗的基礎上,注入創(chuàng)新性探索主題,促使學生通過分析比較,運用各種創(chuàng)新思維找出舊知識與新問題之間的聯(lián)系與區(qū)別,并根據(jù)新問題的條件和需求,進行聯(lián)想和想象,對原有的知識結構進行改造和重新加工組合,形成新的見解和設想,找出新的途徑和方法,從而高水平地獲取知識并能廣泛遷移到新的領域,即創(chuàng)造性地學習新知識并能應用知識進行再創(chuàng)造。(一)引導實驗創(chuàng)新培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維
實驗創(chuàng)新具有新穎性、靈活性等特點,它能激發(fā)學生的參與意識、活躍學生的思維,它要求學生以新奇、獨特的角度去發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維能力。實驗創(chuàng)新既包括根據(jù)一定的目的和任務,從零開始,通過探究確定實驗儀器、藥品、裝置和操作方案,也包括對原有的實驗從新的角度給予新的思考、審視,找出缺陷和不足給予修正和揚棄。
實驗原理創(chuàng)新。如抽取氧氣的實驗,要求學生盡可能用挑剔和批判的眼光去發(fā)現(xiàn)教材中用氯酸鉀和二氧化錳來抽取氧氣所存在的缺陷,如裝置復雜,反應條件要求較高(需要加熱)并伴有副反應使制得的氧氣不純凈。然后根據(jù)實驗原理,設計更為合理的實驗方案。
實驗裝置創(chuàng)新。如銅與硝酸的反應,放在試管中反應,藥品浪費多,且產生的有毒氣體污染環(huán)境。通過讓學生聯(lián)想塊狀固體和液體反應制氣體的裝置,設計出原理跟啟普發(fā)生器相類似的簡易氣體發(fā)生器。這樣可以防止藥品浪費(思維模式:聯(lián)想、組合、類比、遷移思維等)。
實驗操作創(chuàng)新。如氫氣與氯氣的光照反應,反應成功的關鍵是要
以足夠強的光源引爆。由于是爆炸反應,學生往往不敢把鎂條靠近集氣瓶,而鎂條離集氣瓶太遠,又使光照不夠強烈,導致實驗失敗。學生自然便非常希望有一種能代替鎂條的光源,經過大膽設想,終于會找到一種既安全又方便的光源—日光燈(思維模式:替代、類比、聯(lián)想、頓悟思維等)。
實驗方案創(chuàng)新。對教材中沒有的實驗,鼓勵學生勇于開拓創(chuàng)新,在遵循科學、安全、可行的原則下,讓學生各自發(fā)揮自己的聰明才智,探索各種合理的方法,設計各種可行的方案。如設計區(qū)分食鹽水和酒精溶液的實驗方案,可以利用密度、氣味、沸點、導電性、揮發(fā)性等物理方法來區(qū)分,也可以根據(jù)可燃性及硝酸銀等試劑對溶液的特殊反應現(xiàn)象來區(qū)分,還可以根據(jù)生物細胞對溶液的反應等去設計(思維模式:發(fā)散、對比、綜合、求異思維等)。
(二)開發(fā)實驗的深層次教學功能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維
化學實驗的教學功能,不能只停留在用化學實驗創(chuàng)設教學情景、突破教學難點等淺層次上,不能只局限于化學認知的范圍去考慮如何發(fā)揮化學實驗的作用。實踐表明,化學實驗是促進學生深入思考化學問題、激發(fā)學生思維創(chuàng)新的最佳手段。
例如實驗:向體積為10毫升,物質的量濃度為2摩爾每升的氯化銅溶液中投入10克鋁片。
首先引發(fā)聯(lián)想:(1)金屬活動性順序;(2)有關物質的顏色;(3)鹽類水解(有的學生還會聯(lián)想到更多的內容)。
進而作出理性思考:(1)鋁比銅活潑,金屬性更強,可以從氯化銅中置換出單質銅,所以鋁片上會有紅色物質積聚;(2)正二價的銅離子水解使溶液呈酸性,鋁會跟氫離子發(fā)生反應生成氫氣,鋁片表面有無色氣泡逸出;(3)由于水解平衡移動,溶液中會產生藍色沉淀??。有些學生認為還可能有更復雜的現(xiàn)象,也有的學生認為只置換出銅。
實驗現(xiàn)象觀察:(1)鋁片表面立刻有紫紅色銅沉淀,同時產生較多的氣泡;(2)溶液綠色變淡,繼而產生藍色沉淀;(3)混合液溫度升高,試管壁發(fā)燙,產生氣泡速度明顯加快,鋁片上下翻滾;(4)混合液變黑,鋁片周圍有少量白色沉淀物產生;(5)一定時間后,試管底部有較多紅色粉狀銅沉積,溶液變成無色透明;(6)鋁片上繼續(xù)產生無色氣泡??。實驗中觀察到的現(xiàn)象既豐富又復雜,大大超越了學生實驗前的預測結果,因而激發(fā)起學生的探索心理。
現(xiàn)象解釋與思維創(chuàng)新:(1)產生氣泡加快的主要原因?[反應放熱,溫度升高,鋁銅原電池的形成;正三價鋁離子濃度增大,溶液酸性增強,反應速度加快]。(2)混合溶液變黑的原因?[生成的氫氧化銅分解成黑色的氧化銅]。(3)最后溶液變成無色透明的原因?[正二價銅離子濃度減小,促使溶液溶解平衡朝正方向移動,導致氫氧化銅和氧化銅溶解,溶液變成無色透明]。限于知識基礎,學生無法解釋實驗過程中產生的白色沉淀。有部分學生認為白色沉淀是氫氧化
鋁,也有學生認為不可能,且都提出了一些理由。這時,教師要積極引導學生深入思考,大膽推測,鼓勵開展思維創(chuàng)新,最終由學生得出在溫度較高時,銅和氯化銅可發(fā)生反應生成白色的氯化亞銅沉淀。
通過對該實驗的探索,提高了學生綜合應用鹽類水解、原電池、化學平衡等化學原理的能力,大大開闊了學生的思維境界,培養(yǎng)了學生思維的創(chuàng)新性。因此,在化學實驗教學中應加強實驗的深層次教學功能開發(fā),提高學生學習的積極性和主動性,使學生的智力和思維的深刻性、嚴密性、創(chuàng)造性、廣闊性、獨特性和敏捷性等得到行之有效的開拓和訓練,從而提高學生的創(chuàng)新思維能力。
三、增加做實驗的機會培養(yǎng)學生的創(chuàng)新技能
創(chuàng)新技能是反映創(chuàng)新者動作的和智力的活動方式。盡管科學創(chuàng)新活動是一種智力活動,但智力活動不僅僅局限于大腦的思維與想象,還必須有一定的創(chuàng)新技能作保證。
化學教學的創(chuàng)新教育模式中,關鍵的一環(huán)是必須盡可能地讓學生在課堂上邊學邊做實驗。目前我國學生對化學實驗課的熱情和興趣迅速下降的狀況令人擔憂。由于缺少儀器、藥品、現(xiàn)行教材實驗內容陳舊、教師對實驗重視不夠等原因,使學生長期缺乏動手實踐的鍛煉而導致實踐能力差[7]。因此在化學實驗教學中,教師積極地創(chuàng)造條件多讓學生動手做實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新技能的一個不可或缺的、行之有效的重要途徑。
(一)拓寬實驗空間
由于我國現(xiàn)行的中學化學教學中,實驗所占的比例偏少,且大多數(shù)為演示實驗。演示實驗習慣上都是由教師在講臺上做給學生看的,由此導致學生動手機會明顯減少,動手能力普遍不高。因而我們有必要想方設法將演示實驗的空間由通常的講臺向學生座位乃至更大的范圍擴展。具體地說可以通過改進一些、改組和改造等方法。其中,改進是將一些演示實驗改為師生合作實驗或共同實驗。如對以往的操作均由教師“承包”的氧氣抽取實驗可改為教師和學生合作的實驗;改組是創(chuàng)造條件將一些演示實驗改為學生分組實驗或邊學邊做實驗。因此,不宜邊講邊做實驗,可將其改為課外實驗。
(二)增加實驗時間
增加實驗時間,主要是將實驗時間由通常的課內向課外延伸。延伸的辦法主要包括課外興趣小組活動和開放實驗室等,由于課外活動具有時間比較充裕,形式上靈活多樣,并可照顧到學生的興趣愛好等特點,因而也便于有針對性的通過實驗操作,加強動手能力的培養(yǎng)。
如圍繞化學課堂教學,聯(lián)系生產、生活實際,可成立興趣實驗小組,小制作研究小組等。讓學生深入研究他們周圍的物質,不間斷地牢固地發(fā)展他們動手操作和實驗創(chuàng)新技能。
開放實驗室,就是在規(guī)定的時間內將有關實驗儀器和藥品擺放在實驗室,供學生有選擇地進行操作、研究。開放的內容一般包括:一些學生未能參與的課堂演示實驗;一些課內學生沒有做好或做后有不
同見解及有疑慮的學生分組實驗或邊講邊實驗;教材中安排的一些小制作、小實驗、小研究;一些配合課堂教學的系列實驗或邊講邊實驗;教材中安排的一些小制作、小實驗、小研究;一些配合課堂教學的系列實驗或補充實驗等。開放實驗室可以讓不同層次不同需要的學生各得其所,便于學生在寬松、自由的氛圍中積極、主動地動手和動腦,從而實踐能力不斷地得到提高,創(chuàng)新技能不斷地得到發(fā)展。
由上可見,化學實驗教學是培養(yǎng)創(chuàng)新能力非常有效的途徑之一。因此,我們在盡快實施和推進素質教育的過程中,應特別重視發(fā)揮化學實驗教學的重大作用,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,造就新一代建設人才。
參考文獻
[1].姜兆儒,劉建亭。淺談楊振寧先生關于我國教育問題的幾點主張[J].石油教育。
[2].溫寒江,連瑞慶著。構建中小學創(chuàng)新教育體系[M].北京:北京科學技術出版社。[3].徐漓,王傳娥。加強中學化學實驗研究提高學員的創(chuàng)新能力 [J].甘肅教育學院學報(自然科學版)。
[4].陳仁勝。談創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[J].湖北三峽學報。
[5].鄭長軍?;瘜W教學法中如何喚起學生的創(chuàng)新思維[J].中華民族教育。[6].蔡秀慧,李平,張欣。中學化學實驗教學與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].化學教學。[7].袁洪衛(wèi)。中學實驗教學與學生創(chuàng)新精神培養(yǎng)的調查與思考[J].教學儀器與實驗。
第二篇:淺議中學化學實驗教學學生能力的培養(yǎng)(范文)
淺議中學化學實驗教學學生能力的培養(yǎng)
[摘要]本文從化學實驗教學入手,重點詳細介紹了在化學實驗教學中如何培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、設計能力、創(chuàng)新能力和邏輯推理能力,以使化學實驗教學更有實效性、針對性。本文就以上五個方面,對實驗教學中培養(yǎng)學生的多種能力提出了筆者的一些看法。
[關鍵詞]觀察能力 思維能力 設計能力 創(chuàng)新能力 邏輯推理能力
化學是一門以實驗驗為基礎的自然科學,以實驗為基礎是化學教學的最基本的特征,這也是化學教育界的共識。近年來,中學化學實驗的作用和地位已得到初步肯定,在化學實驗教學中,學生可以通過實驗獲得各種知識,培養(yǎng)觀察、思維、設計、創(chuàng)新和邏輯推理五方面的能力,化學實驗教學正是培養(yǎng)學生這些能力的重要途徑。
一、化學實驗教學中學生觀察能力的培養(yǎng)
觀察又稱“思維知覺”,是一種有目的、有計劃的知覺活動。任何人的觀察能力都不是與生具有的,而是長期的實踐過程中培養(yǎng)起來的,而化學實驗就是一個具體實踐的過程,學生觀察能力的培養(yǎng)也不是自發(fā)的,要靠教師的誘導、啟迪。
如魯科版必修Ⅱ第2章第3節(jié)《化學反應為人類提供能源》中“氣體制備實驗”的觀察重點是“裝置”,“試劑”及“操作”,而魯科版必修Ⅰ第三章《自然界中的元素》中“元素性質實驗”的觀察重點是“條件”和“現(xiàn)象”等等。應當讓學生熟悉這些化學實驗基本觀察范圍,并在此范圍內選擇重點觀察現(xiàn)象。如:魯科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》做鎂條燃燒的實驗,燃燒時發(fā)出耀眼的強光學生觀察到了,同時也要引導學生觀察有光澤的金屬變成白色固態(tài)物質。
二、化學實驗教學中學生設計能力的培養(yǎng)
培養(yǎng)學生的實驗能力是化學實驗教學的主要任務。在過去的舊教材中,化學實驗大多數(shù)都是抓藥式的驗證性試驗,啟發(fā)性、探索性不強,極大的影響了對學生設計實驗的能力的培養(yǎng),況且有些實驗的成功率不高,更加抑制了學生學習化學的興趣和積極性。而現(xiàn)行的新教材則不同,在課本中涉及到很多的“活動探究”型的實驗在實驗過程中教師可以充分利用這些實驗的優(yōu)勢,鼓勵學生積極的探究發(fā)現(xiàn),自行設計相關實驗,并利用設計相關實驗及時發(fā)現(xiàn)并解決在設計過程中出現(xiàn)的相關問題培養(yǎng)自己及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。
例如,在學習魯科版必修Ⅰ第2章第3節(jié)《氧化劑與還原劑》探究Fe3+氧化性的實驗教學中可將“FeCl3溶液與Na2S溶液的反應”讓學生設計一實驗,讓學生觀察并總結實驗現(xiàn)象。開始,學生可能很不以為然,然而學生在設計并做實驗時觀察到了下列幾種結果:(1)兩種溶液混和后,溶液中出現(xiàn)白色渾濁,溶液顏色變淺。(2)兩種溶液混合過程中,有黑色沉淀產生,震蕩后又消失,最終產生白色渾濁,溶液顏色變淺。(3)混合后,溶液中出現(xiàn)黑色沉淀,溶液顏色變?yōu)闇\綠色。由于這些不同觀察結果的產生,誘發(fā)了他們對實驗設計的懷疑,他們就極力想知道設計過程中的問題即產生這些現(xiàn)象的原因。這時抓住時機讓學生盡可能的用已學過的知識去解決新發(fā)現(xiàn)的問題,學生們通過翻閱書本和資料,找到此反應會因“FeCl3和Na2S量的不同”而呈現(xiàn)出不同的現(xiàn)象,而這個“量”又與試劑的加入順序有關這樣的結論。
三、化學實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新是一個民族的靈魂。在化學實驗教學中,教師要善于挖掘具有培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實驗素材,鼓勵學生對這類實驗大膽的探究,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。如魯科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》第2節(jié)《氮的循環(huán)》中介紹NH3性質時根據(jù)NH3的噴泉實驗提出設計CO2的噴泉實驗。學生在設計過程中,逐漸明白CO2和NH3是兩種性質完全不同的氣體,NH3是極易溶于水的,而CO2在水中的溶解度很小,關鍵是要找到一種類似于水的液體能大量地溶解CO2,使瓶中的CO2越來越少。經過教師的點撥,學生想到了堿的溶液Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,最后用事實證明使用NaOH溶液的效果好,完成了設計。在實驗習題的教學上,放手讓學生自己去獨立設計,獨立完成。如:在學習魯科版必修Ⅰ第2章第3節(jié)《氧化劑與還原劑》中有關鐵三角的知識時,用兩種方法證明Fe3+有氧化性,學生參加設計方案就有十種不同的方法,其中有好些方法是很有創(chuàng)新的。
四、化學實驗教學中學生邏輯推理能力的培養(yǎng)
在化學實驗教學中,要注意引導學生認真觀察實驗現(xiàn)象,形成簡單初級的認識,從而提示矛盾,激發(fā)思維,進行推理和思考。一般采用的實驗與推理相結合的辦法有兩種:一種是先實驗后推理,就是教師或學生先做實驗,引導學生認真細致地觀察,從觀察所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象啟發(fā)學生獨立思考,分析判斷,在教師的指導下歸納出結論,以鞏固所學的理論與概念。如講鋁與堿反應時,先演示鋁片與苛性鈉溶液起反應,鋁片溶解,并伴有氣泡產生,提問學生:“一般金屬只能與酸反應放出氫氣,而鋁為什么既能與酸反應放出氫氣,又能與堿反應放出氫氣呢?”揭示矛盾,引導學生思考,通過問答進行推理,然后逐步寫出化學反應方程式加以總結。另一種是先推理后實驗。教師引導學生從已知的知識出發(fā),對某個化學反應可能發(fā)生的現(xiàn)象及其結論進行推理,然后由教師或學生用實驗證明推論是否正確。例如在講“苯酚的化學性質”時,首先是引導學生運用已學過的苯和乙醇的分子結構及性質的有關知識,引導學生分析苯酚的分子結構,接著提出“從苯酚的分子結構看,你能預測苯酚應具有哪些化學性質”的問題,讓學生討論、推斷,同學們討論的很熱烈,各抒已見,爭論不休。這時,教師就演示苯酚跟鈉、溴水等反應的實驗,回憶對比苯酚的取代反應比苯跟溴的取代反應容易得多,指出羥基對苯環(huán)性質的影響。同時又對苯酚的分子結構進行分析,指出苯環(huán)對羥基的影響,使苯酚在水中能發(fā)生微弱電離而呈酸性,然后又做苯酚和氫氧化鈉反應的實驗加以驗證。
總之,在實驗教學中培養(yǎng)和提高學生的以上五種能力要堅持由淺入深,由表及里,循序漸進的原則,要做到深入領會新課標精神,緊扣教學大綱,積極探索,以有利于學生對所學知識和技能及時得到鞏固并能夠熟練應用,同時根據(jù)學生學習的心理特點,注意練習形式的多樣性和有效性,從多方面體高學生的各種能力,激發(fā)學生對化學實驗學習的積極性。
參考文獻:
[1]于浩.中學化學創(chuàng)新教法.學苑出版社,1999.余文森,鄭金洲.新課程化學教與學.福建教育出版社,2003.鄭長龍等.化學實驗教學新視野.高等教育出版社,2003.
第三篇:化學實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
淺談學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
江蘇 如皋市江安中學 張寶蘭
內容提要:
基于現(xiàn)在學生的學習任務繁重,有不少教師就只顧完成學習、解題的任務,不注重學生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。而創(chuàng)造力是推動社會進步的真正動力,是一個國家繁榮強大的推動力和根本保障。因此,我認為培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性是教育的根本任務,是實現(xiàn)國家繁榮昌盛最大的動力。
作者簡介:
本人于1996--2000年就讀于徐州師范大學化學系,后一直在高中任教,其中任教高一三年,高二兩年,連任高三三年,且所教班級在高考中取得了較好的成績。在教學中本人不斷汲取別人的優(yōu)點,應用于自己的課堂,并不斷觀察總結、更新,然后在應用于課堂,且取得了一定的成績。淺談學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
江蘇如皋市江安中學 張寶蘭
江澤民說過:創(chuàng)新是一個民族的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭動力,一個沒有創(chuàng)新的民族,難以屹立于世界民族之林。創(chuàng)造力是推動社會進步的真正動力,是一個國家繁榮強大的推動力和根本保障。全面深入地強化國民的創(chuàng)造意識,發(fā)展民族的創(chuàng)新精神,激發(fā)學生的創(chuàng)造性潛能,培養(yǎng)杰出的創(chuàng)造型人才,是學校教育奮斗的目標。
這一目標的實現(xiàn)有賴于在學校各學科教育、教學活動中推行創(chuàng)造性教育,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造實踐能力。培養(yǎng)創(chuàng)新能力是教育教學改革中的新課題,還有許多理論和實踐問題有待解決。
化學是一門以實踐為基礎的自然學科?;瘜W實驗以其生動的魅力和豐富的內涵在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著獨特的功能和作用。隨著素質教育的全面實施,實驗教學由原來的“一塊黑板,一支粉筆”的“口頭”實驗變?yōu)橛山處?、學生的實際操作,這是一個很大的進步,但是,只是從實驗中簡單的“驗證”某一原理、某一結論,對于學生各種能力,尤其是創(chuàng)新能力的培養(yǎng),收效甚微,必須對這種實驗教學予以優(yōu)化、創(chuàng)新。本文探討通過創(chuàng)新實驗教學和一題多解等來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
一、加強創(chuàng)新演示實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
英國物理學家貝爾納說過:“良好的方法能使我們更好地發(fā)揮運用天賦的才能,而拙劣的方法,則可能阻攔才能的發(fā)揮?!迸囵B(yǎng)創(chuàng)新能 力的關鍵是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。在教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維特別要注意培養(yǎng)學生敢于提出問題,闡述自己的觀點,不盲從教師,不盲從書本,不迷信權威的思維品質。例如學習乙烯性質時,教材上用乙烯使溴水褪色的實驗來說明加成反應。為此,可向學生提出問題:既然實驗是乙烯跟溴水的反應,為什么方程式只寫乙烯與溴的加成?乙烯和溴水的加成與乙烯和溴的加成反應是否相同?是否得到相同的產物?學生沒想到我會提出這樣的問題,一時不知如何回答。我們可以不直接給出答案,而是補充乙烯和溴的四錄化碳溶液的實驗,又引導他們結合加成反應的過程進行討論。通過實驗和討論,學生弄清了乙烯和溴水的加成反應與乙烯和溴的加成反應的差異,理解了教材結論的局限性。有了這樣的經歷,學生就敢于提出更多的問題,表達自己的觀點。這是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的良好開端。
在教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,可以開闊學生的思路,使學生對化學現(xiàn)象的本質認識更加深刻,更加準確,培養(yǎng)學生分析問題和應用自己已有的知識解決問題的能力。如:在實驗室做Al2(SO4)3溶液和氫氧化鈉溶液的反應實驗時,采用不同的順序,會得到不同的結果。(1)把少量Al2(SO4)3溶液滴入到NaOH溶液里,出現(xiàn)白色沉淀,又很快消失。(2)把少量NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液里,得到白色沉淀。這道題涉及了Al的兩性和過量問題,學生一般都能較快得出答案。在此基礎上,進一步提出問題:在(1)中如果連續(xù)把Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液里,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?最終能得到白色沉淀嗎 ?在(2)中繼續(xù)把NaOH溶液滴入到Al2(SO4)3溶液里,又有什么現(xiàn)象呢? 白色沉淀會消失嗎?事實勝于雄辯,最好的解決辦法就是實驗。通過實驗,學生對知識的理解更加準確,對實驗現(xiàn)象的認識更加深刻,思維的靈活性也得到了鍛煉和提高。
課堂教學仍是創(chuàng)新教育的主戰(zhàn)場、主陣地。對于課堂教學中的演示實驗,傳統(tǒng)的實驗裝置的可行性是不容置疑的,但或多或少也存在一些問題,例如:連接儀器較多、操作不方便、會產生有毒尾氣、反應耗時長而不利于課堂教學等等。因此成功的創(chuàng)新演示實驗,不僅可使學生獲得相關知識,而且可以有效地開發(fā)學生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這樣就要求教師對課堂教學進行精心的設計和考慮,對化學實驗所用的儀器、藥品以及實驗方法等進行創(chuàng)新。如在演示“燃燒所需條件”的實驗中,要使銅片上的白磷燃燒起來必須要一定的溫度,這就要求銅片要很?。ū容^難找),而且溫度是靠水蒸汽來提供的,而不是直接與開水接觸,這樣實驗就需要耗費一定的時間。我們可以做如下創(chuàng)新;用兩個酒瓶蓋來代替薄銅片,分別盛放紅磷、白磷。理由是: 1酒瓶蓋是很薄的鋁片,同樣具有很好的導熱性。2它可以直接放于水面。這樣實驗又快,現(xiàn)象又明顯。一氧化碳還原氧化銅的實驗中,需準備一貯氣瓶一氧化碳或制一氧化碳的裝置,同時又有還原氧化銅的裝置,而且要進行尾氣的處理,這樣操作十分繁瑣,耗時較長。因此可進行如下的創(chuàng)新:先在實驗前制備好一試管一氧化碳,用橡皮塞塞緊,在演示時取一帶有螺旋銅絲的橡皮塞,在酒精燈火焰上加熱(制得氧化銅),趁熱立即放入裝有一氧化碳的試管中,(不用另外加熱),很快就可以看到銅絲又恢復成光亮的紅色,最后讓學生將 創(chuàng)新實驗與書本上的方法進行比較,分析優(yōu)劣,并誘導學生思考是否還有其他改進方案。這樣創(chuàng)新演示實驗有助于克服思維定勢的影響,開拓學生的思維,提高學生分析問題,解決問題的能力,激發(fā)學生敢于標新立異提出富有新意、與眾不同的實驗方案,以此培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
二、利用設計性或探索性實驗激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
化學是一門實驗科學。特別在中等教育階段,化學實驗對于學生掌握知識,形成能力,具有重要意義。同時化學實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和實踐能力的重要手段,學生的實驗能力是構成其科學素養(yǎng)的重要因素。設計性或探索性實驗不僅要求學生掌握一定的化學知識和實驗技能,還要求他們靈活地創(chuàng)造性地綜合運用這些知識和技能。設計性和探索性實驗在激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等方面所具有的作用是其他常規(guī)實驗無法取代的。
如學習原電池知識后,可布置一個課外作業(yè):利用生活中的某些物品自制簡易原電池,引導學生把課本上學到的理論知識轉變成實際應用。又如學習乙炔的實驗室制法時,可以要求學生根據(jù)乙炔的反應原理和反應條件及特點,自己設計一套制取乙炔的實驗裝置,可以參考教材的設計,但不能與教材相同。這樣就迫使學生去發(fā)現(xiàn)新方法,去設計實驗,去創(chuàng)新。布置任務后,給學生一段時間,讓他們先獨立思考,然后將各自的方法呈現(xiàn)出來,再組織學生一起分析討論比較設計方案的可行性和優(yōu)缺點等。采用多種方法,如選擇優(yōu)秀的設計方案,由學生在課堂上演示。對于比較好的方案給予表揚,實驗成績適當加 分,在實驗室檢驗自己設計的方案等,以鼓勵學生創(chuàng)新,調動學生創(chuàng)新的積極性和主動性?;瘜W知識中能夠實施創(chuàng)新教育的知識點很多,只要我們時時留心,以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為己任,在教學中,有目的有意識地長期堅持下去,必定會使學生的創(chuàng)造力不斷提高,培養(yǎng)出符合時代需要的優(yōu)秀人才。
三、“一題多解”培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力
許多學者把創(chuàng)新思維視為創(chuàng)造思維的核心。在心理學和教科學法的諸種專著中,都一致承認“一題多解”是培養(yǎng)和訓練創(chuàng)新思維的方法之一?!耙活}多解”應該是創(chuàng)新思維在化學上的具體體現(xiàn),其所使用的化學知識是多維的,而不是在一個認識水平上轉圈子,展開化學“一題多解”的教學要用啟發(fā)式,激發(fā)學生“一題多解”的愿望;培養(yǎng)學生“一題多解”的興趣;講清一題多解的思路;布置一題多解的作業(yè);推廣學生中一題多解的好方法。例如:在物質鑒別的習題中,一是發(fā)動學生各自尋求鑒別途徑,以培養(yǎng)、發(fā)展他們的創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)造能力,這里,主要通過教師命題,學生設計鑒別方案,教師審查、學生實際操作鑒別四個環(huán)節(jié)來完成;二是進行“一題多解”的練習,教師提供命題并規(guī)定學生至少設計出若干種不同方案來,這時學生就必須充分運用創(chuàng)新思維,努力實現(xiàn)多種途徑解決同一個實際問題的目標,為了使學生的創(chuàng)新思維得到升華進入更高層次的水平,教師應及時對學生設計信息進行反饋,匯集他們的設計方案,去其相同,取其不同,去其不合理,取其可行者,與學生進行共同探討,使全部信息得到充分交流和傳遞。進一步啟發(fā)、誘導學生去揭示、發(fā)現(xiàn)不同途徑中所再 現(xiàn)的知識點的內在聯(lián)系及具體再現(xiàn)方法的規(guī)律性。例:某題: 有 Na2CO3、NaCl、NaBr、KI四種無色溶液,如何鑒別?要求學生每人至少設計兩種以上不同方案,由于學生已具有鑒別物質的方法,根據(jù)四種物質的個性,設計不同方案,經過教師匯總,選出幾種不同的鑒別方案,并進一步組織他們探究,仔細分析比較這幾種不同方案所用的試劑及各反應現(xiàn)象找出最佳方案,通過列舉一個體育循環(huán)賽程序的編制例子加以啟發(fā),結果發(fā)現(xiàn)了不同鑒別方案的內在聯(lián)系是:都運用了被鑒別物質的個性,在方法上則是將數(shù)學中排列組合原理實行了一次正遷移,經過實際練習和探究,學生的創(chuàng)造性思維得到了進一步發(fā)展。
實踐出真知,唯有實踐,才有創(chuàng)造。在化學教學中應重視理論聯(lián)系實際,使學生在掌握現(xiàn)成知識的同時,也會努力去發(fā)現(xiàn)新的知識;在了解現(xiàn)成結論的同時,又會設法突破現(xiàn)成的結論。一個具有較強創(chuàng)新能力的人,他的思維必定具有創(chuàng)新性。愛迪生、愛因斯坦、牛頓等科學家的偉大成就證明了這一點。
創(chuàng)新是時代的要求。不創(chuàng)新,科學技術就不能發(fā)展;不創(chuàng)新,社會就不能進步;不創(chuàng)新,國家就沒有前途。缺乏創(chuàng)新能力的人將不能很好地適應新時代的生活。培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力應該成為教學的主旋律。
第四篇:淺談探究實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
淺談探究實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
湖北省洪湖市大同湖初級中學(433221)劉愛善
物理學科建立在實驗基礎上,來自于自然也回歸到自然,較之知能結構,新課標更注重過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的訓練和陶冶。實驗教學中激活學生思維,引導學生質疑、探究、創(chuàng)新,是促使學生形成健康人格,培養(yǎng)學生科學態(tài)度和能力的重要保證。
一、激發(fā)實驗探究的興趣—創(chuàng)新思維的植入點
興趣是最好的老師,而“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”。同樣是觀察發(fā)現(xiàn),多數(shù)人不會選擇像愛迪生那樣去孵雞蛋。光學中做平面鏡成像實驗,向鏡后杯中澆水而蠟燭不“滅”,這一構想就有新意,使學生生出疑問,激發(fā)探索欲。某些驗證性實驗、探索性實驗(如“通電螺線管的磁場是什么樣的”、“研究電磁鐵”)由于內容的限定,不一定也不必追求實驗形式上的新穎、奇特,但現(xiàn)象一定需明顯可觀。
二、引導、點撥—燃起創(chuàng)新思維的火花
問題提出之后,設想可能的原因或因素。有時學生的猜想由于問題空間的寬廣而沒有緣由,這時教師適時的引導、點撥就有必要。如探究“摩擦力的大小與什么因素有關”,有的同學猜想:1.與拉動木塊的人有關;2.與拉動木塊的速度有關;3.與木板長度有關。雖然都可以通過實驗探索,但第三條猜想顯然不合理,在實驗探索前就可以指出。還有同學提出:如果長木板的紋理有扭曲,也會影響均速拉動木塊時滑動摩擦力的大小,這時教師應予充分肯定和鼓勵。
三、拓展—深入探索的延伸面,創(chuàng)新思維的發(fā)散空間
電學測電功率的實驗,給定的器材中減掉了電壓表(或電流表),增加了一只定值電阻。這時就要求學生搜集前面的串并聯(lián)電路特點的知識,自主、獨立地發(fā)現(xiàn)問題所在。學生自行設計實驗并進行實驗的基礎上回答出:(1)實驗如何設計的,步驟如何。(2)操作獲得的數(shù)據(jù)。(3)怎樣分析數(shù)據(jù),得出結論的。
物理探究實驗教學過程中發(fā)展學生創(chuàng)新思維應注意以下幾個問題:
1.不必苛求學生表達的完善和方案的嚴密,智慧的火花會在責難中熄滅,探索的熱情會在嘮叨中湮沒,沒有任何一種探索是在一開始就是完美的。
2.多給予學生激勵、贊揚,增強學生信心,發(fā)展學生個性。
3.多給學生一點自學和思考的時間,以期提出新問題或疑問。
4.教師不要越俎代庖,過多操縱學生的思維情感流動。
5.不要怕學生鉆牛角尖,鼓勵敢于大膽作設想的學生,有些探究活動可在課下指導和協(xié)作完成。
沒有創(chuàng)新就沒有發(fā)展,創(chuàng)新是學以致用的具體表現(xiàn),發(fā)展創(chuàng)新思維是物理教學的迫切要求。
第五篇:物理實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
物理實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
張娟 龍華店中學一級教師
摘要:培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型人才代寫論文是高等學校的根本任務,實驗室是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要基地。在物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的主要途徑和方法包括:進行物理實驗史教育,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識;采用多樣化的實驗方法,活化學生的創(chuàng)新思維;注重創(chuàng)新演示實驗和設計性實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新技能;介紹科學家的典型事例,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格;用科學評價激發(fā)學生的創(chuàng)新動力。
關鍵詞:物理實驗;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)
科學技術的發(fā)展突飛猛進,社會對人們的創(chuàng)新能力的要求也越來越高,因而,加強對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),已經成為我國教育教學改革的重點。在物理實驗教學中,創(chuàng)新教育的提出,一方面是物理教學改革不斷深入的需要,另一方面也是由物理學科的特點與物理實驗的本質所決定的。然而,長期以來,普通物理實驗的教學內容缺少更新,教學方法過于死板,實驗內容基本上是驗證性和測量性的,缺少學生自己進行設計、研究的內容。學生不須分析與創(chuàng)新,只需按教材上的步驟按部就班去做,就能完成實驗。這種呆板的、千篇一律的實驗教學內容和方式在一定程度上限制了學生的主動性與積極性,難以激發(fā)他們獨立思考的興趣和激情,抑制了學生個性的發(fā)展,因而不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。為了彌補這一不足,我院在物理實驗教學中對實施創(chuàng)新教育進行了不斷的探索,取得了一定的經驗。
物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的主要途徑
1、進行物理實驗史教育,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
物理實驗除演示實驗、驗證實驗外,還應包括物理實驗史教育、設計研究性實驗、學生小儀器制作等。例如:玻爾發(fā)表原子模型理論的第二年,夫蘭克和赫茲用慢電子與稀薄氣體原子碰撞的方法,使原子從低能級激發(fā)到高能級。他們對電子與原子碰撞時能量交換的研究,直接證明了原子內部能量的量子化。后來,他們又在同樣的實驗中測得被慢電子激發(fā)的原子返回基態(tài)時輻射的光頻率,發(fā)現(xiàn)這種輻射驗證了玻爾假設的頻率定則。因此,夫蘭克一赫茲實驗就成為玻爾理論的一個重要實驗依據(jù)。由于他們的工作對原子物理學的發(fā)展起了決定性的作用,曾共同獲得1925年的物理學諾貝爾獎和1906年諾貝爾物理學獎。湯姆生研究陰極射線導致了電子的發(fā)現(xiàn),利用實驗準確地測出了電子的荷質比。他們的實驗設計是何等的巧妙,設計思想與器材組合都是創(chuàng)新精神的體現(xiàn)??這些實驗史的介紹,不僅向學生展示了科學發(fā)現(xiàn)、技術發(fā)明的過程,而且展示了科學家的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神。要發(fā)揮物理學實驗史的創(chuàng)造教育功能,我們在教學中就要重視實驗史的教育??梢詥l(fā)學生體會實驗思想與設計的精彩之處并提出問題;也可采用演示實驗,引發(fā)學生的好奇心;還可讓學生自己動手,組織與設計實驗,來“表演”某些著名實驗。總之,通過讓學生接觸到不同的物理實驗背景、教師的不同觀點和思想方法,學習物理實驗史,對學生進行德育的滲透以及科學精神和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),具有很好的作用。
2、實驗方法多樣化,活化學生的創(chuàng)新思維
目前學生的分組實驗,普遍存在只重視簡單的操作練習,從器材、方法到表格設計都是按照規(guī)定好的步驟和方法進行實驗,不能很好地領會實驗原理和思想方法,因此,必須改革實驗教學的方法。教師在設計教學內容時可以結合實驗室條件對實驗項目進行重新組合,盡量將有相似的刺激與反應的教學內容做系統(tǒng)編排。在編排時,教師可以以專題的形式呈現(xiàn)實驗內容,每個專題確定一個主題,可以從實驗方法的相似性上選題。如用干涉法測量光波波長,可將楊氏雙縫干涉、菲聶耳雙棱鏡實驗、邁克爾遜干涉實驗編在一個專題;也可以依據(jù)實驗儀器的相似程度進行選題,如將分光計、單色儀、攝譜儀等光譜儀器作為一個專題選擇實驗項目;也可以將對同一物理量的測量作為選題依據(jù),如電阻的測量可將伏安法、電位差計法、惠斯登電橋法、開爾文電橋等編在一起;這樣學生在進行專題訓練時很容易做到由此及彼,融會貫通,從而衍生出一系列值得進行比較研究的問題,實現(xiàn)知識與能力間的相互遷移。如重力加速度的測量實驗,學生可以利用單擺、復擺、可倒擺、自由落體運動、傾斜氣軌等許多實驗方法進行。應讓學生盡可能多地設計實驗方案,從科學性、可靠性、簡便性、準確性等實驗設計原則出發(fā),對各個方案進行評價,最后選取兩種方案進行實驗測量與比較,活躍學生的思維,使實驗教學有更廣闊的活動空間和思維空間,可以激發(fā)和滿足不同層次學生的探索與創(chuàng)新欲望,使之達到不同層次學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標。
3、注重創(chuàng)新演示實驗和設計性實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新技能
教師創(chuàng)新演示實驗,不僅能更好地發(fā)揮實驗的教育功能,促使學生掌握有關學科知識,而且能對學生進行潛移默化的熏陶和感染,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神,從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。
修完基礎物理實驗的學生,可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣愛好自由選擇實驗項目和實驗課時間,以體現(xiàn)全面開放的教學模式的優(yōu)勢。近幾年,我們結合本校學生的具體特點和情況,從以下幾方面來確定設計性實驗項目:
(1)利用原有的實驗項目
某些已經做過的實驗,所用儀器的集成化程度較高,學生雖然做過這些實驗,但他們基本上都是在使用說明書和實驗室給出的操作步驟提示下完成的,對于儀器的結構,他們并不清楚。如霍耳效應實驗,實驗儀器的線路基本上都被封在儀器的內部,學生即使沒有掌握 1 2 下
實驗及儀器的原理,也一樣可以完成數(shù)據(jù)的測量。這很容易養(yǎng)成學生急功近利的思想和不求甚解的學習態(tài)度,并沒有達到我們開設實驗的初衷?,F(xiàn)在我們把這個實驗作為設計性實驗的一個項目,要求學生根據(jù)霍耳效應的原理,自己設計實驗電路來實現(xiàn)霍耳片一系列參數(shù)的測定,或實現(xiàn)對幾種形狀磁鐵磁場的測定。要完成這樣的實驗,學生對原理要深刻理解掌握,對實驗中引起誤差的因素要理解并想辦法減小或消除,要自己動手焊接霍耳片的電極引線并設計搭建實驗電路,并通過同學之間或師生之間的討論解決遇到的問題。這不僅使學生加深了對物理原理的理解掌握,并且通過設計和實踐,切實培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力、動手能力,還增強了他們的知識應用的能力。
(2)普通物理和普通物理實驗的知識拓展和應用
教學應因材施教,根據(jù)我校學生以及實驗室儀器的情況,我們將普通物理學的一些知識設計成實驗項目。如給出一種透明固體(或液體)材料,要求學生測出它的折射率。該項目所涉及的知識面廣,與普通物理光學部分的光的折射、衍射、干涉知識都有一定的聯(lián)系,學生可利用所學的知識或所掌握的方法進行設計,如可利用分光計來測定,也可用劈尖或牛頓環(huán)來測定,還可用單色光直接以一定角度照在材料面上,通過測定折射光線的折射角來測定。這個實驗雖然簡單,但它增強了學生的知識應用能力,也增加了他們對物理的興趣。
設計性物理實驗需要靈活、綜合地運用所學的物理以 及相關學科的知識和技能,還需要學生做好以下工作:1)查閱資料,設計實驗原理和實驗方法;2)根據(jù)實驗要求,正確選擇實驗儀器;3)設計獨特的實驗構思;4)獨立進行實驗操作。因而,大力開展設計性實驗能有效地培養(yǎng)學生解決物理問題的能力和培養(yǎng)創(chuàng)造能力,培養(yǎng)學生分析能力和創(chuàng)新能力。
4、介紹科學家的典型事例,培育學生的創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格
創(chuàng)新取得成功的決定因素首先不在于創(chuàng)新者淵博的知識,而在于他們的創(chuàng)新人格。源自內心的熱愛和追求是創(chuàng)新的靈魂,自主性、激情、意志等對創(chuàng)新素質的形成與提高具有極大地推動作用。所以在教學中要特別注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng),激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望;加強對學生的情感教育,促進學生情感智慧的發(fā)展。物理學是一門實驗科學,物理學的發(fā)展史就是一個創(chuàng)新的歷史。用物理學發(fā)展過程中科學家的典型事例作為情感教育和價值觀教育的切入點,充分挖掘科學家崇尚科學的情感和價值觀、嚴肅認真的科學態(tài)度和良好的品格修養(yǎng),追求科學的頑強毅力和獻身科學的奉獻精神,從而發(fā)揮科學史可以給人以智慧的功能,可以較好地達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新情感和創(chuàng)新人格的目的。