化学学科在化学实验中培养学生的创新能力.doc

化学论文之在化学实验中培养学生的创新才能 化学是一门以实验为根底的自然学科，化学实验教学不仅能够培养学生的科学态度，训练学生科学方法，提高学生素养，而且对培养学生的标准性、探究性和制造性有着重要作用，因此在化学教学中，应充分挖掘实验的创新内容，有认识引导和设计学生的制造活动，培养制造思维，开掘他们的创新认识。一、 创设教学情境，激发学生的创新认识课堂演示实验中，为了培养学生的创新认识，在教学实践中经常按照教学内容创设征询题情境以调动学生思维活动的积极性、自觉性，使学生的学习过程成为一个积极探究新事物的过程。如学习苯的物理性质时，苯和水都是无色液体，当它们取量差不多时，搞不清苯在哪一层，如何样通过实验来确定呢？有同学提出接着加苯或水，也有同学提出加碘水，还有同学提出参加有色溶液，如CuSO4溶液等。又如，做喷泉实验时，在观察分析完毕后，可让学生分析H2和H2O、Cl2与H2O、Cl2与NaOH、CO2与NaOH是否也能够产生喷泉现象。另外，应按照课堂内容，适当适时地补充演示实验。如讲钠的性质后，可补充钠在盛有煤油和水的试管中反响的实验，实验前让学生预测可能出现的现象，学生都能答出在界面上反响，但钠是上下运动，仍然在界面上游动着反响，学生简单以为与钠在水面上反响一样，老师引导钠的游动情况与H2逸出的方向有关，通过分析，学生排除了在界面上游动反响的可能性，而是上下往复运动。又如，Na2CO3溶液与CO2反响，学生单凭经历特别难记住，假设补充下面的实验，学生印象一定特别深。如图，现已用瓶底烧瓶搜集得到一瓶CO2，在瓶内有一支扎紧在玻璃管末端的气球，打开塞子，迅速往瓶里参加Na2CO3溶液，立即塞紧塞子，一段时间后，气球自动膨胀起来。学生通过考虑，明白了气球膨胀的缘故，只能是Na2CO3与CO2反响后，烧瓶内气压减小，外界大气压大于瓶内气压引起的。二、 学生实验中培养学生创新才能演示实验一般以老师为主体，边讲边演示，学生只是边听边观察，尽管能让学生掌握知 识和实验的要领，但学生只是被动参与，没有动会，难以调动学生的积极性，不利于学生创新才能的培养。假设能将部分演示实验改为老师指导下的学生实验，增设开放性实验，让学生亲身动手，把学生由“观众”变为“演员”，让他们在实际操作中品味成功的喜悦与失败的遗憾，将大大激发学生的探究兴趣和创新精神。如，把Al(OH)3的制备实验改成学生分组实验。Al(OH)3中分别滴加过量的氨水和NaOH溶液，现象如何，解释缘故。Al(OH)3中分别通CO2和滴加盐酸至过量，现象如何，解释缘故。这时每个学生发挥各自的动手动脑才能，从现象到本质进展观察分析总结，从中获取第一手信息，与此同时，老师不适时机的提出实验室制Al(OH)3有哪些方法，学生由实验不难得出，实验室制Al(OH)3的方法有两种，A、由Al3+与氨水反响制；B、在含AlO2-的溶液中通CO2，并对Al(OH)3的两性有了更深化的理解，Al(OH)3只溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱。三、 大胆改良实验，培养学生的创新才能教学过程中，不能一味依赖教材，而要大胆探究，不断改良，尽可能使演示实验操作简便，现象明显，更平安，污染更小。如做铜与硝酸反响的实验时，利用启普发生器原理，设计了如图装置。实验时从长颈漏斗中参加硝酸，打开活塞，硝酸流入试管中，开场反响。如是浓HNO3，当红棕色气体上升到试管口时，关闭活塞，HNO3在气体压力下，流回长颈漏斗，反响停顿。如此，不会有有毒气体排入空气中，这个装置操作简便，效果明显。做铜与稀HNO3反响实验时，关闭活塞，产生的气体为NO，但部分NO与试管中的氧气反响生成NO2，现象遭到干扰，这时老师应鼓舞学生排除试管中氧气的干扰，提高可视效果。学生提出用H2和CO2气体来排除氧气的干扰，通过对实验的反复设计修正，提出了如下方案：在试管中参加一些石灰石，再参加稀HNO3，待石灰石溶解后，再参加铜片，效果明显，观察到了无色的NO，最后打开活塞，让少量NO气体从导管口逸出，看到一丝明显的红棕色气体。既加强了学生的环保认识，又锻炼了学生的实验才能和创新才能。四、 实验设计中培养学生的创新认识化学实验设计对学生的根底知识与实验技能都提出了较高的要求，老师在进展实验设计前，只需将实验目的提出，接下来，实验中有关化学知识和技能运用、方法的采纳、仪器的选择、装置的连接、实验顺序等，都要学生本人处理。通过实验设计，让他们积极开动脑筋，充分发挥主观能动性，培养学生的探究精神，对开展求异思维、发散思维十分有益，同时还提高了学生处理实际征询题的才能。如，学过CO2、H2S的制备以后，让学生设计一个随开随用的简易装置，部分学生能组装出装置图，然后老师能够提供仪器，加以提示，按照启普发生器的反响原理，学生又陆续设计出装置，之后，让学生用石灰石与盐酸反响加以印证，学生十分投入，效果明显。又如：工业消费的纯碱中常含有少量的NaCl杂质。设计一个测定产品中Na2CO3质量分数的方案。此题所涉及的反响原理特别简单，学生都明白用酸与样品反响，放出CO2气体，测定CO2气体的量就可求出产品中Na2CO3的质量分数。但与以往不同的是该题没有给出实验装置，而要学生自行设计。学生在设计方案前，首先要考虑应该选用什么酸与样品反响如何样测CO2气体的质量（称质量仍然量体积）。经分析，确定选用H2SO4与样品反响（盐酸具有挥发性，使测量的结果不精确，偏大），用称质量的方法测CO2气体的量，如此学生特别容易就设计出发如图1所示装置。征询：这个装置是否存在缺陷？稀H2SO4与样品反响放出的CO2气体中可能含水量有什么杂质？对测定结果是否有阻碍？经老师提示，学生觉察CO2气体中混有水蒸气，在进入单调管前必须除去，否则会使测定结果偏大，如此学生又将实验装置修正成如图2所示装置。再征询：这个装置完满了吗？酸与样品反响生成CO2气体能够全部补碱石灰汲取了吗？经老师的进一步引导，学生又觉察当反响停顿以后，广口瓶中还有CO2气体未被吸收，会使测量结果偏小。如何样才能保证广口瓶中的剩余CO2气体也被碱石灰吸收，对照图中所给的仪器，学生不难觉察，只要内装置中鼓入空气，利用空气将广口瓶中的CO2气体排到单调管中，但要除去空气中的CO2气体，否则会使测定结果偏大。通过老师的层层深化的诱导，最后学生设计出最正确装置，如图3所示。五、 注重对意外实验现象的分析，培养学生的创新才能    化学实验的目的不仅在于稳定知识，更重要的是通过实验培养学生的探究精神。那么，意外实验现象可作为一条有效的探究途径。实验中假设出现意外现象，老师要不失时机的抓着时机，充分利意图外现象引导学生考虑。如，高一新教材讲放热反响时，将几小块铝片参加试管，再参加5ml盐酸，几乎没有反响，过了一段时间，开场出现气泡，一旦出现气泡后，反响明显加快，温度特别快升高，最后可达8090，为什么过较长时间才出现气泡，学生开场讨论，铝与盐酸一接触就要反响，说明刚开场铝没有与盐酸接触，那铝片外表是什么呢？老师再展示外表已被氧化的镁条，学生特别快能答出铝片外表已被氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，必须将这层氧化物除去以后，铝才与盐酸反响。只要铝与盐酸开场反响，放出的热使反响速度加快，现象十明晰显。又如，H2的燃烧实验，H2在尖嘴管口点燃，火焰颜色不是淡蓝色而是蓝中带黄，这是为什么？学生经分析不能答复，老师再引导燃烧是在导管口进展，学生特别快明白，黄色是玻璃导管引起的。那么用什么材料做导管呢？有同学答复用铁管、铝管，还有同学用瓷玻管，这个方案得到特别多同学的认可。有时，老师还要将可能出现的错误有意设计成错误实验，通地演示错误实验，让学生直截了当体会到错误实验所导致的后果，分析缘故，在掌握知识同时培养学生的创新认识。如将一块较大的钠投入盛有CuSO4溶液的试管中，钠在水面特别快燃烧，试管口出现雾状，并有燃烧现象，同时伴随锐利的爆鸣声，试管内出现蓝色和黑色沉淀。学生通过实验特别快感遭到钠与水剧烈反响，放出大量的热，并分析出生成的NaOH与CuSO4反响生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，放出的热使钠燃烧并点燃试管内聚拢的H2，同时使Cu(OH)2部分分解成氧化铜，生成黑色沉淀。又如，钠的燃烧反响，取一块略大的钠放在一支单调的小试管中部加热，钠燃烧试管断裂，学生特别容易联想到钠的燃烧放出大量的热，还有同学会想到玻璃的熔点不高。六、 课外实验中培养学生的创新才能课外实验包括兴趣小组实验和家庭小实验两种，兴趣小组实验一般与生活实际直截了当联络，如测定雨水的PH值，水质的污染情况，吸烟对人体的危害等，这些实验往往没有现成方案可套，学生要完成必定要具备大面积搜索知识的才能，紧密的思维，较强的预见性和灵敏多变的处理方法。家庭小实验是现行教材的一个重要组成部分，不能无视，这些家庭小实验是课堂化学教学的一个重要补充，丰富了教学内容，是课堂教学的延伸，同时也增添了教材的爽朗性、新颖性。家庭小实验标题可由老师布置，也可由学生本人设计与选择。不管哪种方式，只要学生独立完成，就能加强他们学化学的兴趣，又能特别好地发挥他们的创新才能。由于家庭小实验没有调查的压力，约束小，学生更放得开、大胆尝试，随意多变，对学生观察力、动手才能及制造性思维等综合才能的培养有着独特的作用。如检验食盐中碘的存在方式蛋壳的成份除去热水瓶及水壶中的水垢。假设学生能把所做的实验写成实验报告或归纳成小论文，那对学生才能的提高将有更大协助。创新才能是学生才能体系中极为重要的一环，实验教学又是创新才能最直截了当、最有效的培养途径，因此教学中不仅要发挥实验教学的优势，而且要不断挖掘蕴藏在实验中的创新要素，并以不同的方式让学生作出反响，以到达更好培养学生创新才能的目的。