加强实验设计发展学生创新思维能力.doc

加强实验设计 发展学生创新思维能力 尉泳 位育中学 200231 知识创新与创新人才的培养，已成为经济发展和民族进步的重要任务之一，也是教育工作者关注的热点，化学作为一门实验科学，实验是化学教学的主要内容，是化学教师常用的教学手段，也是学生学好化学的有效方法。化学实验以其独有的优势，在学生创新思维能力的培养上发挥着重要作用。新实施的国家课程标准在要求学生获取知识、技能的同时，更要求其通过参与教学活动，体验和感悟掌握知识、技能的一般方法和途径，同时在情感、态度、价值观等方面获得发展，由此可以认为，就课堂教学而言，其教学目标是立体多层次的，加强实验设计教学也是实现上述目标的有效途径。 一、演示实验与实验设计的比较 化学教材中安排的演示实验对学生形成、理解、巩固和验证所学的化学知识有很重要的的作用，但其与实验设计相比在发展学生创新思维能力上存在一定的不足，主要表现有： 1、由于实验安排始终处于概念理论的依附地位，大多作为验证化学知识的手段，而缺乏对知识信息纵向和横向的反馈，因此可能抑制学生创造思维的发展。 2、演示实验大多按规定流程实施，在一定程度上削弱了化学实验的复杂性和多变性，不利于学生迸发求异思维的火花，而求异思维是创造性思维的重要组成部分。例如乙醛和氢氧化铜悬浊液反应，由于条件的变化，可产生有别于红色沉淀的黑色和褐色沉淀，从而引发学生的求异思维，但按照教材编定的流程演示，同学观察到的实验现象只是红色沉淀，学生的关注点也只局限于弄明白该红色物质的成分。 3、实验模式比较单一，即使改变为学生演示也似照方抓药，其新奇性不强的特点对学生探究兴趣的激发有影响，且偏重于学科效益，而忽视实验的社会效益和学生个性发展需要，与学生的生活及社会需求有距离。 实验设计方法的运用是在继承和发扬演示实验作用的基础上进行改革，目的在于全面提高学生的素质。实验设计是根据命题完成的实验，其特点是“无规律可循”，需要学生自选设计实验方案，完成命题中所要求的物质的制备、检出，某种性质的验证或探索，与演示实验相比，在发展学生创新思维方面有很大的优越性： 1、实验设计教学可以排除一般学生实验操作和结果上的局限性，更大限度地发挥实验教学所承担的特殊任务，即培养学生的观察能力、思维能力和创新能力。例如让学生设计如何制备氢氧化铁，当有的学生没有观察到稍纵即逝的白色沉淀的生成时，探究原因的主动性会提高，会积极设法设计出有利于观察出产物的实验方案。 2、实验设计给学生创设了一个良好的学习氛围和最佳的学习动机，大大提高了学习效率。实验设计是一个有利于学生相互交流，合作学习，动手动脑的实践过程。在这一过程中，学生明确实验目的的能力、选用实验方法的能力、选择仪器和实验操作的能力、分析现象形成理性认识的能力，实验结果的表述能力都将得到发展，学生在设计实验的过程获得科学研究方法的训练，为以后的工作和学习打下一定的基础。 3、实验方案的设计，往往伴随实验装置、方法的改进与创新，是一种创新思维的运用。例如，铜和稀硝酸的反应如何设计实验装置能同时达到检验产物和环保的效果，同学在获得学科知识的同时其创新意识、创新能力也得到发展。 二、实验设计教学阶段的基本划分 根据化学学科的性质及其认识规律，实施实验设计，应该是学生由学习实验逐步发展到设计实验的过程。教师或学生在知识储备和心理及思维方式上，都应有充分的准备。教师在实验设计的实施中应充分体现其主导作用，平时的指导方式要以培养学生能力为前提，在日常教学中注意提出启发诱导性的问题，例如高一化学教材中氯气与钠、与铁、与铜、与氢气这四个反应设计一套装置来完成，并通过一些具体例证的分析，例如，如何测定氯气在水中的溶解度等，让学生对实验设计的难度有一定的思想准备。学生需具有较为扎实的基础知识，较准确规范的基本操作能力和较为敏锐的观察能力，不囿于传统观念和自己知识的局限性，能迅速把握事物之间的内在联系，思维开阔，兴趣广泛，而这些品质的养成，需在日常教学中遵循其认知规律，循序渐进地培养，按照知识的螺旋结构和学生的认知发展规律，将中学的实验设计教学划分为三个阶段： 1、引导阶段。从教学阶梯来看，本阶段以初三年级及高一上学期为主，由于学生化学知识的局限，实验设计的比重不宜过大，以占整个实验内容的10－15％为宜，应选择可靠性、可行性、安全性均有保证且与学生知识基础相适应的实验。例如可考虑空气成分的测定，粉尘爆炸，氯酸钾制氧后氯化钾和二氧化锰的回收，碳粉、氧化铜、铁粉三种黑色粉末的鉴别等课题。 2、提高阶段。本阶段从高一下学期到高二结束。学生的化学知识及技能水平都已有一定程度的提高，实验训练时间安排也比引导阶段充裕，从而给实验设计教学的开展提供了充分的条件，设计实验的比重可占30—40％左右。实验设计的命题范围和难度都可相应扩大和提高。诸如实验