发挥实验教学优势，培养学生创新精神

来源:用户上传      作者: 陈　香

　　“有没有创新能力，能不能进行创新，是当今世界经济、科技竞争的决定性因素”。激发学生创造性思维，培养出具有创新精神的一代新人是广大教育工作者奋斗的目标。
　　
　　一、对创新的认识
　　
　　1.创新精神与创造性思维
　　“创新”一词源于拉丁语，是创造主体根据一定的目标，运用已有的知识信息产生新的、独特的、有社会价值和个人价值的能力。创新精神的培养必须从人的创造性思维开始，没有创造性思维就不会有创新精神。
　　2.创造性思维的形成
　　思维是人脑对客观事物间接的概括的反映。创造性思维的形成大致分为五个阶段。第一，发现问题阶段；第二，准备阶段；第三，酝酿阶段；第四，豁然开朗阶段，也称“灵感”或“顿悟”阶段；第五，检验验证阶段，即经过创造性思维所得到的结论必须经过检验才能证明其正确与否，而检验的最常用的方法便是实验证明，因此，实
　　验与创造性思维的形成是密不可分的。
　　
　　二、实验与创新精神的培养
　　
　　实验是有目的地使自然界中的现象在特定的条件下再现，它能简单、明了地突出主要因素。
　　通过对实验现象的观察，借此充分调动多种感官感知刺激，可使学生运用已有知识对实验现象进行分析、比较、综合、抽象、概括等不同形式的思维活动，来刺激学生发现新问题，驱使他们积极思考，探究其中奥秘，进而为创造性思维的发展奠定一个良好的基础。所以教师必须挖掘实验教学的潜能，特别是实验复习课，不能简单地停留在实验的观察，更不能是新课的重复，而应创造性设计实验――源于教材而又高于教材，贴近生活而又侧重知识综合应用，这样学生才能感觉到问题具有一定挑战性，从而积极思考，便于学生对知识进行再加工、再整理和再创造，以探求解决问题的新方案、新方法，若长期坚持对学生这种创造性思维的训练，就会使创新成为学生的一种持久的、稳固的品质，即创新精神。
　　
　　三、实验教学中创新精神的培养应遵循的几项原则
　　
　　1.转变教育观念――学生的主体性原则
　　 化学实验的功能是为学生提供事实根据，使学生正确认识物质及其变化规律；在实验过程中培养学生观察现象、分析和判断问题、解决问题的能力；培养学生的创新精神和创新能力。然而，目前中学各年级的演示实验、学生实验大多注重实验功能的验证性。课本编排出实验条件、步骤和给出相应的药品来验证某物质的性质、某物质的制取方法或某个化学反应原理，学生实验几乎是依样画葫芦，教师的演示实验也毫无创意和新意可言。诚然，验证性实验对于学生巩固、掌握书本理论知识，提高自己的实验能力，熟练地掌握实验技能技巧是必不可少的环节，然而，须知科学实验的重要功能是其探索性，探索是发现问题、寻找规律、利用规律的有效途径。科学发展史表明，任何科学成果的发现和发展都需要经过不懈努力、不断探索才能得以实现。任何旧知识、旧成果都蕴含着新知识、新成果，都需要加以挖掘、提练。美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛上说：“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力，就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。”这就说明了在好奇心和求知欲的动力下进行不懈努力、艰苦的探索而取得发明创造的伟大成就。探索性的化学实验就是挖掘书本已有的实验内容的新意境、新内容，把学生导入科学探索的新起点、新境界、新高度，让他们亲历其境、刻苦努力地探索新知识、解决新问题、猎取新成果，体会到成功者的喜悦，进一步激发其继续保持旺盛的创新激情，形成创新思维。如果学生没有亲自参与知识的发生、发展和形成过程，会严重挫伤学生思维的积极性，扼杀学生创新的欲望，因此我们必须转变教育观念。
　　（1）教学思想的转变。
　　由知识传授转变为能力培养，牢固树立“以人为本”的思想，以发展学生的能力为核心，把教学当作师生相互学习、相互探讨的过程，让学生不仅动口、动脑，还要亲自动手，感受知识的形成过程，寻找知识生长点和知识的延伸点，为学生的创新提供基本前提。
　　（2）教师角色的转变。
　　由知识的传授者转变为开放性学习的组织者、引导者、评价者。心理学研究表明，人们对自己感兴趣的事物总是力求去探索、认知，但兴趣不是与生俱来的，需要后天的培养，因此教师要营造一种氛围，引发学生的学习兴趣，再提出探索性问题，科学引导思维发展，并对学生的分析、解答从鼓励的原则上做出科学的评价，使学生体验到成功的快乐，为全面发展创新意识和创新能力奠定良好的心理基础。
　　2.改革教学方法――科学性原则
　　(1)创设情景，引发思维。
　　积极思维是在迫切需要解决问题时开始的，提出问题是思维活动好的开端。
　　教学中教师设计问题时既要新颖别致，又要富有启发性、挑战性、诱惑力，还要具有广泛的讨论空间，创设一种情景来引发学生积极思考。在化学实验教学时，教师应抓住知识间的渗透和迁移，明确提出问题，将学生的注意力吸引到问题中来，并带着问题去，鼓励学生独立思考、研究、探索并设计实验方案，使学生思维始终处于积极状态。
　　例如，在讲物质的鉴别时，我出了这样的问题：现有一瓶蒸馏水和一瓶饱和食盐水，如何区分？
　　学生经过积极思考讨论，得出以下几种方案：
　　①可用品尝法。有咸味的一杯是饱和食盐水，没有味道的一杯是蒸馏水。
　　②可用蒸发水分法。分别取少量样品，在酒精灯上加热，水分蒸干后能留下固体的，说明原烧杯中的液体是饱和食盐水；水分蒸干后没有留下固体的，说明原烧杯中的液体是蒸馏水。
　　③可加入食盐。分别向两烧杯中加入食盐，不能溶解食盐的是饱和食盐水，能溶解食盐的是蒸馏水。因为某固体在一定温度下、一定量的溶剂里的溶解能力是有限的，所以一定温度下，饱和的食盐水中再加食盐不能溶解，而蒸馏水中却可以溶解食盐。
　　④分别测量它们的密度。根据所学的物理知识，我们知道食盐水的密度大于蒸馏水的密度，所以可用密度计分别测量两杯液体的密度，密度大的一杯是饱和食盐水，密度小的一杯是蒸馏水。
　　⑤可放入鸡蛋。在两烧杯中分别放入一个质量、体积相同的鸡蛋，鸡蛋能浮起的一杯是饱和食盐水，鸡蛋不能浮起的一杯是蒸馏水。根据物理知识，同一物质在不同的液体中，液体的密度越大，该物质所受的浮力越大，饱和食盐水的密度大于蒸馏水的密度，所以质量、体积相同的鸡蛋在饱和食盐水中的浮力大于蒸馏水中的浮力。
　　⑥测量它们的导电性。将盛有饱和食盐水和蒸馏水的烧杯分别接入导电装置进行实验，当开关闭合时，小灯泡发亮的是饱和食盐水，小灯泡不发亮的是蒸馏水。因为食盐在水中溶解时能生成自由移动的离子，所以食盐水能导电，小灯泡发亮，而蒸馏水不能导电，所以小灯泡不发亮。
　　⑦分别将它们冷却。将盛有液体的两烧杯用冷却剂同时冷却到－3℃，能结冰的一杯是蒸馏水，不能结冰的一杯是饱和食盐水。因为固体物质溶于水，会使水的沸点升高，凝固点降低。实验测得：食盐水的凝固点是－5℃，蒸馏水的凝固点是0℃，所以在－3℃时，食盐水不会结冰，而蒸馏水会结冰。
　　⑧测量它们的凝固点。分别取少量样品，放入试管中，再将试管放入盛有冰块和硝酸钾做冷却剂的大烧杯中，测出凝固点为0℃的是蒸馏水，凝固点为－5℃的是饱和食盐水。
　　⑨分别加入硝酸银溶液和稀硝酸。分别取少量饱和食盐水和蒸馏水，加入硝酸银溶液和稀硝酸，能产生白色沉淀的是饱和食盐水，没有变化的是蒸馏水。因为饱和食盐水中含有氯离子，遇到银离子结合产生氯化银白色沉淀，而蒸馏水中没有氯离子，遇到银离子不会产生氯化银白色沉淀。
　　得出以上结论并不是目的，此时教师应引导学生通过分析、比较、联想、推理的方法评定各个方案的优缺点，把结论的发现权交给学生，让学生体验到学习的乐趣，同时培养学生的创新能力。

　　(2)适时发散，开拓思维。
　　如何使学生兴趣高涨、积极思维，是尤其重要的。教师要从大多数学生的实际水平出发，千方百计启动非智力因素，设计一些发散性问题，对实验教学内容进行动态处理，通过变换问题结构、已知条件等不同角度提出问题，提高学生对事物认识的全面性，再及时引导，进行总结，突出主题，实现由感性认识到理性知识的升华。
　　例如，沪教版课本第98页演示实验5－11一氧化碳还原氧化铁实验，在新教材中设置了一道讨论题（一氧化碳尾气如何处理）和一套改进的实验装置。我要求学生根据一氧化碳的性质再设计其它改进的实验装置，一部分学生能提出"用排水法将一氧化碳收集在集气瓶中"的方法，然后我请他们将三种方法进行对比，学生很自然就得出新教材中介绍的点燃尾气的方法为最佳结论。
　　 (3)克服障碍，鼓励求异。
　　科学发现始于提出假设，而提出假设就不能墨守陈规，不能拘泥于旧的思维形式，求异思维也就成了创新精神必不可少的要素。
　　发展求异思维必须克服两个障碍。一方面是授课形式上不应拘泥与传统方式。教师要营造一种轻松、民主的氛围，宏观调控教学，活而不乱，保证教学效果。另一方面是要帮助学生克服畏惧或懒惰等心理，克服想说却不敢说的障碍。有些学生在课上因为害怕说错了而被笑话，教师应该对他们进行鼓励，帮助他们建立起起码的信心后，再激励学生敢于独立发表意见。
　　化学课本中的实验设计及操作方法虽然都是经过反复验证的，但实际操作中仍存在着这样或那样的不足，在化学实验教学中，教师应鼓励学生对其不足的方面加以改进，使之更合理。发动学生对书本中出现的部分实验进行改进与改革，是学生最喜欢的形式，同时也是培养学生思维的批判性的一种方法。在实验教学中我们要求学生对教材中的实验从5个方面进行改进：①如何使仪器装置更为简约而科学，②如何使操作更简化，③如何使实验现象更明显直观，④是否安全，⑤是否可微型化等，同时鼓励学生从实验废弃物（药品或仪器）、家用品、其他社会物品3个方面选择实验材料等等。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛，鼓励学生大胆地提出实验方案，即使对学生提出不全面、不完善甚至错误的实验方案，也要以表扬鼓励为主，充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。另外，教师应允许他们在保证安全的前提下按照自己的方案进行探究活动，让学生在探究过程中经受挫折的磨练，并体验探究的乐趣和成功的喜悦。教师引导学生改进、完善、拓展这些实验，能增强实验的探索性、综合性，使之更贴近对实际问题的解决，培养学生的创新能力，同时也能培养他们不迷信课本、勇于对科学方法进行创新的精神。
　　3.课内外结合――开放性原则
　　科技不断发展，选择开放性教学内容，使学生了解当今的科技与生产和生活的关系就显得尤为必要。
　　教师要在平时教学中及时收集整理素材，挖掘教学与生活、教学与科技、教学与社会的结合点，做到有意、有序、有机的渗透，引导学生关心社会，体验到社会生产中知识的重要价值以及急需解决的重大问题。如课后布置一些家庭小实验：鸡蛋壳成分的确定、含碘食盐的鉴别等；或者带领学生深入调查，比如所在地区的水资源及污染情况、所在社区中的生活垃圾解决的方法及不足等；或者在网上查询相关信息，这样就把学习空间由教室和书本扩大到整个社会环境。
　　在复习《铁的性质》时，铁三角的关系较难理解，鉴于此，在教学中可充分利用教材给出的实验，同时穿插一些小问题，如：
　　问题一：我们生活中所用最多的金属是什么？它的主要缺点是什么？为什么会发生这样的变化？如何来防治？
　　问题二：治疗缺铁性贫血的一种药物主要成分是硫酸亚铁（FeSO4），而硫酸铁（Fe2(SO4)3）却无此效果，如何检验药品是否变质，又如何来防止其变质？
　　当学生正确做答后，教师及时介绍当今世界范围内由于金属腐蚀带来的各种危害和科学家们为防腐所采取的一系列措施，并由此发散开来，综合分析防止化学药品变质的方法。学生根据自己的知识基础和生活体验提出一系列措施，如加保护层，像油漆、覆盖搪瓷、加膜、电镀、添加液体隔绝空气或水等，还有学生提出先改变物质的结构等方法。教师由问题一和问题二当中铁发生的化学反应为中心进行总结，让学生绘出铁三角的关系图，使知识在头脑中更加清晰化、网络化，使学生的创新思维和创新能力得到较好的培养。
　　总之，创新精神的培养应把学生看作是具有生命意识的人、具有社会意义的人、具有发展潜能的人和具有独立个性的人。如此走出标准件式的教学模式，走向多样化的个性教学就会成为必然。只有重视个性化的教学，才能使学生不致被学习所限制、被铃声所规定的学校生活“磨灭了各自的差异性”，才能使学生“丰富多彩的个人世界展现出来”。
　　
　　（作者系上海师范大学2006级教育管理教育硕士）

转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-991141.htm