时间:2023-03-13 11:09:37
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇化学创新论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
实验教学的资源浪费较严重
由于实验教学中一些学生的操作不当,或是对操作的时间点把握不好,导致很多实验需要多次反复的操作,这对于一些较为昂贵的实验材料和化学试剂,造成了较多的浪费。
尤其是一些大型仪器设备,在购置时,需要支付很高的成本。除了承担每学期一次或是几次的实验内容外基本处于闲置状态,造成了实验仪器和设备的浪费。同时实验室的仪器和设备还需要安排固定的管理人员进行日常维护,特别是在寒假和暑假期间的维护费用更高。有的实验室仪器和设备是为教师的科研创新活动服务,基本不针对学生开放,造成极大的资源闲置和浪费,同时也限制了对化学科学有兴趣的学生利用课余时间开展化学实验操作,因此也不利于提高学生的学习兴趣和学习效果。
实验教学的模式固定
化学实验教学的模式通常采用教师为主,学生观察和模拟的教学模式。这种模式往往就已经把教学中的实验效果和实验过程在教师的指导下,重新演示并加以验证。同时实验教学的课程僵化,很多实验教学仅仅是为课程教学服务的。这些固定的课程设置和教学方式忽视了学生的主体地位,使学生的教学地位还是处于以往的“被动式”教学活动中,这种教学模式其实就是应试教学。
实验教学的考核方式单一
化学实验教学中的考核往往是对教学过程中的教学内容和现象进行验证和比较,是教师操作过程的“反复”。被考核的学生只要掌握了教师在实验教学的操作程序,就很容易通过课程考核。单一的考核模式往往忽略了学生的创新技能,这种考核方式在一定程度上抑制了学生的综合素质培养。
实验教学中存在问题的原因分析
化学实验教学中存在这些问题的原因是多方面的。首先,化学实验教学中固定的教学模式是因为化学教学的特殊性所决定的。化学教学讲解的一部分内容和现实生活联系不大,一些现象和化学反应只能在实验室才能解释清楚。如,一些化学元素的放射性产生新的元素和物质。其次,以往的化学课程设置已不能满足当前社会发展的需要,特别是随着社会经济的不断发展,一些常用能源材料的逐渐枯竭,将不断的开发新的能源的替代品。这些新知识在传统的课程设置和专业知识体系中没有体现,或是没有完全体现出。这些新课程的开设将是今后化学实验教学的重点内容,也是化学专业培养高素质、良好操作技能人才的必备知识。第三,以往的实验室设备、仪器管理和实验室设施配备以及使用状况的不合理,特别是学生进行化学实验时缺乏自主性和创新性,不适合培养具有创造性的专业人才。
化学实验教学的创新研究
培养符合我国当前社会经济经济发展新形势的化学专业技术人才,始终离不开实验教学。特别是在大力提倡素质教育,提高学生的创新能力的今天,高校的化学实验教学必须顺应社会发展的需要,以人才市场的需求为培养目标。因此实验教学应该从以下方面努力,为培养高素质的学生打下坚实的基础。
1提高实验室的设施设备配备,完善实验室的使用和管理制度
目前一部分高校由于受自身条件的影响,在实验室的设施设备和实验材料上的配备达不到相应的要求。一些新建的高校和西部的一些高校因为财政问题,往往只能先满足基础课程教学的硬件设施的投入,造成了一部分高校化学实验室形同虚设。如西部的某个地方新建高校在本科评估时,专家们看到的化学实验室和该校的物理实验室混在一起。另一部分高校对化学实验室的仪器设备和其他化学试剂材料的配备,投入了大量的物力和财力,对于这些现有的教学资源和实验室实验室,应“尽其所值”。虽然许多高校购置了几百万元甚至上千万的仪器设备和实验材料,建立化学示范教学中心,使得化学实验教学的硬件条件得到了很大的改观,但是实验室的利用率不高,一些设施因为比较昂贵,甚至很少允许学生进入到实验室操作。
只有在学生集中上实验课时才允许进入,一些实验室和仪器由于相关实验的材料和试剂价值高,学校无法长期采购相应的材料和试剂,导致这些设施和设备是“买得起,用不起”的尴尬局面。这些问题往往给学校和学生都造成极大的浪费更不利于高素质化学人才的培养。完善实验室的管理,对实验室发挥自身的效益和培养高素质的化学专业人才尤为重要。高校应长时间地开放实验室,吸引学生进入实验室,提高学生对化学课程的学习兴趣。实验室应该配备专业的管理人员,了解专业的特殊性。实验室的管理制度规范化,更能发挥实验室的功能。
2提高教师实验教学的水平,提升自身教学能力
2.1夯实自身的教学功底
高校教师的教学功底和教学能力主要表现在如何让提高学生的实验操作能力。教师要通过扎实的教学功底,引导学生自己探讨性进行试验,加强学生的专业试验操作能力。通过专业的训练方法,让学生掌握基本实验操作方法和技能,帮助学生提高操作能力。提高实验教学质量的前提是要提高实验教师的素质。在试验教学的过程中,教师往往起到主导的作用。作为主导教师,个人素质直接影响着教学质量和人才的培养。随着高校学生的人数不断增加,而试验教师相对紧缺的情况下,教师应把握好学生的兴趣、爱好,同时对不同学生的采取有差异化的实验教学引导。
2.2更新旧的教学理念
高校试验教师应该与时俱进,在实验教学中不断更新旧的教学理念。在培养学生对化学实验的浓厚兴趣上多做努力。目前化学实验教学一般是是教师讲解实验原理和实验的内容,并亲自进行试验操作和讲解。在这个过程中,教师始终处于主导地位,这种教学理念往往为学生在实际操作中设定模版和程序,从而无形中影响到学生的创新能力。改变旧的教学观念,应在实验教学中改变过于注重知识的验证、传授,而应该把试验过程和试验方法融入到试验能力与科学素养培养中,运用现代教学方法和手段,积极培养学生对实验兴趣。特别是运用现代计算机技术,把试验过程和结果生动化和形象化,并在试验中随心所欲的掌握试验的步骤,使一些瞬间现象能通过计算机技术清晰地表现出来。
2.3创新学实验教学内容及教学方法
实验教学内容的创新离不开社会经济发展对化学专业人才的要求。因此,随着社会经济的不断发展,实验教学内容必须符合人才市场需求。实验教师在科研活动中,结合社会当前的实际需求,在树立人才质量意识上,认真创新实验内容和实验教学方法。把传统实验教学方法中具有实际价值的内容和方法与现实很好的结合,并进行科学研究。特别是新的应用性材料的实验,如乙醇替代汽油作为新兴燃料的效果进行比较研究,可以为学生在以后的实际工作中加深自己对新事物的认识,对新原料的开发研究,为以后培养解决实际问题能力,并在实验中不断验证做充分准备。
3规范学生的试验操作过程,培养学生的创新能力
3.1规范学生实验操作的基本要求、创新试验设计
化学实验是一种要求严格、操作规范的行为。在试验过程中,学生如不能按实际步骤进行操作,可能就会导致错误的结果,甚至是重大的安全问题。提高化学实验的准确性可以帮助学生严谨的治学态度。学生在实际操作中一般是按写实验教材上的步骤作预习,按部就班的完成试验的过程,在进行实验数据的处理。
化学是一门以实验为基础的科学,化学实验能直观、形象地为学生提供了丰富的感性材料,化学的学习过程充满趣味性,思维性,挑战性,探索性和创造性。因此,教师可以充分利用化学实验内容设置问题,引导学生通过对实验进行观察、研究和分析,并通过这个严谨的过程认知新事物。同时,教师可以给学生布置试验设计任务,让学生进行新的探索和尝试。通过对不同试验步骤和内容所产生不同结果的试验设计,可以提高学生的创新思维能力,还能提高学生的学生兴趣和学习效果,这对于高校化学实验教学有着重要意义。
3.2加强学生实验的指导和总结。
学生对化学试验具有浓厚的兴趣,特别是一些无法在现实生活中认知的一些新事物和新现象。但是,学生往往只是对化学试验的过程感兴趣,忽略了试验的目的,从而导致学生在试验之前和试验之后缺乏必要的步骤。因此教师对学生要在使用前指导其认真学习试验的步骤和方法,在实验后对结果进行数据的整理和分析。只有通过这样重要的环节才能使化学实验的效果得以体现。
首先要指导好学生在实验前的指导,让学生在实验中做到实验内容、实验原理清楚;实验目的、实验步骤明确。其次,在实验中对学生的操作要实施监控,对于一些新的实验设计,可以让让学生自己动手,对出现的新结果和新现象进行很好的认知。及时纠正学生在实验中的不规范、不科学,甚至危险的操作。最后对实验进行总结,在实验之后的总结尤为重要,一些结果和现象可以通过自己学习的知识、原理和法则解释清楚,从而加深对专业知识的印象。在构建“分层次、多形式、一体化”教学体系。
营造一个宽松的教学氛围,也就是创造一个自然、和谐、平等的教学环境,在这样的环境中,有利于消除课堂上学生过分拘谨的场面,有利于缩小教师与学生之间的情感距离,有利于释放学生的个性.在这种氛围里,有利于学生发现问题,敢于提出问题,渴求解决问题,从而使他们的创新意识自然而然地得到培养.例如,在讲“中和反应”时,我先将少量的盐酸滴入装有氢氧化钠溶液的试管中,让学生观察实验现象并判断盐酸与氢氧化钠溶液能否发生反应.大部分学生通过简单的观察认为,盐酸与氢氧化钠溶液混合没有任何明显现象发生,故没有发生反应.有个别学生认为,发生化学反应,但却说不出令大家信服的理由.持有不同观点的学生纷纷争论,课堂顿时活跃起来,此时我又采取逐步深入的方法,引导学生阅读教材上的实验,分析从实验中得到的启示,全班学生顿时安静下来,仔细、认真领悟实验设计意图,豁然开朗,得出借助酚酞溶液作指示剂来确定反应情况.这个事实告诉我们,在宽松的课堂环境中注重培养学生严谨的科学态度和科学的学习方法,学生的创新意识、创新思维和探究能力才会得到培养.
二、创新实验教学,激发学生的创新意识
好奇是创造行为的开始,是学生探索心理的推动力,在创造性思维中具有触发催化的作用,从而成为学生行为的内在动力之一.在化学实验教学中,我经常让学生自主进行实验活动,并适当地指导和帮助学生,让学生独立设计实验进行科学探究,整个过程利用各种现象激发学生的好奇心,引导学生独立思考,分析、解决实验中出现的问题.
三、探索培养创新能力的教学方法和手段
在不断探索教法的教学过程中,教师一定要把最新的知识传授给学生,这就要求教师要创造性地使用教材,不断地用现代教学方法和手段,让学生积极参与发现问题、探究知识、交流讨论、归纳结论和反思评价的过程中,从而使学生自行获取知识和运用知识,享受到创造成功的快乐,最终达到教师“创造性地教”、学生“创造性地学”之目的.例如,“制取二氧化碳”的探究教学,我首先设计以下几则信息:含碳酸根离子的化合物(如CaCO3、Na2CO3等)能与稀盐酸或稀硫酸反应生成二氧化碳;标准状况下,二氧化碳密度为1.977g/L,空气密度为1.293g/L;二氧化碳能溶于水,且与水反应.根据以上提供的信息,让学生进行下面的探究活动:探究内容:1.实验室制取二氧化碳的反应原理.提供的试剂:块状大理石、粉末状大理石、固体碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸.学生自主设计并选择相应试剂进行实验.通过实验比较,学生一致认为:实验室用块状大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳最合适.探究内容:2.实验室制取二氧化碳的装置.在教学过程中,引导学生回忆用KMnO4制取氧气的装置,思考确定气体发生和收集装置应考虑哪些因素,学生独立思考,根据实验室制取二氧化碳的反应原理,自由选择仪器并组装展示出六、七套发生装置.最后在课堂上集中交流讨论每套装置的优缺点,经过一番激烈的争讨后,大家评出设计最理想的装置.通过这次成功的探究实验教学,不仅使学生牢固地掌握了许多实验知识,而且激发了学生的兴趣和信心,学生的动手能力、实验能力和创造能力得到培养和提高.
四、建立多元评价机制,激励学生勇于探索
一、培养创新意识
创新意识是指一种发现问题,并努力探求解决途径和方法的心理取向,是创新的动力源泉。
1、为了培养学生的创新意识,应当努力营造一个宽松的教学氛围,即创造一个自然、和谐、平等的教学环境。在这个环境里,不是单向交流,而是允许学生提出自己的不同见解,这样就有利于消除上课过于拘谨的场面,有利于缩短师生之间的感情距离。在这个氛围里,学生才会勇于发现问题,敢于提出问题,渴求解决问题,他们的创新意识,就自然而然地得到培养和发挥。
2、好奇是创造行为的开始,是学生探索心理的推动力,在创造性思维中具有触发催化的作用,从而成为学生行为的内在动力之一。在人类认识史上,正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感,从而导致了重大的发明创造。瓦特对蒸汽冲动壶盖好奇发明了蒸汽机,巴甫洛夫对司空见惯的狗流唾液的现象感到好奇,通过探索,终于创造了高级神经活动心理学。
例如,学习“盐类水解”时,首先提出酸溶液pH<7,碱溶液pH>7,那么HaCl、NH4Cl、CH3COONa水溶液的pH是多少呢?也许学生马上会回答,但通过实验后,学生感到很诧异,为什么结论与自己不一样,为什么这些盐溶液会呈不同的酸碱性?于是促进了学生积极思维,探索新知。
二、培养创新思维
创造思维是创造力的核心,在创造活动中往往具有主导和决定性的作用。而思维的“发散”是创造思维的基础,训练学生的发散思维,可以采用以下方法:
1、实验教学要创设开放式的创新环境。
学生学习不仅要用自己的脑子去想,而且要用眼睛看,用耳朵听,用嘴说话,用手操作,即用自己的身体去亲身经历,用自己的心灵去感悟。这不仅是理解知识的需要,更是激发学生生命活力、促进学生成长的需要。从化学自身特点来看,化学实验的丰富多彩、生动活泼使理性的化学充满乐趣,这是许多学生对化学产生兴趣的直接原因。但是不少学生往往停留在对实验现象的感知兴趣上,老师特别要注意在保护这种兴趣的同时,把学生看热闹的好奇心引入分析现象本质,结合启迪思维,理解概念,掌握规律,产生更高层次的兴趣。在开放式的实验环境中,学生可以按自己的课程和兴趣,在实验室找到所需的器材,制作、拼装和研究一些课题,如学生在研究生锈的铁钉放入稀硫酸中的实验中发现,刚开始生成的溶液变为黄色,但放置一段时间后,颜色发生了改变,然后在溶液中加入氢氧化钠溶液,沉淀的颜色也并非红褐色,学生大为不解,老师在这种时候启发学生一步步的分析原因,分析与课本上的现象不同的根本原因,最终找到了问题的关键所在。
2、创设情景。
创设情景的目的是让学生进入教师创设的一种激情情境状态,充分调动学生的学习积极性。分设情境的途径可以是提问、展示事实、播放录像、演示实验、学生实验等。
演示一个趣味实验来创设情景(边讲边操作):在烧杯中放入适量蔗糖,加入少量水润湿,倒入一种无色透明油状液体,搅拌。让学生观察现象并用大屏幕示文字表述:①看:蔗糖逐渐变黑,体积膨胀(为什么);②摸:烧杯壁发热;③闻:有刺激略带酸味的气体(什么气体)。(问)这种无色透明的油状液体是什么呢?
利用学生进入教师精心设计的情境之中并积极思考的有利时机,教师及时展示教学目标,学生充分感知教材,有利于学生将已经激发起的学习热情、定向思维与所要完成的教学目标之间建立起有机联系,从而保证教与学双方在情感上和目标上的一致。
三、培养创新技能
观察是一切知识的门户,周密精确的观察是一切科学实验、科学新发现的基础。实践能力是将创意付之实现的精心设计和勇于实践的能力的总和,是创意和创新的桥梁。培养实验观察能力,要加强和补充课堂演示实验,最好是增加学生实验,要求学生从实验观察、实验操作不同视角去仔细观察,善于发现共同现象和不同现象,形成良好的观察习惯。如上述AlCl3溶液和NaOH溶液的反应,可以让学生自己动手,得出结论。这样,一方面提高了学生的实验观察能力,另一方面也让学生亲自动手,亲自实践,领“创新”成功的滋味。
四、培养创新情感和创新人格
中学生抱有“学好数理化,走遍天下都不怕”重理轻文态度的人很多,事实上,据国内外研究,人文科学有着培养人的创造力、开阔视野、活跃思维、激发灵感的作用,而如果局限于某一专业领域,往往会形成模式化的思维定势,难有创新。另外,消极和错误的人文精神也会阻碍、压抑创新活动,略举几例:牛顿晚年相信上帝而无所作为;近代化学之父道尔顿在荣誉和成就面前失去了冷静和谦逊,最终发展成为思想僵化,固步自封的人等。所以要摒弃“枪打出头鸟”的儒家中庸之道,“天不变,道亦不变”的保守意识,听天由命的宿命论,“顺者昌,逆者亡”的权威心理,与世无争的无为思想等。
一般而言,高中化学的教学目标没有结合学生的实际情况,教学目标的制定太过笼统。基于此,教师要多和学生交流,掌握学生的心理需求,并结合学生的个体差异性、学生接受知识的能力等,合理制定教学目标。老师要把化学学习的重点、难点展示给学生,并及时了解学生学习情况,做到教学目标密切联系学生的实际情况。
2.突出学生的主体地位
在高中化学教学过程中,课堂总是以老师为主,老师津津有味的讲解化学知识,学生往往是被动的接受老师灌输式的教育方式,不仅会挫伤学生学习的积极性,还会使学生对老师产生过分的依赖,不利于学生自主学习能力的提高,影响教学质量。在化学课堂教学过程中,老师要调整好自己的位置,课堂上,要突出学生的主体地位,老师的任务是指导学生,做学生求知路上指路明灯;老师要针对化学特点,采取可行的方法,激发学生的积极性,让学生积极参与到课堂中,师生之间要加强交流,进行互动式学习;化学老师要尽量缩短讲课的时间,把时间交给学生支配,让学生提出不理解的问题,并引导学生展开讨论、分析,让学生通过探讨去寻找答案,并让学生解答,对学生的解答进行点拨,有利于学生明白解答思路的正确和不足之处;在这个互动的过程中,老师要采取一切手段,充分调动学生的积极性,对学生之间的讨论加以引导,不允许他谈论一些和探讨问题无关的话题;老师要为学生营造互动的课堂氛围,鼓励他们积极参与到讨论中去,加深学生对问题解法的印象,提高课堂教学效果。
3.培养学生的学习兴趣
俗话说,兴趣是最好的老师,这也恰恰说明了兴趣的重要性。高中生处于一个非常关键的时期,对周围的事物易产生好奇心,更愿意了解这个大千世界。因此,老师要从这一特点出发,设计一些符合学生特性的作业,激发学生对化学学习的兴趣;化学这个学科与世间万物都有这样或那样的联系,老师要设计出激发学生想象力和创新力的题,加强学生对化学知识的学习,进而提升学生对化学知识的探索;高中化学本身具有复杂性和严谨性,所以,教师要将化学题与生活紧密相连,并举一些大家熟悉的生活中的案例进行讲解,有利于培养学生对化学知识的应用,加深学生对化学知识的理解,让学生体会到化学的魅力,进而激发学生的学习兴趣,提高学生对事物的认知能力,进而达到事半功倍的效果。
4.注重化学实验
对于高中化学教学而言,实验是必不可少的一部分,是化学学习中的重点内容,因此,要特别注重实验的学习。实验教学就是探究式的学习,化学教学最大的特点就是探究性问题比较多,实验的机会更多,容易锻炼学生的实际操作能力和思维能力。老师鼓励学生大胆想象,突破化学教材的条条框框,老师要运用多媒体教学,先讲述理论,然后亲自示范实验的过程,让学生动手去做,动脑筋对实验进行设计、分析、推理,激发学生对原理的理解,掌握实验操作的步骤,培养学生的创新意识;建设开放性实验室,让学生随时可以做实验,有助于学生通过练习,熟悉掌握实验流程,掌握基本操作技能;增设探究性的实验内容,鼓励学生开展一些课后小实验,有利于学生掌握实验的过程,提高学生的探究能力。
5.学会反思
化学教学过程中,学生对于老师批改课后作业的对错毫不关心,对于存在错误的问题不进行反思,不从自身找原因,针对这样的问题,老师要引导学生自觉反思,并主动分析错误出现的原因,对作业中出现错误的地方进行分析,有利于学生自我反思,并加以改正;老师要适时鼓励学生,激励他们努力学习,每获得一个小小进步,都有利于增加学生的自信心,从而更加努力学习化学知识,取得好成绩。
6.尊重差异,分层次教学
老师要深入学生的学习生活中去,多和学生沟通交流,了解学生的学习情况,掌握学生的心理需求,要多关心学习成绩较差的学生,给予学生以鼓励和帮助;每个学生之间都存在一定的差异,老师要尊重差异,因材施教,分层次教学,针对不同学生采取不同的策略。例如:在化学课堂上,老师要根据不同的学生制定不同的目标,将学生以学习能力进行划分,针对不同层次的学生,采取不同的教学方法,帮助学生制定学习规划,每个小目标的实现,都会使学生充满喜悦,增加自信心,进而有利于学生主动努力学习化学,促进学生化学学习成绩稳步上升。
7.观察与创新思维能力的培养
老师要交给学生正确观察的方法,让学生学会观察实验现象,通过仔细的观察,善于发现不同的问题,在实验的过程中,养成良好的观察习惯;从不同的视角进行观察,抓住典型现象,例如:善于发现发光发热及气体沉淀的现象,通过观察,有利于激发想象力;老师要引导学生多思考,多观察,敢于对化学问题产生质疑,质疑是培养创新思维能力的基础,有了疑问,才会去观察,去思考,去积极探索,鼓励学生敢于突破常规;要经常给学生提供质疑的机会,对比、类比、反向思考等等,要设计一题多解的习题,训练学生的思维能力,促使他们寻找不同的答案,突破思维定势的局限性,促进思维能力的提高。
8.结语
一、创设情境,培养创新意识
1、营造一个宽松的教学氛围
营造一个宽松的教学氛围,也就是创造一个自然、和谐、平等的教学环境。在这个环境里,不是单向交流,而是允许学生提出自己的不同见解,这样就有利于消除上课过于拘谨的场面,有利于缩短师生之间的感情距离。在这个氛围里,学生才会勇于发现问题,敢于提出问题,苛求解决问题,他们的创新意识,就自然而然地得到培养和发挥。
2、激发学生的好奇观念
好奇是创造行为的开始,是学生探索心理的推动力,在创造性思维中具有触发催化的作用,从而成为学生行为的内在动力之一。爱因斯坦说过,他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。学生对事物感到好奇的时候,往往是创造性思维迸发的时候。在人类认识史上,正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感,从而导致了重大的发明创造。瓦特对蒸汽冲动壶好奇发明了蒸汽机,巴甫洛夫对司空见惯的狗流唾液的现象感到好奇,通过探索,终于创造了高级神经活动心理学。如果没有这种好奇心理作用的推动,创造性思维也无从产生。
例如,学习"盐类水解"时,首先提出酸溶液pH<7,碱溶液pH>7,那么HaCl、NH4Cl、CH3COONa水溶液的pH是多少呢?也许学生马上会回答,但通过实验后,学生感到很诧异,为什么结论与自己不一样,为什么这些盐溶液会呈不同的酸碱性?于是促进了学生积极思维,探索新知。
3、设计巧妙的问题情境
设疑是探索科学原理的向导,是催生学生积极思维的源泉。科学研究、探索活动需要质疑。那么怎样才能在课堂教学中有高质量的质疑艺术呢?首先要分析教材内容和学生的知识层次,其次是疑问的隐蔽性和梯度。不能与结论太直接,也不能太难,要让学生在解疑时有一定的切入点,顺藤摸瓜,才能顺理成章地解决疑问。
例如,在初中化学中有这样一种计算题:1000吨含Fe2O370%的赤铁矿石中含铁多少吨?这类题对初三刚学化学计算的同学来说,确实难了一些,但如果我们把它拆成这样二个题目:1000吨含Fe2O370%的赤铁矿石中含Fe2O3多少吨?和这些Fe2O3中含Fe多少吨?这对于学生来说就相对比较容易了。
二、诱发动机,培养创新精神
创新精神是在创造过程中表现出来的那种自觉的、勤奋的、实事求是的、不屈不挠的敢于冒险的精神。这种精神不是天生的,是靠后天训练养成的。我们一是要培养学生的好奇心、求知欲,使创新成为一种习惯行为。二是要培养学生对社会的发展、人类的进步有责任心且敢于冒险、敢于挑战的创新人格。
1、动机是创新的条件
动机往往是从"责任感"、"好奇感"那儿获得的。美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛讲过:"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。可见一切发明创造都是来源于对事物永不满足的好奇心和求知欲。中国化学工业的先驱者侯德榜出自民族自尊心和责任感,产生了"要创造出中国人的制碱法"的创新动机的思维,经长期研究,改进了索尔维制碱法,终于制造"红三角"牌纯碱,而获得美国费城万国博览会金奖。
2、严谨是创新的作风
许多发明创造往往是在偶然的机会中,一时疏忽,可能会导致终生遗憾。法国化学家巴拉尔发现了溴,使得化学大师李比希后悔不迭。当时,在巴拉尔之前,法国一家化工厂将一瓶液体送给李比希,请他分析液体的组成。李比希没有进行详细的分析,冒然断定瓶里的液体是氯化碘。当李比希听到巴拉尔发现溴的消息时,马上意识到他以前对那瓶液体的判断是不妥的,后经重新化验,证实其中确实是溴。本来李比希是可以早几年就发现溴的,但他的疏忽使他没能抓到这一机会。所以,做任何事,特别是科学研究,必须要严谨的工作作风。
3、顽强是创新的精神
失败是成功之母。许多发明创造都是在许多次甚至上千次失败中获得的。化学家诺贝尔的成功就是因其顽强、冒险的结果。他从小随父从事军工产品的研究,在制硝化甘油时,多次发生爆炸,他本人被炸伤,四位助手和他的小弟弟被炸死,但他没有放弃研究。市里不允许做实验,把实验迁到湖中一只平底船上,从而获得成功,成了大发明家。所以,创新必须要有一种顽强拼搏的精神、持之以恒的决心。科学发展史上有许多发明创新人才为此付出了生命,才换来了创新的成果。所以我们进行课堂教学时,可以有意识介绍这方面的知识,以培养他们的创新精神。
三、结合教材,培养创新能力
在一切的创造发明活动中,创新意识、创新精神是基础,而创新能力是核心。广博的科学知识、敏锐的观察能力、创造性的想象能力、创新思维能力以及创新的实践能力等形成创新能力。创新教育主要是培养学生自我实现的创新能力。
1、培养学生的想象能力
培养学生的想象能力,一是要有意识让学生联想。如讲到NH3、CH4实验室制法时,根据所用药品及反应条件让学生思考选择用以前学过的哪一套实验装置。二是鼓励学生猜想、幻想、异想天开。如讲到氮气的结构和性质时,假设N2不存在NN,N2变得活泼,世界将会变成怎样?对于学生提出问题,教师要加以肯定,并加鼓励。
2、培养学生的创新思维
创新思维具有求异性、灵活性、独创性和灵感等,其主要体现在灵活性。在教学中要进行一题多解的训练,学会从不同的方向、不同的角度去思考,冲破"思维定势"的束缚。如AlCl3溶液滴入NaOH溶液中和NaOH溶液滴入AlCl3溶液中的现象是否相同,学生往往按常规的思维考虑是一样的,但实际上存在一个过量的问题,产生的现象是完全不一样的。再如Na投入CuSO4溶液中,学生通常会考虑的是金属与盐的置换反应,而忽略了Na是非常活泼的金属,它首先与水反应,所以得不到金属铜,而是生成Cu(OH)2蓝色沉淀。
3、培养学生的实验、观察能力
一、注重观察能力的培养,打开创新之门
观察是创新的入门阶段。要创新就是要有新发现,观察是发现问题的一条重要途径。要创新就要给学生造就一双“慧眼”,学会观察,掌握观察的方法,培养学生敏锐的观察能力。培养观察能力应做到以下几方面:
第一,培养学生良好的观察品行,端正观察态度。无论观察什么都要认真、仔细、一丝不苟,粗枝大叶不行,粗枝大叶往往会丧失新发现的良机。
第二,在教学中应教给学生正确的观察方法,使学生掌握观察程序,学生全面系统且有主次地观察,提高观察效率。
第三,注重课堂实验的观察。初中化学课堂演示实验和学生实验较多,让学生注重课堂实验的观察是培养学生观察能力的重要渠道。
第四,开阔视野,扩大观察范围。仅观察课堂实验是很不够的,要积极引导学生观察工农业生产中、日常生活中的化学现象,养成良好的观察习惯。
第五,写好观察记录。写观察记录一定要实事求是,准确地记录实验条件、过程和现象,尤其要注重实验现象的记录,准确地描述实际生产和日常生活中的化学现象,为后面的分析研讨提供第一手的可靠资料。
只有具备较强的观察能力,养成良好的观察习惯,才可能随时捕捉到“奇异现象”,进行认真分析研讨,就可能有新发现、新突破,创出新成果。
二、注重实验能力的培养是创新之本
实验是创新之本。化学家的发明成果大多都出自实验室,实验是验证、探索、发现新东西最重要最可靠的手段。平时观察到的新东西,要通过实验来验证,平时发现的奇异化学现象,要研讨要探索,就要动手做实验。要培养学生的创新精神,就必须使学生具有较强的实验能力。
在初中阶段,首先要注重验证性实验。初中化学教材中大多是验证性实验,我们可以通过这些验证性实验培养学生实验的基本操作技能,掌握实验的基本方法。在此基础上安排一些探索性实验,借以激发学生学习兴趣,培养学生实事求是、勇于探索的精神。教材上探索性实验不多,在教学中也可将一些验证性实验改成探索性实验。做探索性实验的关键问题是实验设计。在教学中要加强实验设计能力的培养,要放开手脚,让学生独立设计实验。对于难度大、探索性较强的实验,教师可进行必要的指导或与学生共同设计。对于学生设计的实验方案,如果有新思想、新方法、新举措,应认真审查,只要没有意外情况(不安全因素等)都可以让学生进行试验,鼓励学生树立自信心,勇于探索,勇于实践。通过学生自己动脑设计、自己动手操作、自己分析总结实验结论,一方面培养了学生的自学能力、观察能力、思维能力,另一方面开发了学生的智力,培养了创新精神。
三、注重生产生活实际,开发创新之源
实际生产生活是创新之源,化学与社会、生产生活有着广泛的联系,积极引导学生走出课堂,参观厂矿,考察实际生活,探索分析实际生产、日常生活中的一些化学现象,对于培养学生实事求是的科学态度、勇于探索的精神效果极佳。
在教学实践中积极开展第二课堂活动——课外实验活动。通过丰富多彩的课外活动可以使学生增加知识,扩大视野,开发智力,丰富课外生活,激发学生研讨化学问题的浓厚兴趣。可用如下形式进行课外化学实验活动:一是组织实验兴趣小组,在教师的指导下,让学生自愿组织起来,研究实验教学中的问题,撰写小论文,编辑实验资料等。二是开展化学游戏,寓实验于娱乐之中。应定期举办化学晚会,开展化学游艺活动,通过科学性与趣味性、知识性与娱乐性的完美统一来适合初三学生的特点,以提高实验技巧,培养创新精神。
四、注重思维能力培养,突出创新之核心
思维是创新的核心。平时在书本发现的新问题,在实验中发现的特殊现象,在社会生活中观察到的新东西,都要经过大脑加工、思维分析、去伪存真,找出本质性的东西,才可能有所创新。要创新就必须使学生具备较强的思维能力,尤其是创造性思维能力。在教学实践中,我们主要从以下几个方面培养学生的创造性思维能力:
首先是激发学生创造性地学习,其方法有:①激发兴趣、好奇心,鼓励学生质疑,进行探索,揭示矛盾;②重视研讨学法,教会学生的学习方法,培养学生的自学能力;③培养解决问题和判断、推理的能力;④培养学生有目的的多方面地思考问题,善于找出问题的本质;⑤引导学生求异思维,鼓励学生不盲目地迷信书本和前人,敢于设想,善于设想,发表创见。
第二,培养学生具有敏锐的观察力和辨别领悟能力,能迅速地深刻地抓住事物或现象的本质。
第三,课堂教学要精讲精练,多采用讨论形式的学习方法,选题可多选一些综合性的习题、一题多解的习题,引导学生多方位探求解题方法,开拓学生创造性思路,诱发求异创新。
第四,积极开展课外活动,发展学生的爱好、兴趣、特殊才能和特长。
第五,考试时注重学生能力的考查,考查的内容有,思维的敏捷性、流畅性、新颖性、创见性、深刻性、分析和综合能力、鉴别及评价判断能力等。
五、培养创新精神的方法及注意的问题
1.首先要教育学生热爱科研事业,强化学生科技意识,培养学生献身于科学研究事业的精神。科学研究是一项艰苦、复杂、细致具有创造性的劳动。在科研上要有成就,创出新成果,就要付出艰辛的劳动。但付出劳动,也不一定有所收获,甚至付出了巨大的劳动,牺牲了终生时间,也可能没有显著的成果。所以,教育学生将来选择科研事业,首先要有献身精神,要准备吃大苦、耐大劳,全身心地投入到科研事业中去,立志奋斗终生,无怨无悔。
2.在教学过程中,始终使学生保持愉快的心情,充沛的精力,灵活的思路,敏捷的反应,具有创新的最佳状态。这就要求在教学中,创设情景,优化环境,活跃气氛,研讨改进教学方法,减轻学生负担,提高教学效率。
3.培养学生善于把不同事物联系或移植到所要探索的问题上来,这也是培养学生创新的一种重要方法。把不同的事物联系或移植到所要探索的问题上来,进行分析比较,一方面就可能对所要探索的问题有所启迪,另一方面能拓宽所要探索问题的路子。
4.训练学生抓装一闪之念”,及时运算、分析、实验、验证,就可能有所发现,有所创新。
5.训练学生,善于从微小的差别中找出本质性的东西。以英国物理学家雷利和化学家拉姆塞等人发现稀有气体元素为例,介绍他们所具有的抓住事物间的微小差异而做出判断的唯物主义观点和作用,培养训练学生的这种创新思想和方法。
6.培养学生搞创新的群体意识。个人奋斗,身单力薄,智慧有限,火光一点;集体创造,力大无比,智慧无穷,火焰冲天。教育学生不计名利,团结协作,共同创新,为将来集体搞科研奠定一个良好的思想基矗
二氧化碳是一种常用的灭火物质,学生对它并不陌生。但是在过氧化钠的“作用”下,二氧化碳可以反应生成助燃物质氧气。这种“灭火剂→助燃剂”的变化过程就是一种非常典型的认知冲突情境构建素材。利用这样“奇妙”的性质变化设计具有认知冲突情境的教学实验,无疑对激发学生学习兴趣和引导学生对相关化学知识进行深度思考都有显著的帮助。
2实验装置和试剂
试剂:过氧化钠粉末、玻璃棉、大理石、稀盐酸、圆形蜡烛(直径1.5cm,高度2.8cm)、火柴仪器:球型干燥管、200mL烧杯、玻璃导管、橡皮导管、止水夹、气球(或沙滩球)
3实验步骤与现象
(1)利用实验室制取二氧化碳的(简易)装置,提前制作一个二氧化碳气球(气体未干燥,环境相对湿度75%~95%),扎紧出气口备用。
(2)取一支干燥洁净的球型干燥管,用镊子将适量玻璃棉填充入球型干燥管中,以玻璃棉自然蓬松状填满干燥管球型区域1/2为宜。
(3)向填有适量玻璃棉的干燥管中装入过氧化钠粉末,以90%以上玻璃棉均匀蘸有淡黄色过氧化钠粉末为宜。
(4)组装“双烛异象”教学实验装置,此时两处止水夹均夹紧。
(5)点燃两根蜡烛,打开未连接球型干燥管一侧的止水夹,挤压气球缓慢通入二氧化碳气体,蜡烛随即熄灭;夹紧该侧止水夹,打开另一止水夹,同样挤压气球缓慢通入二氧化碳气体,可见球型干燥管中的过氧化钠粉末开始剧烈反应,同时该侧蜡烛的火光显著变亮。
4实验注意事项
4.1玻璃棉的使用
实验中若将过氧化钠粉末直接填充于干燥管中,会造成填料过实或过疏的情况,前者会使气流通道堵塞导致实验失败,后者则会造成二氧化碳未及时与过氧化钠粉末反应就通入烧杯使蜡烛意外熄灭的情况发生。笔者经过多次尝试发现使用玻璃棉填充可以很好地避免这些意外情况的发生。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化,形成棉状的材料,耐腐蚀且化学性能稳定。由于玻璃棉呈细丝状且较锋利,因此填充过程应使用镊子操作,以免手指划伤。利用玻璃棉填充干燥管球型区域1/2后,再将过氧化钠粉末附着于上,玻璃棉本身呈丝团状且较硬,因此可以有效地增大过氧化钠粉末与二氧化碳气体的接触面积,且能够保持适当的气通量使实验顺利进行。
4.2过氧化钠的填充
向填充玻璃棉的球型干燥管(15cm)中装入过氧化钠粉末时,应注意填充的数量及分布位置,这与实验能否成功有密切关系。只有在玻璃棉的分散和定型作用下,使过氧化钠粉末呈现实验编号1的分布情况时,实验可以成功。实验编号2、3和4由于填料不均匀或者填料过少,使干燥管中通出的气体中二氧化碳含量偏高,氧气含量偏低,熄灭蜡烛,导致实验失败。
4.3二氧化碳气球的制作
实验中的二氧化碳气源也可用实验室(简易)制取装置现场制取并通入,但是从实验时间和教学效果等角度综合考虑,使用二氧化碳气球提供气源是更好的选择。在气球的选择上,笔者尝试使用了普通气球(乳胶气球)和沙滩球(PVC塑胶气球)两种。结果发现,普通气球的优点是充气较易,利用实验室简易二氧化碳制取装置能够很快将其充起,缺点是实验过程中容易漏气,实验操作难度较大;沙滩球由于是用PVC塑胶制成,具备一定的硬度和定型能力,且充气口一般有防跑气设计,所以实验操作简便,在教学过程中几乎不会发生实验失败的意外情况,缺点是实验前期准备需要花费相对更长的时间进行充气。
5实验的教学意义
随着我国高等教育的不断发展,教学水平的不断提高,其对于学生创新意识的培养越来越重视。在本科化学教育中,由于其化学教学的特殊性,其涉及的领域较为广泛,实验教学较多,对于学生创新意识的要求也较为突出。本文针对本科化学教学中培养学生创新性意识展开研究,通过分析本科化学教育中学生创新能力培养现状,明确了现阶段本科化学教育中学生创新能力培养中的问题,并提出了与之适应的培养策略。
关键词:
化学教育;创新意识;学生培养
现如今,科学技术迅速发展,人才竞争越来越激烈,在科研领域的创新与人才培养更是如此。作为人才培养的重要场所,高等院校需要不断加强对专业人才的创新意识培养。针对本科化学教学而言,其教学涉及的领域较广,且与其他学科之间的渗透性极强,相关实验教学较多,这些都必须要求本科化学教学中,一方面提高教学质量,另一方面,还要不断培养学生的创新性意识,转变传统教学模式,丰富教学内容,鼓励和引导学生进行科研创新,培养学生的实践能力和思维空间,借助化学教育本身的实践性与创造性,促进学生创新性意识的形成[1]。
一本科化学教育中学生创新能力培养现状
(一)创新能力培养激励机制不够完善
现如今,我国的本科教育仍然停留在传统的教育阶段,尽管近年来素质教育不断发展,但是在实际的高等教育中,素质教育并没有完全落实,一些传统教育中的问题仍然存在,例如对学生创新能力培养的缺失。盲目追求理论教学,忽视了对学生创新意识以及实践能力的培养与激励。
(二)师资团队创新能力较低
教师作为本科化学教育的重要组成,其师资团队的创新能力直接关系到创新教育的落实。然而实际情况是,传统教学模式的思想限制,其对于教学中的创新意识相对较低,因此在对学生的教学引导中,不能够有效地通过创新性的教育手段,激发学生的创新思维。另外,一些资深的本科化学教师,尽管教学经验丰富,但是缺乏现代化教学理念,不能够满足学生创新能力的培养需求。
(三)学生自我创新能力差
现如今,大学生的课业压力越来越大,而针对本科化学实践性的需求来说,很多大学生没有充足的时间进行社会实践,尤其是针对一些化学科研项目的实践,这些都影响大学生自我创新能力的提升。
二本科化学教学中培养学生创新性意识存在的问题
现如今,在本科化学教学中尽管已经融入了一些现代化的教学理念,并将学生综合素质和创新性意识的培养作为教学的重点,但是仍然存在一些不足之处:
(一)化学课程设置不够完善
首先,理论课程与实验课程课时安排不合理。盲目重视理论专业的教学,忽视了化学实验课程的设置,这就导致学生在实际的化学试验中,操作能力较差,缺乏理论与实践相结合的创新意识培养。其次,交叉学科知识结构较差,化学与其他学科之间的联系不够紧密,尤其是化学相关课程与其他必修课之间的联系不够紧密,这就造成学生综合知识掌握不够扎实,具体到化学与其他学科领域之间的交叉点,其应用与创新也就相对较差。
(二)课外创新实践平台尚未建成
1.课外创新活动参与度低
课外实践活动对于提高学生的创新性意识有着极其重要的作用,然而在大多数的本科化学教学过程中,参与课外实践活动的学生较少,学生不能够将所学的专业知识运用到化学实践中,阻碍了学生的开拓思维和创新意识。教师缺乏对学生参与性的鼓舞与引导。
2.创新实践基地管理不当
尽管各大高校都设立了相关的创新实践基地,但是其再创新实践活动的组织、管理方面都还不够成熟,很多实践基地都是由学生会负责管理,缺乏专业导师的指导,这在很大程度上限制了学生创新意识的提升。
(三)教学模式和方法单一
1.教学方法单一
学生创新性意识的培养,需要本科化学教师在专业教学的基础上,注重交叉教学,同时进行化学实验的创新与科研。然而实际教学中,教师在课堂中对互动教学、启发式、多媒体等多种教学方法的综合应用尚嫌不足。课堂氛围和学生参与性都相对较低,单一的教学方法不仅影响了化学课堂教学效果,而且不利于学生课堂思维的扩展。
2.传统教学模式的局限性
受到传统教学模式的影响,现如今,大多数的高校化学教师仍然停留在传统“填鸭式”的教学模式中,而化学教学不仅与其他学科的交叉性较强,而且还涉及到社会生活中的方方面面,要求化学教学过程中,必须要结合交叉学科基础性、专业性的需求,不断丰富教学模式,注重以人为本的教学理念,实现学生在课堂中的主观能动性。
(四)评价方式与实验课程不利于创新能力的培养
1.评价方式不科学
目前很多高校的化学教师对于学生的评价仍然停留在考试阶段,对于学生分析问题、解决问题、社会实践、创新意识的评价相对较少,忽视了对学生综合能力的评价标准。导致学生盲目地片面地重视理论考试,忽视了社会实践与自身创新意识的提升。
2.化学实验课程作用较小
对于本科化学教育而言,化学实验课程十分重要,是培养学生创新性意识的重要组成。然而在实际的化学实验课程中,往往是学生在教师的指导下进行实验操作,忽视了对学生设计、探索能力的培养,实验课程变成了一种固有流程,学生在实验过程中不能够进行创新,也就不能够通过实验课程进行科研创新能力的培养。
三本科化学教学中学生创新能力培养的对策
(一)优化课程设置和教学内容
1.优化课程设置
对于本科化学课程来说,其与其他学科的兼容性较强,某些内容具有一定的交叉点,因此在化学课程设置中,可有针对性地适当增加学生的相关选修课内容,扩大学生的知识结构,让学生能够在具有良好知识结构的基础上,开拓思维,更好地参与到教师的化学教学中。
2.丰富教学内容
随着高等教育知识结构的不断调整,本科化学教学应该结合具体的教学需求,合理调整教材内容,同时丰富教学内容和教学方法,针对具体教材进行相应的化学理论教学、实验教学的创新,引导学生参与到理论课及实验课的教学实践中,不断提高化学创新的主动能动性。
(二)建立课外创新实践平台
1.举办化学创新研究讲座
对于本科化学教育而言,培养学生的创新性意识,就必须要改变“闭门造车”的现状,积极开展化学创新案例讲座,将化学创新的一些成功案例、科研成果进行总结和整理,让学生在实际的化学创新案例中,丰富化学知识,收获创新理论,进而为学生实践与创新提供良好的借鉴价值。通过创新研究讲座,一方面提高大学生的创新意识,另一方面也可以提升大学生的科研创新水平。
2.建立网络化学实验平台
随着互联网的不断发展,各大高校都建立了校园网站,成立了师生互动、学术交流的教学平台。对于化学教学来说,应该积极借助网络平台的优势,在平台中创建化学实验栏目,将学生的一些实验课题、创新科研成果进行公布,激发学生的科研热情。
3.加强校企合作
建立产学研基地是有效推动学生创新性意识的途径之一。借助企业为实践平台,为学生提供相应的技术指导和科研经费,让学生参与到社会实践中,这样不仅为企业培养了储备人才,而且也更大限度地提高了学生的创新性意识。
(三)多元化教学模式与方法
1.改变传统教学模式
一要加强基础实验教学,只有加强基础实验教学才能够保证学生扎实的实验基础,进而培养学生的创新意识;二要加强综合实验的教学,综合实验是培养学生创新意识的第一步,需要教师结合交叉学科的特点,指导学生进行实验的总体设计,引导学生进行独立思考[2];三要尝试展开创新实验教学,设置一些创新科研实验,鼓励学生自主设计、操作、完成,培养学生的化学实验创新意识。
2.丰富教学方法
首先可以采用研讨式教学方法。针对科研成果和化学实验案例,进行课堂探讨,鼓励学生进行模拟,并在探讨完善理论原理和实验操作流程的同时,提高学生合作意识,激发学生的创新思维。其次可以采用联想教学法。充分激发学生的想象,将化学现象、化学实验与日常生活相衔接,通过联想教学,让学生感受到日常生活中的化学,进而主动低参与到化学教学中来,开发学生的创新潜力。
(四)科学调整评价方式
改变单一的考试评价方式,采用将口试、创新实验、考试合理地融为一体的综合性评价标准,避免由于应试教育模式,阻碍学生在综合能力方面的提升。另外,针对不同年级、不同专业的学生应设置不同的评价标准,融入对科研创新与实践能力的评价,使对学生学习成果的评价方式更为合理,也更有助于培养学生的创新性意识。
参考文献