學(xué)科教育論文-微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新教育.doc

學(xué)科教育論文-微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新教育摘要從思維科學(xué)的角度來看，采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行化學(xué)教學(xué)，能促進(jìn)學(xué)生左右腦的協(xié)調(diào)發(fā)展，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力、實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。關(guān)鍵詞思維科學(xué)形象思維微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)(M.L.)創(chuàng)新教育21世紀(jì)將是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展和巨大進(jìn)步的時(shí)代。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，我們應(yīng)該按照知識(shí)、能力、素質(zhì)三者辯證統(tǒng)一結(jié)合起來的要求構(gòu)建各具特色的人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新教育，是素質(zhì)教育中的一個(gè)核心問題。化學(xué)教學(xué)是對(duì)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育的重要組成部分?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中從儀器的裝置到藥品配置，從實(shí)驗(yàn)過程中復(fù)雜的物理化學(xué)變化到新物質(zhì)的生成，其中形、色、態(tài)、味的變化，氣體的生成和沉淀的析出，以及化學(xué)變化中聲、光、電、熱的現(xiàn)象等等，所呈現(xiàn)出的豐富生動(dòng)的直觀形象，是在其它學(xué)科學(xué)習(xí)過程中很少有的。如何針對(duì)化學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)對(duì)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育，這是應(yīng)該認(rèn)真探討的問題。1從思維科學(xué)的角度來審視化學(xué)教學(xué)近年來思維科學(xué)受到世界各發(fā)達(dá)國家的高度重視，取得了可喜的研究成果。獲得1981年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)的斯佩里博士關(guān)于裂腦人的實(shí)驗(yàn)研究1表明：大腦每一半球都有其自己獨(dú)立的意識(shí)思想鏈和自己的記憶。更重要的是，他們發(fā)現(xiàn)大腦兩半球基本上是以不同的方式進(jìn)行思維的，左腦傾向于對(duì)抽象材料(概念、數(shù)字、理論)形成概念、作出判斷、用推理的方式進(jìn)行抽象思維；右腦則通過對(duì)形象材料、表象的加工改造進(jìn)行形象思維。通過對(duì)創(chuàng)造過程四個(gè)階段的研究結(jié)果說明：創(chuàng)造思維是思維的最高形式，創(chuàng)造活動(dòng)是通過抽象思維和形象思維協(xié)同進(jìn)行的。形象思維由于具有形象性、整體性、概括性、跳躍性、直覺性、非語言性和富有情緒色彩等特點(diǎn)，在創(chuàng)新過程中，起著關(guān)鍵的作用2。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森也說3：“我按我們習(xí)慣的稱呼，把一個(gè)人的思維分為三種：抽象(邏輯)思維、形象(直覺)思維和靈感(頓悟)思維?！薄拔医ㄗh把形象思維作為思維科學(xué)的突破口?！睂?duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該是教學(xué)的重要目的之一。在教學(xué)理論上，由于“左腦優(yōu)勢(shì)”理論的長期影響，只強(qiáng)調(diào)抽象思維，對(duì)形象思維的研究幾乎是空白。多年來化學(xué)教學(xué)一直偏重于運(yùn)用左腦的功能，強(qiáng)調(diào)對(duì)元素符號(hào)、分子式、化學(xué)方程式以及對(duì)化學(xué)反應(yīng)特征、物質(zhì)組成的計(jì)算、化學(xué)原理分析等理性思考，而忽視了右腦的開發(fā)。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)中具有操作性強(qiáng)和能進(jìn)行有目的的觀察等特點(diǎn)?？墒情L期以來在化學(xué)教學(xué)中對(duì)操作性知識(shí)，不是靠學(xué)生大量的實(shí)驗(yàn)操作(表象)去體驗(yàn)，去掌握，去思維，而是由老師“代勞”(演示實(shí)驗(yàn))或由課本和老師先入為主地描述給學(xué)生，把實(shí)驗(yàn)中生動(dòng)的“畫面”轉(zhuǎn)化為干癟的文字或符號(hào)，把本該由右腦進(jìn)行的形象思維用左腦去作抽象的記憶，同時(shí)還使學(xué)生失去了對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的濃厚興趣和情感基礎(chǔ)。在僅有的幾個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，主要是照方抓藥式的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生帶著結(jié)論去做實(shí)驗(yàn)，無須真正去觀察和思維就能“成功”，這對(duì)右腦的開發(fā)和真正學(xué)好化學(xué)是無太大價(jià)值的，從而使化學(xué)教學(xué)失去了在對(duì)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育系統(tǒng)中別的學(xué)科不可替代的特殊作用。究其原因，一是傳統(tǒng)教育思想和教學(xué)方法的影響，二是“左腦優(yōu)勢(shì)”思維理論的束縛，三是受升學(xué)考試、教材、設(shè)備的限制。顯然，加強(qiáng)教育思想和思維理論的學(xué)習(xí)和研究、進(jìn)行化學(xué)教材的改革、積極研制學(xué)生在課堂上能邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)施以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)的化學(xué)教學(xué)方法的改革等，已經(jīng)成為化學(xué)教學(xué)改革中迫切要做的事情。近年來人們已經(jīng)對(duì)教學(xué)中的素質(zhì)教育問題進(jìn)行了關(guān)注，越來越多地運(yùn)用了直觀方法和教具，但由于很少涉及形象思維深層次的問題，充其量只是讓學(xué)生多看看多聽聽。在實(shí)施素質(zhì)教育的過程中，我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到：只有通過有意識(shí)的開發(fā)右腦思維，使左右腦協(xié)調(diào)發(fā)展，把兩種思維有機(jī)地結(jié)合起來，才會(huì)使教育思想、教育方法、和教學(xué)過程發(fā)生深刻的變化，為21世紀(jì)培養(yǎng)出富有創(chuàng)造能力的新一代人。2微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)化學(xué)教學(xué)改革有重要的意義微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)(M.L.)是近10年來國際和國內(nèi)化學(xué)界，在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新思想對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而發(fā)展起來的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法和新技術(shù)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是用微小型的儀器，盡可能減少中間生成物的轉(zhuǎn)移過程，以減少試劑在器皿上的附著量，用盡可能少的試劑來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(試劑量一般為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/101/1000)，從而極大地減少了實(shí)驗(yàn)的“三廢”，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體體現(xiàn)。多年來，人們對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究，取得了可喜的成果。M.L.對(duì)青少年環(huán)境保護(hù)意識(shí)培養(yǎng)的重要性已被廣泛認(rèn)同。M.L.的另一個(gè)更重要的優(yōu)點(diǎn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行化學(xué)教學(xué)，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高已在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中越來越明顯地顯露出來。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)由于儀器微型化，操作簡捷，經(jīng)濟(jì)省時(shí)，安全便攜，能把某學(xué)習(xí)階段所需要的儀器都裝入一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)。學(xué)生手提“實(shí)驗(yàn)箱”進(jìn)入課堂進(jìn)行邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn)，一方面實(shí)現(xiàn)了過去有識(shí)之士想讓學(xué)生在課堂上多做實(shí)驗(yàn)而又不可能實(shí)施的愿望，從根本上改變了老師做學(xué)生看、老師講學(xué)生聽的傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)模式；另一方面由于學(xué)生能較快地了解和熟悉絕大多數(shù)儀器的構(gòu)造、性能和使用方法，能較多地進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以克服照方抓藥的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這種探索式的教學(xué)，有利于學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力、觀察分析能力、發(fā)明創(chuàng)新精神、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)作風(fēng)的培養(yǎng)；從思維科學(xué)的角度來說，有利于左右腦的協(xié)調(diào)發(fā)展，是化學(xué)教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。中國科學(xué)院資深院士、著名化學(xué)教育家戴安邦先生1998年為第四屆全國微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研討會(huì)暨第二屆中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研討會(huì)題詞：“大力推行微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使全國中學(xué)生的化學(xué)教學(xué)皆有學(xué)生的單人實(shí)驗(yàn)作業(yè)，以加強(qiáng)化學(xué)教學(xué)的素質(zhì)教育作用”對(duì)研究和推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)作了充分肯定。2.1大學(xué)、中學(xué)及科研單位通用化成套微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的研制4我們研制的這套儀器適用于大學(xué)、中學(xué)和科研單位。它解決了大學(xué)和中學(xué)M.L.教學(xué)銜接問題，為在日常教學(xué)中采用邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)造了條件。實(shí)驗(yàn)箱有3種型號(hào)，外型尺寸均為33cm24cm18.5cm，提供學(xué)生使用。(1)大學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本儀器盒及配件(簡縮為MCK-F)：包括“基本儀器盒”及“配件”兩部分。學(xué)生能盡快了解和掌握全部儀器的構(gòu)造原理、基本裝置、基本操作，在實(shí)驗(yàn)過程中主要采取設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或開放式實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。用這套儀器能完成大學(xué)無機(jī)、有機(jī)、分析、普化等的大部分實(shí)驗(yàn)。(2)初中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)箱(ML-1A)：把現(xiàn)行初中化學(xué)教材(人教版)的103個(gè)實(shí)驗(yàn)中的87個(gè)(有毒或有危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)仍由教師演示)改為微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生在課堂上邊學(xué)邊做。并將所需要的儀器、藥品(除危險(xiǎn)藥品外)及初中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)書(上海教育出版社出版)三部分裝入實(shí)驗(yàn)箱里。(3)高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)箱(ML-2A)：把現(xiàn)行高中化學(xué)教材(人教版)的134個(gè)實(shí)驗(yàn)中的118個(gè)(高一53個(gè)，高二40個(gè)，高三25個(gè))改為微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并將所需的儀器和高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)書裝入實(shí)驗(yàn)箱里。學(xué)生手提“實(shí)驗(yàn)箱”進(jìn)入課堂，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行單人邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn)(條件差的學(xué)?？梢苑纸M實(shí)驗(yàn))或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施探索式教學(xué)。2.2用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)創(chuàng)造教育的核心問題是創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維能力包括許多方面，這里僅就在化學(xué)教學(xué)中采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)主要的創(chuàng)新