高中生化學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略研究 - 曲阜師范大學(xué)

1、高中生化學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略研究化學(xué)與化工學(xué)院化學(xué)專業(yè) 史方舒指導(dǎo)教師 韓慶奎摘要：高中化學(xué)新課程強調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是實施素質(zhì)教育的根本目標，而高中生化學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)又是高中生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一項重要內(nèi)容。通過對高中生化學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略的研究，本文提出了一些培養(yǎng)高中生化學(xué)創(chuàng)新能力的新思考、新途徑、新方法。主要通過激發(fā)學(xué)生的興趣和問題意識來培養(yǎng)學(xué)生形成創(chuàng)新意識，指導(dǎo)學(xué)生閱讀、思考和討論來訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維以及鼓勵學(xué)生多進行探究活動等方面來培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)創(chuàng)新能力。關(guān)鍵詞：化學(xué)創(chuàng)新能力 創(chuàng)新意識 發(fā)散思維 Study on training strategy of chemi

2、cal innovation ability of high school students Student majoring in Chemistry Fangshu Shi Tutor Qingkui HanAbstract：New high school chemistry curriculum emphasizes creative ability of students to build, cultivate creativity in our students is the fundamental goal of quality education, and innovative

3、ability of high school students is high school innovation an important part of training. Through the innovative ability of high school students study strategies, this paper presents a number of innovative ability of high school students cultivate new thinking, new ways and new methods. Mainly throug

4、h the interest and questions to stimulate students to develop awareness of students to form creative consciousness, guiding students to read, think, and to train students to discuss divergent thinking and encourage students to carry out exploration activities to train students such as the chemical i

5、nnovationKeywords: Chemistry Innovation; Creative Consciousness; Divergent Thinking2003年4月，教育部正式頒布了普通高中化學(xué)課程標準（實驗）。它既是我國新一輪高中化學(xué)課程改革的重要標志，又是此次高中化學(xué)課程改革的重要成果。高中化學(xué)新課程，是在基礎(chǔ)教育化學(xué)課程改革中構(gòu)建的，以進一步提高學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)為主旨的高中化學(xué)課程體系，新課程突出強調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力的構(gòu)建。一、概念的界定創(chuàng)新，包含的最主要的意思是“新”。既可以是前所未有的新，也可以是在原有基礎(chǔ)上發(fā)展改進的新。即包含創(chuàng)造、改造和重組等意思。因此我們可以把創(chuàng)新

6、能力理解為運用人類已有的知識進行創(chuàng)造、重新改造或組合開發(fā)新的東西的能力。創(chuàng)新在基礎(chǔ)教育中的運用，我們認為應(yīng)該可以有三個層次的理解，一是對社會而言具有現(xiàn)實意義的創(chuàng)新，是前所未有的；二是相對于全體學(xué)生而言的創(chuàng)新，指學(xué)生在解決某些問題時采用了同年齡的、或者同一教育階段的其它學(xué)生從未采用過的方法、途徑。三是相對于學(xué)生自己本人的創(chuàng)新，指學(xué)生在解決問題時采用自己從未采用過的方法、途徑，而這種方法和途徑是他人早已采用過的。在這三個層次中，我們倡導(dǎo)的主要是第二和第三層次，至于第一層次不宜大力提倡，否則就會出現(xiàn)本末倒置。據(jù)此，我們認為，就中小學(xué)學(xué)生而言，創(chuàng)新能力應(yīng)該是指學(xué)生能夠獨立地、綜合地運用已有的知識，發(fā)現(xiàn)

7、新的知識、觀點和方法，掌握其中的規(guī)律并運用于解決問題的能力。高中生化學(xué)創(chuàng)新能力即指高中生在對化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，所體現(xiàn)出來的創(chuàng)新能力。主要包括對化學(xué)實驗的創(chuàng)新和化學(xué)學(xué)習(xí)方法的創(chuàng)新。對化學(xué)實驗的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在對原有化學(xué)實驗的改進。而對化學(xué)學(xué)習(xí)方法的創(chuàng)新則包括了預(yù)習(xí)、做題、思考問題、閱讀、復(fù)習(xí)等方面的創(chuàng)新。二、培養(yǎng)學(xué)生形成創(chuàng)新意識 創(chuàng)新意識是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，只有培養(yǎng)學(xué)生形成創(chuàng)新意識，養(yǎng)成良好的創(chuàng)新思維習(xí)慣，才能更好的促進學(xué)生的發(fā)展。高中階段化學(xué)創(chuàng)新意識培養(yǎng)可以從以下幾個方面進行：1.激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣（1）介紹化學(xué)知識在日常生活中的應(yīng)用。如：“化學(xué)與油條”。油條是我國傳統(tǒng)的大眾化食品之一，它不

8、僅價格低廉，而且香脆可口，老少皆宜。油條的歷史非常悠久。我國古代的油條叫做“寒具”。唐朝詩人劉禹錫在一首關(guān)于寒具的詩中是這樣描寫油條的形狀和制作過程的：“纖手搓來玉數(shù)尋，碧油煎出嫩黃深；夜來春睡無輕重，壓扁佳人纏臂金”。這首詩把油條描繪得何等形象化??！可當你們吃到香脆可口的油條時，是否想到油條制作過程中的化學(xué)知識呢？先來看看油條的制作過程：首先是發(fā)面，即用鮮酵母或老面與面粉一起加水揉和，使面團發(fā)酵到一定程度后，再加入適量純堿、食鹽和明礬進行揉和，然后切成厚1厘米，長10厘米左右的條狀物，把每兩條上下疊好，用窄木條在中間壓一下，旋轉(zhuǎn)后拉長放入熱油鍋里去炸，使膨脹成一根又松、又脆、又黃、又香的油條

9、。在發(fā)酵過程中，由于酵母菌在面團里繁殖分泌酵素（主要是分泌糖化酶和酒化酶），使一小部分淀粉變成葡萄糖，又由葡萄糖變成乙醇，并產(chǎn)生二氧化碳氣體，同時，還會產(chǎn)生一些有機酸類，這些有機酸與乙醇作用生成有香味的酯類。反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳氣體使面團產(chǎn)生許多小孔并且膨脹起來。有機酸的存在，就會使面團有酸味，加入純堿，就是要把多余的有機酸中和掉，并能產(chǎn)生二氧化碳氣體，使面團進一步膨脹起來；同時，純堿溶于水發(fā)生水解；后經(jīng)熱油鍋一炸；由于有二氧化碳生成，使炸出的油條更加疏松。從上面的反應(yīng)中，我們也許會擔心，在油條時不是剩下了氫氧化鈉嗎？含有如此強堿的油條，吃起來怎能可口呢？然而其巧妙之處也就在這里。當面團里出現(xiàn)游

10、離的氫氧化鈉時，原料中的明礬就立即跟它發(fā)生了反應(yīng)，使游離的氫氧化鈉形成了氫氧化鋁。氫氧化鋁的凝膠液或干燥凝膠，在醫(yī)療上用作抗酸藥，能中和胃酸、保護潰瘍面，用于治療胃酸過多、胃潰瘍和十二指腸潰瘍等。常見的治胃病藥“胃舒平”的主要成分就是氫氧化鋁，因此，有的中醫(yī)處方中談到：油條對胃酸有抑制作用，并且對某些胃病的一定的療效。（2）在課堂上穿插一些有趣的化學(xué)實驗。如在講解濃硫酸的性質(zhì)時可以插入“白糖變黑雪”。白糖，是大家經(jīng)常食用的一種物質(zhì)，它是白色的小顆?；蚍勰?，像冬天的白雪。然而，我卻能將它立刻變成“黑雪”。如果你不信，那就請看下面的實驗吧。在一個200毫升的燒杯中投入5克左右的白糖，再滴入幾滴經(jīng)

11、過加熱的濃硫酸，頓時白糖就變成一堆蓬松的“黑雪”，在嗤嗤地發(fā)熱冒氣聲中，“黑雪”的體積逐漸增大，甚至滿出燒杯。白糖頓時變成了“黑雪”，真有意思，誰知道這里的奧妙在什么地方？ 原來白糖和濃硫酸發(fā)生了一種叫做“脫水”的化學(xué)反應(yīng)。濃硫酸有個特別古怪的愛好，就是它與水結(jié)合的欲望特別強烈，它充分利用空氣中的水分，就是其他物質(zhì)中的水分它也不放過，只要一相遇，它就非得把水奪過來不可。白糖是一種碳水化合物（C12H22O11），當它遇到濃硫酸時，白糖分子中的水，立刻被其奪走，可憐的白糖就剩下炭了，變成了黑色。濃硫酸奪過水為己有之后，并不滿足，它又施展另外一個本領(lǐng)氧化，它又把白糖中剩下來的炭的一部分氧化了，生成

12、了二氧化碳氣體跑出來。 C+2H2SO4=2H2O+2SO2+CO2 由于反應(yīng)后所生成的二氧化碳和二氧化硫氣體的跑出，所以體積越來越大，最后變成蓬松的“黑雪”。在濃硫酸奪水的“戰(zhàn)斗”中，是個放熱過程，所以發(fā)出嗤嗤的響聲，并為濃硫酸繼續(xù)氧化碳的過程提供熱量。（3）讓學(xué)生在課外親自動手做一些既簡單又有趣的化學(xué)實驗。如制作“酸堿花”和“晴雨花”。做一些紙花，把它們分別浸在如下的化學(xué)藥品中：石蕊、酚酞、甲基紅、甲基橙、剛果紅。然后取出晾，就成為五顏六色的酸堿花了。浸剛果紅的紙花是大紅色，浸過甲基紅的是淺橙色，浸過石蕊的是淺藍色，浸過甲基橙的是黃色，而浸過酚酞的是白色。將濃度為0.2的稀鹽酸溶液裝入噴霧

13、器中，拿著噴霧器，向花束噴去，當噴出的霧落到花上時，花的顏色全變了：大紅色的變成深藍色的，淺橙色變成粉紅色的，淺藍色變成淡紅色。當用裝有0.6的燒堿溶液的噴霧器噴向花束時，潔白的花變成了鮮艷的玫瑰紅，粉紅色的花則變成了閃閃發(fā)亮的黃色，棕藍色的花又恢復(fù)了其艷麗的鮮紅，淡紅色變成淡藍色，棕紅色變成淺藍。這種隨著溶液酸堿性而變色的畫即為“酸堿花”。而制作晴雨花所用的試劑為二氯化鈷。制作晴雨花所用的紙事先用二氯化鈷溶液浸泡，二氯化鈷這種物質(zhì)有個非奇怪的脾氣對水特別敏感，常溫下，無水的二氯化鈷是藍色的，但它容易吸收空氣中的水分，一旦吸了水，就變成了粉紅色鉆的絡(luò)合物了。天氣晴朗時，空氣中的水分少，二氯化鈷

14、難以吸水，呈藍色的：在下雨前，空氣中的水分有所增加，吸收了一小部分水，其中一部分二氯化鈷變成了鈷的絡(luò)合物，此時藍紅兩色混合而呈紫色：當下雨時，空氣中水分急劇增加，使花中的二氯化鈷全部變成鉆的絡(luò)合物，而呈現(xiàn)出粉紅色。根據(jù)這瓶晴雨花顏色變化就可以知道了天氣是晴還是陰了。2.激發(fā)學(xué)生的問題意識教師在教學(xué)中要善于設(shè)“障”、立“疑”，從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā)，讓他們在熟悉的生活場景中感受化學(xué)的重要性，了解化學(xué)與日常生活的密切聯(lián)系，使學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容時時處于有疑難問題可思，有各種矛盾待解的境地，從而促使他們聯(lián)想比較，運用已學(xué)知識去探求和解決遇到的各種新的問題，教師也應(yīng)該從積極的方面加以鼓勵。三、訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散

15、思維1.指導(dǎo)學(xué)生多閱讀、多觀察閱讀是學(xué)生獲取書本知識的重要途徑，也是一種重要的自學(xué)能力。首先，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀化學(xué)課本，因為課本是教學(xué)的依據(jù)，也是學(xué)生獲取知識的主源泉。學(xué)生只有讀懂，讀好化學(xué)課本，才能將課本知識轉(zhuǎn)化為自己的知識。同時還要指導(dǎo)學(xué)生閱讀一些化學(xué)課外讀物開闊學(xué)生的視野。要盡可能在觀察自然或化學(xué)實驗現(xiàn)象的感知基礎(chǔ)上閱讀課文，通過分析、對比、綜合形成概念。對容易混淆的要領(lǐng)用對比方法找出差別，同時要給學(xué)生擬定啟發(fā)性、指導(dǎo)性的具體化的閱讀提綱，可以是問題式或綱要式。這樣不斷幫助學(xué)生消除閱讀中的困難，提高閱讀速度。閱讀可安排在課前、課內(nèi)和課后，這要視閱讀的目的和內(nèi)容而定。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材要抓

16、好課前閱讀、課上閱讀和課后閱讀三個環(huán)節(jié)。2.啟發(fā)學(xué)生思考設(shè)疑啟發(fā)，激起學(xué)生思維活動的波瀾直觀啟發(fā)：直觀啟發(fā)，激起學(xué)生思維活動的主動性；對比啟發(fā),推動學(xué)生思維活動的深入；比較啟發(fā)，促進學(xué)生思維活動的活躍；想象啟發(fā)，開辟學(xué)生思維活動的新天地。3.組織學(xué)生討論 討論是在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生圍繞一個或若干個問題發(fā)表意見，相互啟發(fā)、質(zhì)疑、辯論和補充，共同求得比較深刻、全面的正確結(jié)論的一種學(xué)生集體活動。它可以活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。在具體的教學(xué)實踐中，可以這樣組織學(xué)生討論。圍繞教學(xué)目標，精心而巧妙地設(shè)計好討論題。討論題要有思考性、爭議性，容易產(chǎn)生不同的理解或者不容易做出全面、完整、本質(zhì)的回答。難

17、度要適中，太簡單或太復(fù)雜都不能使學(xué)生產(chǎn)生興趣。討論前，教師應(yīng)簡要地說明討論題及意義，要求學(xué)生在認真思考的基礎(chǔ)上，各抒己見，積極地參加討論，相互切磋，求得正確答案。討論時，引導(dǎo)學(xué)生圍繞主題深入思考，不得放任自流。在學(xué)生碰到力不能及的疑難問題時，教師要進行提示，幫助排除障礙。對于討論中出現(xiàn)的錯誤，要讓學(xué)生通過討論來分辨是非，自己糾正，不要輕易表態(tài)，簡單地當裁判員。發(fā)言不宜過多，既要以學(xué)生討論為主，又不當“袖手旁觀”者。在學(xué)生得出正確結(jié)論、結(jié)束討論時，教師應(yīng)作好總結(jié)和評價，進行學(xué)習(xí)指導(dǎo)，可以提出鞏固、提高所學(xué)內(nèi)容的要求。四、鼓勵學(xué)生多做一些探究實驗“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研

18、究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強化科學(xué)探究的意識，促進學(xué)習(xí)方式的改變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力”是新課程的基本理念，也充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的特點。在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生設(shè)計比較詳盡的課外探究活動步驟，準備活動所需資料和材料，鼓勵學(xué)生在課外思考和研究，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生通過多種途徑獲取信息，構(gòu)建創(chuàng)新能力。實驗是科學(xué)探究的基礎(chǔ)，探究性實驗既重視規(guī)律的驗證、實驗技能的培訓(xùn)，又強調(diào)讓學(xué)生通過實驗在科學(xué)的學(xué)習(xí)和研究方法上獲得感性體會和理性認識；簡單的說，探究性實驗更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和對結(jié)論的解釋。探究性實驗給學(xué)生提供一個通過親自探究來學(xué)習(xí)化學(xué)知識的途徑，是把學(xué)生看作是天生的探究者，類似科學(xué)家那樣的學(xué)習(xí)

19、方式去學(xué)習(xí)科學(xué)知識，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新技能等。下面從探究性實驗實施模式的三個方面談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力：1.創(chuàng)設(shè)探索情境，提出探究問題。教學(xué)論認為“任何教學(xué)內(nèi)容都可以用一個個問題呈現(xiàn)出來”“學(xué)習(xí)的發(fā)生起源于情境變化的刺激或叫做問題”。教師在教學(xué)中應(yīng)盡量創(chuàng)設(shè)困惑（問題）情境，由學(xué)生自行提出問題，敢于設(shè)想，敢于懷疑前人的結(jié)論，激發(fā)好奇心和求新求知的欲望，產(chǎn)生親身探究的強烈意念，增強了學(xué)生的創(chuàng)新意識。比如，在學(xué)生學(xué)習(xí)燃燒條件的活動與探究實驗中，教師可在活動前關(guān)上門窗、拉上窗簾，創(chuàng)設(shè)黑暗的情境，學(xué)生產(chǎn)生較強的好奇心，教師將一小塊白磷用棉花和紙張包緊，在上面加一些廢紙，過一會白磷在

20、學(xué)生們的議論聲中突然起火燃燒，創(chuàng)設(shè)了“鬼火”的景光，激化了學(xué)生強烈探索意念。由此而來有很多問題在學(xué)生之間討論開來：“不點火就能燃燒，真奇怪？”“火是怎樣來的？”“物質(zhì)為什么可以著火燃燒呢？”等。從而在學(xué)生中間出現(xiàn)了尋找問題根源的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。2.開放實驗室，讓學(xué)生親臨探究。教科書中編排有約31個“活動與探究”實驗，在這些實驗中有些是讓學(xué)生“照本宣科”去論證已學(xué)過的化學(xué)知識的正確性的驗證性實驗。在驗證性實驗中，學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)。因此,在教學(xué)時,教師可抓住知識重點改驗證性實驗為探索性實驗,變被動為主動,讓學(xué)生處于一種主動探索知識的狀態(tài)，提出新問題、設(shè)計新方案，對培養(yǎng)

21、學(xué)生的創(chuàng)新能力非常有利。比如，在學(xué)習(xí)酸與指示劑作用的性質(zhì)時，教科書中編排有稀鹽酸或稀硫酸和指示劑進行簡單混合的驗證性實驗。假如教師或?qū)W生先設(shè)疑：水能否使石蕊試液變紅色？氯化鈉溶液是否也能使石蕊試液變紅色？氯化氫氣體能使石蕊試液變紅色嗎？然后，讓學(xué)生認真分析問題設(shè)計探索問題的方案。在學(xué)生探索上述問題的基礎(chǔ)上，再進行稀鹽酸或稀硫酸和石蕊試液作用的實驗，學(xué)生很容易得出稀酸溶液中實際對石蕊試液起作用的成分，最后產(chǎn)生了所有的酸都有這種性質(zhì)的總論。整個過程學(xué)生都處在探索和摸索的狀態(tài)，活躍了學(xué)生的思維，激發(fā)了主動積極探索的熱情，激活了創(chuàng)新能力。教科書中也有些活動與探究實驗是要求學(xué)生認真分析問題，處理相關(guān)信息

22、和材料，然后自行設(shè)計探索實驗方案。一開始學(xué)生設(shè)計實驗方案還有點困難，教師應(yīng)做適當?shù)囊龑?dǎo)，從設(shè)計實驗方案的科學(xué)性、可行性、安全性、創(chuàng)造性及實驗的趣味性培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗方案的方法，使學(xué)生養(yǎng)成良好的設(shè)計習(xí)慣，深化了學(xué)生創(chuàng)新思維。學(xué)生按自己設(shè)計方案進行實驗時，教師應(yīng)大膽開放實驗室，讓學(xué)生親自尋找藥品和儀器，避免了傳統(tǒng)的“填鴨式”實驗和教師準備學(xué)生只管“照方抓藥”式實驗，又讓學(xué)生自由組合成小組方式，充分體現(xiàn)了師生互動、生生互動的特點。既拓展了學(xué)生獨立思考的思維，又能激發(fā)學(xué)生探究的熱情。比如，在學(xué)習(xí)實驗室制取二氧化碳的實驗中，在教師提供或?qū)W生自己查找有關(guān)雞蛋殼、貝殼、碳酸鈉、大理石與稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸

23、等資料的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過分析，處理有關(guān)的資料，設(shè)計出探索制取二氧化碳的所需藥品的實驗方案。通過實驗學(xué)生結(jié)合已學(xué)過的制取氧氣的知識，不僅發(fā)現(xiàn)了實驗中不同藥品產(chǎn)生氣體的速度不同，還發(fā)現(xiàn)了二氧化碳能使燃著木條熄滅的性質(zhì)，而且產(chǎn)生了對制取二氧化碳所用藥品的一些看法：大理石便宜比較經(jīng)濟、雞蛋殼是資源再利用等不同的具有新鮮性的看法。這不僅使學(xué)生嘗試到探索的的樂趣，而且提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，從而出現(xiàn)了繼續(xù)探索的強烈意念?；钴S了學(xué)生的思維，拓開了學(xué)生創(chuàng)新的思路。3.集體討論歸納，書寫實驗報告。集體討論、歸納，書寫實驗報告是探究性實驗的重要組成部分，是分析問題、解決問題的過程，也是綜合運用知識的過程。從初中生認識過程來看，學(xué)生親身實驗所觀察到的實驗現(xiàn)象和提供的數(shù)據(jù)只是為學(xué)生形成理性認識打下的感性認識的基礎(chǔ)，必須通過抽象和邏輯思維，集體討論，自己概括、歸納得出結(jié)論，上升為理性認識。探究性實驗是實驗在前，化學(xué)概念的形成、規(guī)律性的認識在后，前者是后者在認識上的感性基礎(chǔ)，后者是前者發(fā)展的必然結(jié)果。這樣無疑會使學(xué)生嘗試到