1、“主体创新”性化学教学初探 詹卫红随着科学技术的突飞猛进,新经济时代的到来,国力竞争日趋激烈,为了适应科技的发展,我们的教育观念必须有较大的转变,即在教学中让学生在掌握”双基”的同时,要让学生感受,理解知识产生和发展的过程,培养科学精神和创新思维习惯,发挥主体能动性，本文就化学教学中实施”主体-创新”性教学谈谈自己的看法。一。探索主体创新教学的途径,培养学生主体创新性创新思维的开发是一个日积月累的过程,要从根本上发挥学生的主体能动性,把学生的能力提高到一个较高的水平,关键是教师要主动地创设适于学生的开放式教学环境,要采取活泼多样的方式,借助各种手段激发学生的想象力和批判性思维,并对其标新立异的
2、想法给予分析性指导和支持,以养成学生锐意创新的习惯.比如设计不完全或无结果的问题或背景,使学生有积极思考、大胆设想、推陈出新的可能;让学生设计问题情境,并进行自行想象、解决,给以其锻炼思维的机会;鼓励学生大胆提问,不仅向教师提问,学生之间互相提问,从而使学生处于一种创造性思维活动状态;主动的动脑,动手,独立地观察、分析、类比、联想、实验、归纳等,使教师的主导性和学生的主体性相结合,使学生主体性得到充分发挥。在学习单糖的结构、性质时,以往的教学处理是直接给出分子式、结构式,再推出性质.这样做学生只是被动地接受知识,没有真正体现学生的主体能动性.我是这样处理的。首先 ，展示一瓶白色固体让学生讨论:
3、从何入手,分哪几步来完成测定该有机物分子结构? 学生展开激烈讨论,归纳出分三步:确定元素组成;确定分子式,确定官能团、结构简式.接着我从三个环节分别提出问题让学生讨论,派代表发言,设计、归纳出测定该有机物结构的方案：1.组成有机物的元素可能有几种?经实验证明,此白色固体不含N、S、P、X等元素,如何测定C、H、O元素存在? 请用现有仪器和试剂测定. 2.如何确定分子式？实验测得：该有机物分子量为180，含C、H、O三种元素的质量分数为40%、6.7%、53.3%,求该有机物的分子式？3.由C、H、O三种元素组成的有机物可能存在的官能团有哪几种？如何一一鉴别？请用现有的仪器和试剂检验白色固体未知
4、物是否含有CHO？学生们经过小组讨论，派代表发言，归纳出实验方案，并亲自做实验验证。步骤：1。确定元素组成：可能含C、H、O 、N、P、S、X等元素测定方法：点燃 隔绝空气加热现象：生成黑色固体 生成无色液体结论：；含C、H、O元素。2确定分子式 测定：C、H、O元素质量分数 分子量 计算分子式结论：分子式： C6 H12 O6 3确定结构简式：可能含官能团 OH，整个过程，培养学生逻辑推理、分析探讨、知识迁移能力及实验研究的严谨学风。当学生将白色固体溶于水加新制Cu(OH)2，加热呈砖红色沉淀时，我又提问：未知有机物中加入新制Cu(OH)2为什么会呈现深蓝色溶液？我补充演示：乙醇，乙二醇，丙
5、三醇分别加入新制的氢氧化铜，请学生分析未知有机物分子结构。最后提供实验数据：.moL该未知物与moL乙酸完全反应生成酯。.该未知物与H2加成反应时，被还原成直链的己六醇。.该未知物被新制氢氧化铜氧化成含-COOH的物质。学生们由此轻而易举推出有机物结构简式并根据其结构推出其应有的化学性质。进一步明确结构和性质的辩证关系，掌握了科学的探究方法。整个过程引导学生讨论，使集体产生解决问题的办法高于其每个成员单独工作所获得的解决办法，学生思维得到很大的启发，成发散状态。在小组讨论的前提下，选派学生代表发言，使每个同学积极参与，主动学习，独立思考，又善于与其他同学合作讨论，最后教师与学生一起作出判断、归
6、纳，揭示出认识规律，探索的一般方法，使知识条理化，方法最优化。二借实验优势开展创新教育化学是一门以实验为基础的科学,它的研究、发展和应用过程,就是创新能力的综合展示过程.因此,可借助化学实验优势,通过化学实验研究方法的学习,有意识地把创新思维用于化学实验,再由化学实验感悟创新过程,培养创新思维和能力,开展创新教育.如通过发现问题;设计方案;观察,收集事实;分析,处理事实与数据;表达结果等培养创新思维.通过寻找并使用仪器;实验操作;推广使用等培养学生创新能力。1 学生参与演示实验要利用多媒体设备放大实验现象,创设条件让学生全面观察实验.通过对效果不佳的实验进行改进来提高实验现象的观察效果.将实验
7、习题由集中安排改为分散安排.将习题中的叙述实验改为操作实验室以及对实验装置的改进,实验条件的控制,实验防污降污的考虑等.培养学生自主实验的能力。学生自己能做的实验放手让他们亲身感受、体验现象,激发学生大胆对实验操作和现象进行批判性的研究.改”验证性”实验为”探索性”实验,引导学生灵活地按实验的一般顺序:”实验-观察-提出问题-讨论-分析比较-结论”等重新进行探索性设计,除了得出规定的正确结论外,失败的实验必须寻找原因.创造条件向学生开放实验室,使实验室成为学生开展主体性操作活动、自主探索真理的小天地.从而强化培养主体创新能力的力度。2增设学生实验设计活动,提高综合素质传统的实验操作只能培养学生
8、动手能力,不注重培养和锻炼学生的创造思维,若能在老师的一般性的指导后,引导学生自己进行实验设计,灵活地、综合地运用所学的化学以及相关学科的知识和技能,有针对性地培养学生解决化学问题的能力,培养创新精神.进行化学实验设计还需要学生掌握实验、观察、测定、条件控制、假说、逻辑思维等多种科学方法和具备严谨认、一丝不、实事求是的态度,体验科学认识的基本程序,因而能有效地培养学生的科学方、科学态度和自主探究创造能力。实验设计的一般过程可概括为: 确定实验选题设计实验方案审察实验方案实践实验设计评价实验结果撰写实验报告.例如,在学习时, 可引导学生设计以下碘元素系列实验: 碘盐中的添加物的检验(是KI还是K
9、IO3?已知2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O, 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O).海带成分中碘的检验.a.将碘分别溶于水、KI溶液、酒精、四氯化碳、二硫化碳中至饱和,比较碘在几种液体中的溶解性,并观察所得溶液的颜色.已知碘的蒸气为紫色,试判断上述几种溶液中,哪些溶液中碘以自由分子存在?b.取碘的水溶液,碘的氯化钾溶液,分别用CCl4萃取其中的碘,为什么碘水中的碘很容易萃取出来,而碘化钾溶液中的碘单质却很难萃取干净(I-+I2=I3-)?久置的碘化钾溶液为什么会变黄?怎样检验碘的生成?又如由观察到炒菜中藕片遇含碘盐后变蓝的现象,分析产生这种现象的原因是,在加热的过程中,由于氯
10、酸钾不稳定,受热后发生分解生成碘化钾, 碘化钾又被氧化产生碘单质造成的,由此联想确定可以使用加热固体碘盐与无碘盐和湿润的淀粉试纸的方法快速定性检验含碘盐于无碘盐.这些基于生活的创新性研究实验对培养学生的好奇心,提高学生学习化学的兴趣,引导他们积极从事化学学习与研究,指导他们学会科学研究的方法将起到不可低估的作用。三. 尝试让学生自主学习,自主研究会学习会创新是一种素质,能学习能创新是一种能力.。化学课堂改革要求从”灌输试”改为”探究试”.在教学中由学生在一定情境中发现问题,选择课题,设计方案,通过主体性的探索,研究求得问题解决,从而体验和了解科学探索过程,养成自主探究,创新的意识和习惯,形成和
11、提高创造能力,增长知识,积累和丰富直接经验.使得学习过程变为通过引导逐一解决问题的过程,保留学生思维的空间,训练学生思维的发散性。学生在自主学习,研究过程中必须经过查看资料,分析课题背景,拟出课题目标和解决方案,之后付诸实验,总结和撰写相关结果,最后交流,评价等一系列过程.从问题的产生到解决,学生都亲身经历,最终让学生在课题研究中实现创新能力的提高,创新思维的深化.对高一学生以人自身发展必须与社会经济发展环境协调的可持续发展理论为核心,通过”资源与环境”,”能源与环境”,”生命与环境”,”人口与环境”等主题背景进行研究性学习.教师提供问题背景,立足于学生通过参观访问,考察调查、实验、文献资料收
12、集等开放性的主体体验实践,在过程中思考分析社会生活的现状、未来,发掘问题,提出问题,并尝试问题价值的判断.高二以课题研究为渠道,在学校组织,教师指导下进行.包括实验、社会考察、案例研究、专题讨论、问题探索的实验体验.高三立足于使学生在反思已有知识的过程中,获得优化的思维方法,培养学生以正确的科学态度实践创新精神对待知识,为从更高层次上研究问题,以及为个人初步发展研究的方向打好基础。在学生进行研究性学习之前,教师组织辅导讲座.如科学研究课题的选择与确立;如何开展资料的收集整理工作;开展调查研究的方法与步骤;开展实践实验研究的基本方法;研究成果、论文总结的基本要求.并让校友介绍他是怎样进行课题研究
13、的及开展课题研究的经验体会.另外,还可向学生介绍一些与化学学习有关的网站,让学生带着课题,到网络上探索、学习,从而使学生在完成课题中逐渐体验了全新的“研究性学习的方法和程序”，逐渐掌握研究性学习方法.如我校高二年级张讯等同学在老师指导下曾在朝阳沟分三点取水样测量水质,通过采集水样、分析指标、查找资料,了解朝阳沟河水污染源的成分及影响,提出减少工业污染,大力发展南宁旅游业的设想,写出了.由于进行研究性学习,激发了他学习化学的兴趣,在全国高中化学竞赛中,他获得了南宁赛区一等奖。四. 结合习题教学,训练思维的灵活性,培养创新精神化学教学中各种习题的教学占有相当大的比重.应善于利用各种题目通过在教学中
14、示范和点拨对学生思维进行科学的训练,注意组织一题多解,多题一解及变题巧解的练习和引导学生发问质疑,使发散思维和收敛思维有机结合,寻找解决问题最佳途径,通过不同的角度,用不同的方法解决问题,活跃思维,拓宽视野,克服思维定势.即重视发散,也重视复合,使学生能举一反三,触类旁通,收放自如。1. 通过问题的变形、拓展、延伸,培养创新精神在讲清原题的基础上,教师通过对问题多角度审视,改变题给条件、改变设问方式或设置隐含条件等,将原题演变成几个”形异质同”的题目进行发散思维训练,拓展学生思维方式,创设创造性思维过程,让学生直接参与到教学活动中来。2. 通过问题背景的探讨培养创新精神要善于启发学生通过揭示问
15、题的背景,发现问题的实质,多角度寻找解决问题的突破口和解题方法,从而使学生的思维向不同的方向、不同的层次延伸,培养学生发散思维。3. 通过问题解决策略的概括培养创新精神解题之后要引导学生思考解题方法思维方式有无一般性,能否迁移推广,如守恒法,平均值法,极端假设法等,从而归纳出该类问题的解决策略,并应用来解决一系列的问题,起到弄懂一题解决一片的效果.提高学生抽象概括能力和迁移能力,培养学生创新精神.例如,如何鉴别Na2S和K2SO4?学生能很快答出两三种方法,.老师提示:可考虑S2-的还原性、水解性等,学生逐渐开阔思路,可提出十种方法:Na2S使溴水或KMnO4溶液褪色;Na2与稀HNO3反应生
16、成浅黄色沉淀;Na2S在漂白粉稀溶液中生成浅黄色沉淀Na2S与Pb2+生成黑色沉淀Na2S与Zn2+生成白色沉淀Na2S水解呈碱性使酚酞呈红色;Na2S与Al3+发生双水解,生成臭鸡蛋气味气体;Na2S与稀盐酸反应放出臭鸡蛋气味气体;K2SO4与Ba2+生成不溶于酸的白色沉淀;用焰色反应鉴别Na+、K+.此时,教师继续在前面发散思维的基础上进行收敛,让学生对前面多种方法进行概括总结,得出鉴别方法可分为两大类:一是通过鉴别阳离子来鉴别,二是通过鉴别阴离子来鉴别.这样,学生对这一类物质鉴别题的思路有了透彻的掌握,做习题时就能收放自如,灵活多变了。4. 通过问题的评价和设计来培养创新精神在教学中选择
17、适当的习题培养学生的评价和设计能力.使学生进入问题情景,产生问题意识,从而培养学生思维的整体性、关性和深刻性,优化学生思维品质,培养学生的创新思维。总之,在习题教学中,教师要引导学生抓住典型题目思考:本题从何处入手解,运用哪个知识? 为和这样解? 还可从哪几个角度分析,还有那些方法,那种方法更好;如果条件和思维角度改变,又能变成何种题目;解决这个题目的思维方法有何应用.通过这些思维方式的训练与培养,充分调动学生学习的主动性、能动性和创造性,帮助学生形成对事物主动思考的质疑能力,解决问题的质疑能力、运筹能力和善于使用信息系统提取合成信息的能力和大胆提出有创新设想的方案等,形成良好的思维模式和思维
18、习惯,培养学生的创新意识、创新思维,提高学生的创新精神。五. 通过学科渗透培养学生创新能力当今许多重大科学研究成果,绝大多数出现在学科间的综合。我们所接触的现实生活是错综复杂的,由多种因素集合,要揭示这些因素必须充分结合各学科的知识.而针对一个具体问题可通过综合应用多学科知识来解决.这就要求我们在教学中注意引导学生将获取的新知识纳入已有的知识体系中,将相关学科的知识有机地融合在一起,将其他学科能力、方法嫁接和迁移到化学中来,使学生真正懂得化学知识与其它相关学科的联系,并且让学生把所学的化学知识灵活应用到相关学科中去,解决相关学科的有关具体问题或应用其他学科的知识来解决化学学科的有关问题,以此来
19、提高学生的综合能力和创新能力.例如,学了淀粉的性质后让学生思考:人食用淀粉类食品后,淀粉是如何被消化吸收的?再例如:100.0g无水KOH溶于100.0g水,在T温度下电解该溶液,电流强度I=6.00A,电解时间10.00h,电解结束温度重新调至T,分离析出的KOH.2H2O固体后,测得剩余溶液的总质量为164.8g.已知不同温度下每100g溶液中无水KOH的质量为:温度/0C0102030KOH/g49.850.852.855.8求温度T,给出计算过程,最后计算只要求两位有效数字(注:法拉第常数F=9.65104C/mol).在此题中,电解KOH溶液的反应原理、有关物质的量计算等是解本题必需的化学知识;根据电流强度计算一定时间内通过电解槽的电子的物质的量要用物理学知识;要从题给的有限的数据求出T,必须用数学处理方法。因此,数学、物理、化学三门学科知识交叉渗透在同一道题中,要求学生有一定的学科综合能力。 总之，“主体-创新”性教育在于发掘每个学生的潜力,学生的创新性只有通过反复的激发与磨练才能形成,只有通过长期的精心雕琢,才能迸射出灿烂的光彩.也只有通过我们每位教师善教、乐教,创造性地教学,才能使我们的课堂成为学生创新的天地、成长的乐园。