韩金强
摘要:化学是一门以实验为基础的自然科学,化学学科的形成和发展,离不开化学实验。把实验过程设计成发现问题──分析问题──解决问题的创造型模式,着力营造“情感共呜沟通,信息反馈畅通,思维活泼流畅,创造精神涌动”的最佳意境,在化学实验中培养学生的问题意识和创新精神中起着举足轻重的作用。
关键词:化学实验;问题意识;创新精神
通过动手实验,规范操作,在实验中培养观察能力,发现问题,从增对化学原理的理解能力。通过化学实验,探究物质的性质,学会由事物的表象解析事物的本质,进一步培养探究能力、想象力和创造性思维能力。下面,笔者结合自身的化学教学实践,谈谈在化学实验中学生问题意识和创新精神的培养。
一、从实验现象到原理运用,创设问题情景
物质结构决定物质性质,化学实验现象反应出物质的结构,通过由实验现象到要求运用原理解释,创设问题情景,让学生自主探究问题,充分发挥学生的创造力,是培养学生的化学实验的问题意识和创新精神方法之一。实例1:钠与水反应和钠与乙醇的反应实验现象?为什么钠投入到水中是钠浮在水面上,而钠投入乙醇中是先沉后浮?往往学生会忽略先沉的现象,先沉说明钠的密度比乙醇大,后浮是因产生的氢气的推动,从而得出结论;乙醇的密度比水小。为什么钠与水反应时钠熔化成闪亮的小球,而钠与乙醇反应时不熔化?因为钠的熔化与反应的剧烈程度有关,与放出的的热量有关。从钠与水反应的方程式,提出问题,如何写出钠与乙醇反应的方程式,从而引出反应类型的判断,从观察到产生的气体,引出气体的收集与纯度检验,从火焰的颜色到产物中有水蒸气而无二氧化碳,进而确定产生的气体为氢气,掌握乙醇的结构特征。
二、从仪器的选用、试剂的迭择,创设问题情景
化学实验的设计、实验仪器的选用、安装,试剂的选择以及实验数据的处理,都要根据物质的性质来确定,如何进行化学实验的设计如何选择合理试剂,是培养学生化学实验的问题意识和创新精神的最佳方法之二。实例2:Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)互相转换;要让学生更深切地感受铁及其化合物多变的颜色,深入掌握二者间的转化关系,关键是探讨出最优的实验方案和寻找合适的氧化剂和还原剂。
方案一:在氯化亚铁溶液中加入新制氯水,从溶液颜色由浅绿色变成黄色即可判断出Fe2+已经变成Fe3+。这是一个合乎情理的方案,然而在现场实验中却观察不到这个现象。发现了问题,也激发了大家探索的欲望,经过学生分析讨论得出结论:黄色和绿色是两个很接近的色系,如果浓度不够,肉眼可能观察不出来。于是,有人建议用KSCN溶液来检验Fe3+。而且KSCN溶液必须先于氯水加入,才能有力证明Fe3+是后来生成的。在不断的探究中,学生们讨论出了最佳方案。方案二:在氯化亚铁溶液中加入高锰酸钾溶液,再滴入KSCN溶液检测Fe3+的生成。为什么不事先加入KSCN溶液?学生的依据是:高锰酸钾是紫红色,而Fe3+与KSCN反应显出的颜色是血红色,二者都是较深的色系,颜色变化不够鲜明。况且在这个反应中,高锰酸钾是强氧化剂,只要发生降价,就必定会褪色,足以说明Fe2+升价的事实。只需在滴加KSCN溶液检验就可以了。注意培养了学生的问题意识和创新精神。
三、在知识迁移与巩固中创设问题情景
根据思维的角度不同,思维可以分为横向思维和纵向思维。横向思维是一种同时性的比较,它是以扩散的方式寻求解决问题的思路;纵向思维是一种历时性的比较,它是运用已知,通过比较、换元,层层递进,深入掌握事物的本质。教学中引导学生要从横向思维联想到纵向思维,在知识迁移与巩固中培养学生的问题意识和创新精神。实例3:乙醇被氧化成乙醛探究,发现先由红色的铜丝在酒精灯上加热变成黑色,再由黑色的铜丝插入到酒精溶液中变为红色,通过有刺激性气味,得出乙醇被氧化成乙醛。铜在反应前后质量没有发生变化,从而得出铜是该反应中的催化剂。迁移与巩固;提醒学生仔细观察铜丝在酒精灯上灼烧的现象,在实验中过程发现,铜丝在酒精灯上灼烧时,部分铜丝为红色,部分铜丝为黑色,应该用什么原理来解释?通过学生的讨论,结论是酒精灯的内焰中大量的乙醇蒸汽遇到了黑色的氧化铜,氧化铜被还原成了铜。再由铜丝插入酒精灯火焰的方向不同,内焰和外焰中的铜丝颜色不同。外焰部分的铜丝是黑色,内焰部分的铜丝由黑色便成了红色,掌握了这个化学反应的实质。