化学实验中的创新研究 毕业论文.doc

甘肃联合大学学生毕业论文题 目： 化学实验中的创新研究 作 者： 指导老师： 化工 学院 系 化学教育 专业 2010 级 3 年制 化学教育 班 2012年9月19日主要内容简介：为进一步把新课改精神实施于教学过程中，化学以其独有的特色化学实验的趣味性、科学性、实践性为教师在实验教学中培养学生的创新能力提供空间。如何培养学生的创新精神和实践能力，是摆在我们面前的一项课题。研究创新实验，运用创新型实验教学法，使学生真正学会做实验，培养学生的实验创新能力。化学是一门以实验为基础的科学，随着新课改的进行，化学实验内容的改进，学生实验的增加，对教学工作增加了一定的难度并提出了更高的要求。创新是道前人所未道，想前人所未想，补别人之不足。实验创新既包括根据一定的目的和任务，从零开始，通过探究确定实验仪器、药品、装置和操作方案，也包括对原有的实验从新的角度给予新的思考、审视，找出缺陷和不足给予修正和扬弃。实验创新训练了学生灵活运用创造思维方法，同时又促进了学生自觉、有意识地去进行创新，并不断提高自身创造能力。指导老师姓名职 称论文评语成 绩指导老师签名总评意见： 评审人： 年 月 日注：1.评语、成绩由指导老师填写。 2.评语及总评意见应包括学术价值、实际意义、达到水平、学术观点和论证有无错误。 化学实验中的创新研究内容摘要：为进一步把新课改的精神实施于教学过程中，化学以其独有的特色化学实验的趣味性、科学性、实践性为教师在实验教学中培养学生的创新能力提供空间。如何培养学生的创新精神和实践能力，是摆在我们面前的一项课题。研究创新实验，运用创新型实验教学法，使学生真正学会做实验，培养学生的实验创新能力。化学是一门以实验为基础的科学，随着新课改的进行，化学实验内容的改进，学生实验的增加。那么，在实验教学过程中如何培养学生的创新能力呢？关键词：化学实验；创新研究；创新价值 一、指导观察方法，引发创新活力观察是创造的眼睛，培养学生敏锐的观察力是思维的源泉，创新的基础。在实验教学中，首先重视培养学生爱观察的习惯。课内实验中，要使学生观察的注意力始终处在有意无意的状态中。在学生眼里化学教师好像一个魔术师，化学实验好像是在变魔术，实验中那五颜六色的变化，爆鸣的声响，奇异的气味。以及耐人寻味的变化规律，无不引起学生的兴趣，激起他们爱观察。善于探究思考的好奇心。在课外，要留心观察生活中的化学现象，在观察思考中发现获取新的化学知识。例如切咸菜的刀和切鲜菜的刀放置时间长了可观察到切过咸菜的刀比切过鲜菜的刀更易生锈，从而获取电化学腐蚀比化学腐蚀更快，危害性更大1。其次教给学生正确的观察方法（1）观察要全面，只有全面观察，才能获取完整的感性知识。例如在观察细铁丝在氧气中燃烧的实验时既要观察到教师把细铁丝绕成螺旋状，又要观察到在集气瓶底预先铺一层细沙和留少量水以及明显的燃烧现象。（2）观察要细致，要抓住主要现象，又不放过次要现象，例如：生锈的铁钉放人稀盐酸中，既要观察到主要现象铁锈消失、溶液变黄，又能观察到次要现象有气泡产生。（3）观察要设问、对比、归纳，只能这样才能提高观察效果，加强记忆与理解，例如：在学习Mg、Zn、Fe金属活动性顺序时，可先设疑问在实验室制氢气，我们常用那种金属跟稀硫酸反应，学生会异口同声回答：锌，这时可进一步设问，为什么不用镁、铁呢？带着这个问题让学生观察镁、锌、铁分别跟稀硫酸的反应，通过反应剧烈程度的差异对比，学生很自然归纳出镁、锌和铁的金属活动性顺序，并能了解实验室选锌作为理想反应物的原因2。 二、加强实验操作，培养创新品质实验操作是培养学生创新能力的重要手段，实验操作能使学生在实验中启发新思维，从而激发学生的创造性，甚至能在已有的、已被相对验证正确的理论中，寻求新的突破。同时实验操作还能培养学生在艰苦中探索，在迷茫中思索。持之以恒，应该有百折不挠的品质。 在实验教学中，首先，重视培养学生的动手实践能力。教师要根据化学的学科特点，尽量提供机会，让学生亲自操作实验，在这些实验操作过程中。教师起引导、点拨、评价的作用。我认为可从以下几个方面倡导学生动手操作实验3。（一）适当安排随堂实验，（边讲边实验）即教师一边讲，学生一边操作的实验。在化学教材中，以下内容可作为“边讲边实验”素材。（1）有关物质的性质的叙述性教材，尽可能“边讲边实验”，例如有关酸、碱、盐的性质的一些实验。（2）对一些既是重点又是难点，学生难理解不易掌握的知识点，要创造条件让学生实验。（3）知识内在联系紧密，可以起到“承上启下”的作为的内容尽量让学生实验。（4）为了形成或强化某一概念，要力求让学生动手实验。例如在讲中和反应的概念时除了让学生做课本上的向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴滴入稀盐酸，观察现象。还可增设向滴有石蕊的氢氧化钠中逐滴滴人稀盐酸，观察现象。通过学生自己亲手操作，中和反应的概念很容易得出。（5）把一些实验习题改为操作实验。如：用托盘天平称量药品时，药品错放在右盘内，砝码放在左盘，移动游码平衡后。问药品的实际质量是多少通过操作，这些问题就能准确地得以解决。 （二）精心组织学生实验。实验前，要求学生预习实验内容，实验过程中，规范操作仔细观察，联想学过的知识，进行分析、判断，作好记录，实验后要指导学生如实地写好实验报告。 （三）鼓励学生课外实验，一是根据教材有关内容作出进一步的探究性实验。例如：铁钉分别在干燥的空气中、潮湿的空气中以及不含氧气的水中等三种条件的存放情况，研究钢铁制品锈蚀条件。加深对铁及铁制品锈蚀原理的理解。掌握一般的防锈方法。二是充分发挥家庭实验和活动课实验的作用，借给学生一些简单的仪器和药品，让学生进行家庭小实验。如：检查食盐中是否含碘、草木灰中无机盐含量的测定；活动课题不受教材的限制。在教师的指导下，学生可以根据自己的兴趣爱好开展活动。如自制肥皂，洗洁净等实验。在进行实验的同时，也使学生的创新能力得到尽情的发挥。三、加强思维训练，挖掘创新潜能 创造性教学的一个基本观念：要时时重视培养学生的创新素质，提高学生的创新能力，如果说创新意识是创新素质和创新能力的起点，创造性思维则是创新能力的“内核”，即创新思维是培养学生创新能力的关键4。在实验教学过程中，重视让学生学习一些创造性思维的知识、技能。这不仅能使学生学到一些创造学方面的知识，拓宽学生视野，激发学习运用创造性思维的兴趣。还能够极大地增强学生的学习热情，促进学生开展一些创造发明活动。例如：在实验课上，教师手拿一支试管，请同学们“吹毛求疵”，对试管找缺点，课堂上同学们争相议论，最后找出（1）试管易破，（2）只能发生一个反应，（3）浪费药液，在找出毛病的基础上，可引导学生进行创造发明。对仪器进行改革，如有些同学想出用吃完药的塑料板来代替试管。这样既把废物得到了重新利用。又加强了学生思维的训练。 四、鼓励创新实验，实现创新价值 创新是道前人所未道，想前人所未想，补别人之不足。实验创新既包括根据一定的目的和任务，从零开始，通过探究确定实验仪器、药品、装置和操作方案，也包括对原有的实验从新的角度给予新的思考、审视，找出缺陷和不足给予修正和扬弃。 根据化学实验的特点，为达到培养学生创新能力的目的，我认为可引导学生进行以下方面的实验创新。（1）实验原理创新。如：在制取O2的实验时，教师可要求学生尽可能用挑剔和判断的眼光去发现教材中KClO3和MnO2制取所存在的缺陷，如装置复杂，反应条件要求较高(需加热)并伴有副反应使制取的O2不纯。然后让学生根据实验原理，设计更为合理的实验方案。通过比较发现用H2O2分解制O2，不但产物纯度高，且安全、简便、快速。（2）实验操作创新。如CO还原Cu0的实验。教材中的装置复杂，演示费时。且常有有毒气体放出。为此，教师可鼓励学生进行如下更换：取一个150毫升的锥型瓶，配好胶塞，塞子上插好一段铜线，下端绕成螺旋状，用该锥形瓶收集一瓶CO气体，并用一胶塞塞紧备用，将螺旋铜线加热，紫红色的Cu变为红色，问为什么？因刚生成的Cu0活性较大，立即插入锥形瓶中，马上看到黑色Cu0又变成紫红色Cu，追问为什么？再往瓶中倒入一些石灰水，立即看到浑浊现象。（3）实验方案创新。对教材中没有的实验，鼓励学生勇于开拓创新，在遵循科学、安全、可行的原则下，让学生各自发挥自己的聪明才智，探索合理的方法，设计各种可行的方案。如：设计区分食盐水和溶液的实验方案，可以利用密度、气味、沸点、导电性、挥发性、可燃性来区分。也可根据AgN03试剂对溶液的特殊反应现象来区分，还可以根据生物细胞对溶液反应等去设计。实验创新训练了学生灵活运用创造思维方法，同时又促进了学生自觉的、有意识地去进行创新，并不断提高自身创造能力。待添加的隐藏文字内容2五、创新方案制定，研究方案实施（一）演示教材实验方案在现行的高中化学教材中选取实验作为创新设计的目标并进行演示。演示教材实验方案的目的是验证实验原理，巩固知识，培养学生观察能力和操作技能。演示教材实验方案，是开展创新实验教学的前提和基础，教学过程要规范化。要使学生通过演示实验牢固掌握化学实验原理，并从中获取和积累相关的实验知识，掌握学会实验操作方法和实验观察方法5。（二）评价、质疑教材实验方案教材中实验有些设计及操作方法虽然都是经过反复验证的，但在实际操作中仍存在着这样或那样的不足之处。如在教学中会遇到一些实验现象不明显，操作复杂，污染物没有处理等问题。教师先带领学生们共同分析实验的不足之处，然后鼓励学生提出自己的想法，自行在原有设计方案中寻找不足进行设计改进。对某一问题的解决或思路不要求唯一，多引导学生思考“你想到了哪些可能性？还有什么不同的想法？”教师追求的目标不是唯一的正确答案，而是使学生产生尽可能多、尽可能新的想法、解法和可能性。即使教师事先无法估计学生将做出怎样的回答，也是正常的现象。教师在演示教材实验后，依据创新实验教学设计原则对教材实验方案进行评价、质疑。（三）提出实验创新设计目标在评价质疑实验方案的基础上，不失时机的提出创新、改进演示实验的目标、方向、假设，就能激发学生的创新欲望，从而产生创新动机。在教学中将创新目标、途径、方法等与评价质疑过程自然融合，形成和谐而整体的课堂教学氛围。实验创新、设计目标和结论假设的提出应以培养学生创新意识，激发创新兴趣为总目标，符合中学教学实际。创新的目标制订，一般不易过细。创新设计实验的目标是：（1）提高实验效果目标。（2）时间效益目标。（3）经济效益目标。（4）环保目标。（5）安全性目标。 对具体实验提出创新设计目标，一般只侧重某方面目标，不可能全面涉及。在上述创新设计教学目标的指导下，教师要引导学生进行创新设计，为达到这些目标对具体实验应提出可能思路和创新假设6。由于学生认知水平和时间限制，学生自己设计的方案肯定还会有不足和缺陷，教师要以正面评价为主，保护学生的创新热情和积极性。（四）展示方案示例，启发学生思考经过教材实验方案的评价、质疑、讨论和实验创新目标的设计，学生的创新动机已很强烈，但是学生创新设计过程有一定难度，所需知识的积累较多，基础性强，需要学生的坚强毅力和耐心，需要学生保持持久的创新动机和知识信息交换、重组，需要学生的灵感和创新能力。教师要在已有创新方案中挑选典型示例，进行展示和分析。通过语言的诱导和情感教学，强化对学生思维和技能的训练，引导学生的思维按预期目标指向去思考、想象、联想。通过对知识比较、加工、分析、迁移和重组，最后设计出可行的实验方案7。（五）设计实验创新方案实验的创新性与实用性是设计创新方案的重要要求。在教师指导下，学生独立完成实验方案的创新与设计是创新实验教学的最高层次，也是检验教学效果和学生能力的重要方面。形成实验的大致框架后，教师应进一步要求学生运用已有的知识与经验，制定出具体的实施步骤8。（六）实验探究，演示创新设计方案在评价质疑讨论教材演示实验的基础上，根据创新设计目标，演示选定的创新实验方案，是强化学生创新意识的重要步骤。通过演示创新实验方案，学生首次体验感受到取得创新成果的愉快心境，使学生真实感受到创新对自己并不遥远，更加增强了学生创新积极性、创新意识，这样就使通过演示实验培养学生创新意识的教学功能得到充分体现和发挥9。在此基础上，对展示的创新实验方案再次评价、质疑、讨论，进一步强化学生的创新意识和创新积极性。 演示创新方案，再次评价、质疑时教师要注意如下几个问题：（1）对演示创新实验方案的操作要点、注意事项进行阐述。（2）以评价比较(与原方案)的优点和进步性为主。（3）评价、质疑新方案还可能存在的缺点、不足。（4）使学生学会选择最佳实验方案方法，比较评价不同实验方案的优缺点。（5）要使学生明白创新设计目标不同，就会得到不同的设计方案。这里需要指出，由于教学时间限制，演示实验新方案的形式要根据教学时间灵活掌握，可以从挂图、投影、多媒体教学软件等多种形式进行展示设计方案，也可以演示或课后学生自己做实验验证。通过多媒体教学手段的广泛使用，可以使课堂教学密度、容量增大，学生活动时间增多，教师讲授时间减少，这就为实验创新教学提供了机遇10。（七）解释实验问题在实践活动中，学生会面对各种困惑。比如：学生实验出现了反常现象学生解释不清；实验遭遇失败需要寻找原因等，教师应该先给予学生充足的发现、比较、整理与归纳的时间，然后在学生思有所得的基础上，参与学生的讨论并适时地加以点拨。并以重新实验、补充对比实验、提供相关信息、查找相关资料等方式对出现该问题的原因或是改进实验设计的方法加以研究，帮助学生提高实验效率，增强信心。（八）交流评价，实验反思教师对学生的设计方案要依据创新设计的教学目标来评价，对学生的设计方案中创新色彩最浓的方面，独创性明显的地方，要充分肯定、鼓励、表扬。评价过程中要以正面评价为主，同时指出不足和改进方法，要保护学生的创新热情，使他们在不断的创新实践中激发学习兴趣，使创新成为掌握知识的动力，逐步培养学生的科学素质。总之，按照一定程序，对学生进行规范化实验创新教学，就不仅能达到传授、巩固化学知识的目标，而且能激发学生学习兴趣，培养学生创新意识、创新精神11。通过化学实验创新教学，进一步完善、开发了化学实验的教学功能，提高了人们对化学实验的教学价值的重新认识12。参考文献1 中华人民共和国教育部制订.全日制普通高级中学化学教学大纲M.北京：人民教育出版社2002.2 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验稿）M. 北京：人民教育出版社，2003.3 吴俊明.议当前实验教学的改革和创新J.化学教学.2004.(4).4 周青,刘建青,杨辉祥.我国目前中学化学实验研究述评J.化学教育.2005.（1）.5 王小明,彭署晋,王国繁.化学教学实施指南M.武汉：华中师范大学出版社，2003.6 朱永新.我的教育理想M.南京：南京师范大学出版社，2006.7 刘知新.化学教学系统论M.南宁：广西教育出版社，1996.8 邵玉法.浅谈中学化学实验探究式教学与创新能力的培养J.兵团教育学院学报， 2006.(2).9 郑长龙.化学实验教学新视野M. 北京：高等教育出版社，2003.10 梁慧姝,郑长龙.化学实验论M.南宁：广西教育出版社，1996.11 吴立岗.现代教学论基础M. 南宁：广西教育出版社 2001.10.12 人民教育编辑部.新课程优秀教学设计与案例M.海口：海南出版社，2003.