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聚焦高中化学实验教学提升学生创新思维

2024-11-01张锦福

高考·上 2024年11期

摘 要:随着我国社会的不断发展和进步,创新思维能力已经成为新时代对人才的基本要求,这就对高中化学实验课的教学提出了更高的要求。在高中化学实验课中,如何培养学生的创新思维、提高学生的创新能力,是当前教育领域面临的一个重要课题。基于此,文章以“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质”为例,探讨了如何在化学实验教学中提升学生的创新思维能力,并且对高中阶段学生的学习特征、当前高中化学实验教学的现状进行分析,聚焦高中化学实验教学提升学生创新思维的重要性,提出了相应的教学策略和方法。

关键词:高中化学;实验;创新思维;化学沉淀法

随着社会的发展和科技的进步,创新思维能力已经成为当代学生必备的基本素质之一。在高中化学教学中,实验教学是培养学生创新思维的重要途径,在实验操作中,学生不仅能够验证化学知识,还能推演教材理论。然而,当前高中化学实验教学的现状并不容乐观,许多学生在实验过程中缺乏观察、思考和创新的能力。因此,高中化学教师应在新课程背景下,创新并优化实验教学,提升学生的创新思维能力。

一、高中化学实验教学的原则

(一)安全性原则

在开展高中化学实验教学活动时,确保操作的安全性是置于首位的根本准则。在开展实验教学过程中,教师要把控好学生的安全,防止不测事件的发生,教师有责任对学生在实验活动中的安全予以指导,使其掌握必要的实验技巧和安全常识。学校必须配备符合安全标准的实验用品,并建立周密的校内安全规范,以保障实验课程的顺利进行。在实施实验时,教师需严格监控学生的各项操作,并对潜在的安全隐患进行快速识别与修正,同时教师须制定应对突发意外的紧急预案[1]。

(二)直观性原则

在高中化学实验教学中,确保教学内容直观易懂是必须遵循的一项关键指导方针。通过具体的实验现象,实验教学法能有效促进学生在化学领域的认知深化与技能掌握。为了贯彻该教学准则,教师需挑选能够展示直观现象的实验,同时保证实验过程的清晰可观察性。在实施实验的环节中,教师需指导观察者留意现象变化,并针对观察到的结果进行说明与理论阐述。教师在授课过程中,可以借助多媒体工具,提供实验现象的视觉和动态资料,从而加深学生的直观理解。在教学过程中,采用直观性原则能让学生更清晰地把握化学知识,进而显著提升学习效果。

(三)实践性原则

在高中阶段进行化学实验的教学过程中,坚守实践性这一根本指导方针,是确保教学效果的关键因素。实验性教学模式,不仅是知识获取的手段,更是学生直接动手操作与感受的过程。教师须贯彻此原则,通过指导学生投身化学实验的具体操作,令其亲自领略实验步骤的奥妙。在实施实验的过程中,教师须指导学生亲自进行操作,观察产生的现象,并对观察到的数据进行记录、分析与阐释。在教育过程中遵循实践性原则,能够助力学生掌握实验技能,进而提升实验操作能力。

二、对当前高中化学实验教学的现状进行分析

(一)对实验教学的重视程度不够

在当前高中阶段,化学实验教学环节面临的主要挑战是学校和教师对其缺乏必要的重视。在众多学校中,受应试教育模式74c6a94ec775e5c6a2f1e8c247b2a7d1的影响,教师及学校往往更加关注学生的考试成果,化学实验类课程在考试评价体系中所占权重较低,导致其在学校教育实践中未能获得相应的重视。实验教学要求有较高的时间和精力投入,然而教师肩负的工作任务已经相当沉重,这使得他们对于实验教学的参与热情显得不足[2]。

(二)实验教学资源不足

当前,高中化学实验教学面临的另一个关键挑战是实验教学资源的匮乏。在教学活动中,实验所用仪器的数量不足及品质参差不齐,未能充分满足教学过程的具体需要,在一些学校,资金的缺乏导致了实验用具的磨损及不完整,直接影响了基础实验教学的开展。在实验教学过程中,所选用的教材与指导手册均需谨慎考量,在当前教材中,存在实验部分偏重理论、实用性不足的问题,这对学生实践操作技能的提升构成了障碍。

(三)实验教学方法单一

当前高中化学实验教学所采用的教学方式较为固定,主要是依赖教师的实际操作演示,而学生则处于观察学习的地位。在这种模式下,学生处于一种被动接受知识的地位,他们很少或没有机会主动介入和亲自动手实践。而且在实验教学场景中,教师常专注于实验的最终成效,却对实验的操作过程关注不足,这导致学生未能在实验操作中深入领会实验的基本原理与技巧。

三、聚焦高中化学实验教学提升学生创新思维的重要性

(一)高中化学实验教学有助于培养学生的观察能力

在高中阶段,化学实验教学活动对于学生创新思维能力的提高,发挥着至关重要的作用。在化学实验中,学生必须细致地观察出现的各种现象,进而基于这些观察得出科学性的结论。敏锐的观察力构成了创新思维的根本,这种能力使得个体能够探测到先前未被认识的问题,并据此提出未经验证的假设。在实施化学实验教学过程中,教师担当指导者角色,指导学生观察实验所揭示的现象,进而促进学生探求问题根本,有效点燃其创新思维的火花。教师应有能力设计具有一定挑战性的实验流程,使得学生在动手实践中不断尝试和探索,进而有效提升观察与创新的能力。

(二)高中化学实验教学有助于培养学生的分析能力

化学实验教学活动旨在提升学生观察细致性与分析问题之能力。在进行化学实验的过程中,学生需从所观察到的实验现象中辨识并抽取关键信息,进而对出现的问题进行原因分析并提出相应的解决策略。此种分析技能,系创新思维结构中的关键要素,在化学实验教学过程中,教师应指导学生分析实验所得数据,进而推导出符合科学逻辑的结论。教师应设计需深度思考的实验活动,引导学生于实验流程中持续思索与剖析,以培育其分析与创新思维。

(三)高中化学实验教学有助于培养学生的动手能力

在教育过程中,化学实验教学对于提高学生的实际操作技能起着至关重要的作用。在化学实验过程中,学生亲自动手进行操作,有助于他们对化学知识进行更深入的理解和记忆。实践操作技能是创新思考的基石,扎实的实践技能是理论知识应用于现实问题解决的关键。在化学实验教学过程中,教师应指导学生亲自动手,感受化学实验的魅力。同时,教师应精心设计具有一定难度的实验,促使学生在探索和尝试中,逐步提升自身的实践技能及创新意识[3]。

(四)高中化学实验教学有助于培养学生的创新能力

在教育过程中,化学实验教学活动对于培养学生创新思维能力发挥着至关重要的作用。在进行化学实验的过程中,学生需运用他们在课程中所学习的化学知识来解决实际遇到的问题。创新思维之核心,在于能力的创新性发展,此能力是思维发展的关键所在。在实施化学实验教学过程中,教师应指导学生通过实践活动探索新问题,构建假设,并利用已掌握的化学知识进行问题解决。同时,教师应设计具有挑战性的实验活动,使学生在探索和尝试中提高创新能力。

四、“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质”教学策略

(一)应用微课,演示实验

在针对高中生的化学实验课程中,融入微课教学与示范实验,能显著促进学生创新思维的发展。微课,这一新兴的教学方式通过短视频形式向学生展示实验的步骤、原理及现象,从而使学生对实验过程有更加清晰和直观的认识,为实验操作奠定扎实的理论基础。

微课,作为实验教学领域新兴的教学方法,扮演了连接理论与实践的桥梁角色。在进行粗盐杂质去除的化学实验之前,教师可制作涵盖实验基本原理、具体操作流程及预期现象的微课视频资料。学生通过观察微课视频,能够全面把握实验内容,从而为后续的实际操作奠定坚实的基础。学生可以随时反复播放微课视频,这样有助于他们加强对于实验知识和技巧的掌握。在实验环节,教师通过实际操作展示了化学反应,使学生能够直接感知这一过程,教师指导学生观察实验所揭示的现象并对实验背后的原理进行剖析,以此助力学生提高观察力及逻辑思维能力。因此,在实验教学过程中,采用微课与演示实验相结合的方法,不仅有助于提升学生的实际操作能力,而且能够培育其创新性思维,学生通过观察、分析、思考、探讨等环节,能够更加深入地理解实验的基本原理,熟练掌握实验的操作方法,从而有效提升自身的化学素质。

(二)整合资源,形成问题

将各类教学资源进行整合,以问题导向为核心,能够在学生中点燃创新思维的火花。在实验教学过程中,教师应当围绕粗盐提纯主题,融合各类教学资源,创设既具挑战性又具探究性的问题,以引导学生进行实验操作。

首先,教师应指导学生对粗盐的纯化过程进行深入思考,这包括详细的分步操作。学生在研究过程中,通过资料搜集与集体探讨,得知粗盐中包含诸多杂质,如泥沙、硫酸根、钙镁离子等,这些不必要的成分对食盐的品质和风味产生不良影响,采用化学沉淀法对粗盐中混杂的杂质进行去除,能够显著提升食盐的品质及其味觉体验。随后,教师应引领学生探讨化学沉淀法的根本原理及其操作流程。学生在研究过程中,能够通过资料搜集和集体探讨得知,化学沉淀法是运用化学反应原理,引导杂质离子凝结成难以溶解的固体颗粒,随后通过过滤操作将这些颗粒从溶液中分离出来。具体步骤包括:先在配制好的溶液中加入特定的沉淀剂,搅拌以促进反应的均匀进行,接着通过过滤操作分离出混合物中的固体成分,之后对固体进行洗涤以去除杂质,最后将洗涤后的固体进行干燥处理,以获取纯度较高的产品。在此之后,教师应指导学生执行实验室内的操作程序,在教学过程中,学生亲自动手开展实验,通过观察沉淀生成及过滤结果,加深对相关科学概念的理解。在开展实验时,教师应引导学生认识沉淀剂挑选及其用量精准控制对实验成效的直接作用,并学习通过改变实验参数提升纯化效率的策略。在最终阶段,教师应指导学生对所学成果进行深入解析,并共同探讨相关议题,进而有效提升自身的化学理论水平和实验操作能力。

(三)优化内容,增强趣味,创意展开实验

优化实验内容,提升其趣味性,能有效促进学生在创新思维方面的提升。在开展粗盐提纯实验教学过程中,教师应依据实验基本原理与具体步骤,匠心独运,设计一些既寓教于乐又充满探索精神的实验活动,以此点燃学生的学习热情。

在实验进行时,教师可以指导学生探讨实验步骤的改良途径,旨在提高实验的作业效率,比如,当处理粗盐的溶解过程时,采用热水而非常水,能够提升溶解的效率,教师可通过分析两种手段的利弊,让学生思索热水促进溶解速率之原因,学生体验运用各类搅拌器,如玻璃棒和磁力搅拌器,观察不同工具对搅拌效果的影响,进而确定最适宜的搅拌设备。教师指导学生进行深入探讨,如对于实验过程中所采用的化学试剂,如何做出恰当的选择,以便有效降低观测结果的不确定性。在进行实验过程中,学生挑选合适的化学物质,即沉淀剂,以促使混合溶液中的有害离子与沉淀剂发生化学反应,进而生成不溶性的沉淀物。在教学过程中,教师指导学生通过实验操作,比较不同类型的沉淀剂对实验结论的具体影响,在对比实验所得数据与观察成果的基础上,学生能够对各类沉淀剂的性能进行评估,并据此挑选出最为适宜的品种。之后教师运用实验结果来辨识并判定杂质是否存在于体系中,并探讨去除这些杂质的可能方法。

(四)依托技术,创新形式,动画模拟实验

借助当代科技方法,对实验教学模式进行创新改革,可显著增强学生在思考上的创造性。在实验教学过程中,教师可以通过动画模拟来让学生更清楚地理解实验的基本原理和具体的操作

流程。

在粗盐的纯化过程中,学生须执行如溶解、过滤、蒸发等一系列烦琐的操作步骤,以除去粗盐中的杂质。在实验教学中,繁杂且易错的操作程序常常使得学生难以深刻把握实验的基本原理与具体流程,为应对特定难题,教师可通过动画形式对实验过程进行模拟,从而把实验的原理和步骤呈现给学生。通过借助动画手段,学生能直观感受化学实验中发生的各种化学反应背后的原理与现象,进而专注于探索实验的原理及现象。教师可通过动画手段,对实验过程进行仿真展示,使得学生能够观察到在粗盐溶液中添加化学试剂时,其中的杂质离子与试剂互动并形成沉淀的具体情况,能够清楚地看到沉淀产生的过程,并了解如何通过过滤等方法将沉淀与溶液区分开来。学生通过此方式,不仅能领会实验的基本理念,而且能熟悉实验的具体过程,从而有效提升实验的成效。此外,学生可以通过重复播放动画模拟实验,进行多次观察和分析。因此,在实施实验的过程中,学生拥有随时中断动画播放的权限,借此机会对实验现象进行更为深入的思索。这种方式有助于培养学生的观察力、思考力和创新探索能力。

结束语

总而言之,化学实验教学是高中化学教学的重要组成部分,它不仅可以帮助学生巩固理论知识,还可以培养学生的实验技能和创新思维。因此,在“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质”的教学中,化学实验不仅帮助学生巩固了化学知识,提高了实验技能,还激发了他们的创新思维,培养了他们的科学素养。

参考文献

[1]刘忠艳.高中化学实验教学中学生创新思维的培养[J].新课程教学(电子版),2023(3):95-96.

[2]王萍花,秦晓霞.高中化学实验教学创新优化策略探究[J].科学周刊,2023(10):94-96.

[3]毕淑娟.基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践与思考[J].考试周刊,2018(5):151.