化学教育与学生创新精神培养

【摘　要】当今世界,科学技术以前所未有的速度迅猛发展,信息技术、生物技术、纳米技术等高新技术不断涌现。新技术的研究与应用为社会经济发展提供了无限的动力,同时使经济、社会、文化、生活等领域发生了广泛而深刻的变化。随着科学技术的发展,科技创新成为综合国力竞争的焦点,科技创新后备人才的培养已成为时代赋予教育的重要任务之一。创新教育是基础教育的重要组成部分,是教育的最终目的之一,很多学校越来越重视青少年创新精神的培养。

初中化学教育对学生创新精神的培养具有重要作用。通过实践,笔者总结出相关的经验:包括利用化学经典实验开拓学生创新思路;从化学物质中引导学生寻找发明创造的灵感;发挥化学教学与科技创新活动提升学生素质的综合作用;以及在科技活动中培养学生创新精神的案例等。

【关键词】化学教育　创新精神　培养

当今世界,科学技术以前所未有的速度迅猛发展,信息技术、生物技术、纳米技术等高新技术不断涌现。新技术的研究与应用为社会经济发展提供了无限的动力,同时使经济、社会、文化、生活等领域发生了广泛而深刻的变化。随着科学技术的发展,科技创新成为综合国力竞争的焦点,科技创新后备人才的培养已成为时代赋予教育的重要任务之一。创新教育是基础教育的重要组成部分,是教育的最终目的之一,很多学校越来越重视青少年创新精神的培养。

初中化学教育对学生创新精神的培养具有重要作用。通过实践,笔者总结出相关的经验,下面分别予以介绍。

一、利用化学经典实验开拓学生创新思路

化学发展史是记载化学家们创新的历史,他们的创新思路和创新方法都值得人们去了解和借鉴。通过这些经典实验的再现,可以开拓学生的创新思路,让他们有茅塞顿开的感觉。

在化学教学中,笔者特别重视经典实验的发现过程,注意分析科学家的思维过程和思维方式,这样有利于学生理解和掌握课本知识,更有利于培养学生的科学素质和创新能力。如在讲授“原子的结构”内容时,除介绍多位科学家对原子的揭秘过程,笔者还重点展示了“卢瑟福d粒子散射”实验的详细过程,引导学生沿着前人的足迹,展开想象的翅膀,积极思考。又如拉瓦锡的空气中氧气含量的测定实验也是一个经典的实验,该实验提供了一个很好的实验方法,把无形的气体的体积转化成有形的水的体积,其精妙之处让人佩服。

再如波尔多液是农业上的一种杀菌、杀虫剂,它的发明就很偶然。1882年法国人米拉德在法国波尔多城附近发现各处葡萄树都遭到病菌侵害,只有公路两旁的几行葡萄树安然无恙。他感到奇怪,便请教园工。原来是园工将石灰水和胆矾溶液分别洒到树上防止有人偷食葡萄。对此米拉德很受启发。经过反复试验,终于研制成功“波尔多液”农药。从这个发明可以看出,看似偶然的发现其实并非偶然,强烈的好奇心点燃了灵感之火,灵感之火在丰厚的知识储备中终于结出了“创新之果”,这一经典实验使学生对化学的学习有兴趣了。

二、从化学物质中引导学生寻找发明创造的灵感

世界上化学物质三千多万种,每种物质的物理化学性质各不相同。物质性质决定它的用途,在发明的过程中,材料的选择是最重要的一个环节。很多时候学生在开展科技活动的时候总是找不到合适的材料来完成自己的发明,往往会感到束手无策。但如果在学习化学的时候,引导学生带着一颗特别的心去留意每一种物质,那么他们的收获可能会更大些。教师可以在课堂教学中引领学生从化学知识中寻找发明创造的灵感。比如学习到活性炭的吸附性时,笔者引导学生抓住吸附性可以除臭和除色素的性质,尝试开发系列产品。学生首先列出生活中有臭味的地方和物品,如球鞋、冰箱、厕所、下水道等,然后学生的创意就进发出来了,有人设计了活性炭防臭袜子、防臭球鞋、防臭鞋垫;有人设计了活性炭冰箱除臭剂;还有人设计了救灾应急净水装置。学生的思维打开之后一发不可收拾,因为他们找到了创新的源泉,抓住了一种物质的特性,物尽其用。学生还对活性炭的再生进行了研究,加深了对这一知识点的巩固和深入。

又如在做生石灰加水放出大量热这个实验后,学生对该实验现象表现出很浓的兴趣,笔者趁势引导学生尝试用放热反应来发明一些实用的产品,学生的创新之火再次被点燃,五花八门的创意又冒出来了:生石灰煮蛋器、自热式饭盒、生石灰方便面、生石灰取暖器……以上发明的方法就是围绕某一物质的性质充分挖掘它的功能,并把该项功能设计成产品。学生从化学中找到了学习的动力和兴趣,学有所用,化学学习不再是枯燥的死记硬背了,学了的知识马上就可以用,马上就可以帮助那些需要我们帮助的人,知识的价值通过创新得到最大的体现。

在学习催化剂时,为激发学生的无限遐想,笔者说为解决能源问题,自己有一个梦想就是发明一种催化剂能把水变成氢气和氧气,轻松解决能源问题,学生们都笑了,一个个跃跃欲试,他们太想了解催化剂是怎么回事,学生的学习更加主动积极了,课本上那些介绍已远远满足不了学生的需求,他们还会去网上查找有关资料。

在学氧气的制法时,我要求学生针对特殊情况下的供氧需求设计制氧产品,学生在研究了三种教材介绍的制氧方法后,分别设计了三套方案。学生在设计的时候就对这三种方法进行了评价,最后得出野外制氧的最佳方案,根据这个方案制作出装置。读书的目的是为了用,学生有了需要就会认真研究学习,不是为了那张考卷,那个分数和排名,而是为了创新,为了帮助那些有需求的人,真正体现知识的价值。

在学习氧气和二氧化碳气体的检验时,笔者设计了这样一个问题,请为在矿井工作的矿工发明一个检查环境中是否二氧化碳超标、是否缺氧气的简易装置,学生马上去研究气体的性质和检验方法,这种教学要求学生具有较强的创新精神和实践动手能力。

在学习温室效应时,笔者引导学生制作简易测定二氧化碳排放的工具,每个人每天平均产生和排放12公斤的碳;在学习灭火原理时,学生发明新颖环保灭火器,自己研究配方;而根据干冰的使用价值可以开发出不同品种的新产品。

三、发挥化学教学与科技创新活动提升学生素质的综合作用

在化学新课程中,凸现科技创新的知识很多,有化学史料、前沿科学知识、生活中的化学。如:纳米技术、C。陶瓷材料、测定雨水pH值等。这些素材是开展讲座、探究、阅读、交流的好题材,它贴近生活实际,令学生倍感亲切。只要善于抓住教材与现代科技、生活、生产的契合点,就能发挥化学教学与科技创新活动提升学生素质的综合作用。化学教学提供方法基础,科技创新活动则提供实践机会。例如,学生的发明创造离不开个体的研究性学习,研究性学习为发明创造奠定方法基础。研究性学习中思维的批判性及创造性使发明创造成为可能。如化学实验研究中寻找最佳途径和改进实验,有机生物电池、废旧电池的回收和利用,白色污染何时

了,河污水排放的调查及分析和建议,体现了学生研究过程的创造思维。还可联系社会大课堂,服务于社会的实践活动,如写调查报告、小论文及参与学校校本课程开发,到工矿企业生活,参加环保等。

四、在科技活动中培养学生创新精神的案例

在科技活动中,为了有针对性的培养学生的创新精神和实践能力,可以结合他们所提出的林林总总不便的事,全体同学参与,选择自己或别人的不便之事,独立思考,寻找解决问题的方案(也可以几个学生组成一个科技攻关小组)。

例如,发明透明胶带切断器的肖雨同学在寻找材料上遇到了困难,她说应该在胶带上绑一个小刀片,用手压就可以切断胶带了。但是用什么材料把刀片固定住呢?她找了很多材料。最后有一天她在给单车打气的时候无意中发现,修车的师傅用废旧的车胎补车,能不能用橡胶把刀片固定在上面呢?于是她剪了一小块橡胶皮,用万能胶水把刀片固定好。由于橡胶有弹性。效果很不错。但试验时又发现一个问题,就是刀片在切断胶带时不是很锋利,要用较大的力气按住才行。遇到新的问题怎么办呢?教师鼓励她再多想想,走出去调查市场寻找类似的产品。肖雨同学不气馁,她又去文具店去调查,发现文具店有一种台式的透明胶切断器,体积较大,不利于携带,而这种切断器的切口是尖齿状的,像鳄鱼的牙齿。这时候她突然间灵光闪现,　“我的产品也可以做成尖齿状”,她马上回到家中马上用剪刀把一块小铁皮剪成尖齿状,然后粘在橡胶皮上,再套在胶带上,大功告成。经过试验,果然效果明显,终于成功了,肖雨同学的脸上露出了胜利的微笑。

再如,发明防止鱼跳走的鱼兜的是吴家辉同学,他是一个身材高大、性格害羞的男生,他的动手能力很强。利用周六周日休息,他在家里找来了材料和工具,想方设法做出了一个带盖的鱼兜。周一他兴高采烈的把它带回了学校给同学展示,老师和同学给他的意见是太难看,不实用,原来他设计的盖是用月饼铁盒作材料,这样一个铁月饼盒盖又不能透水,使用起来肯定费力。吴家辉同学虽然不好意思,但还是虚心地接受了同学的意见,到了下个周六,他回到家里又进行了改进,这次他带来的一个有着漂亮的网状盖的雨兜,困难终于解决了,望着同学们敬佩的眼光,吴家辉也笑了。

还有发明带温度计的奶瓶的周钧亮同学,他在这次活动中积极动脑动手,在选好了奶瓶之后,他为了寻找一支短小的温度计跑了很多商店、超市、文具店。终于功夫不负有心人,做成了这个测温奶瓶。

另外还有发明晒鞋的架子的伍健懿同学,做出模型后请同学提意见,几次改进才成功。还有一些有很好创意但由于知识能力不够没做成功的同学,他们把自己的设计画在纸上,图纸画得像模像样,有点工程师的水平。

当今世界,竞争日趋激烈,国家之间的竞争最终就是人才的竞争,人才的竞争最终就是人的创新能力的竞争。在创新社会中,教师和学生都要与时俱进,教师要更新观念,终身学习。初中化学教育所涉及的科技知识较新颖,方法也有所创新,教师必须树立终身学习的观念,不断提高自身素质,才能实现培养科技创新后备人才的目标。