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转变观念 优化教学 培养创新能力 |
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作者：未知 来源：网摘 加入时间：2007-4-21 师生下载站 |
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摘要 本文简要分析教师教育观念、化学课堂教学、化学实验教学与培养学生创新思维、创新精神、创新能力的关系。以实例简介通过课堂教学或实验教学培养学生创新性思维的方法，并构建型教学模式全面提高学生科学素质。
关键词 教学模式 教育观念 课堂教学 实验教学 创新能力
当今世界，面向21世纪的教育正在出现一系列新的变革趋势，各国正在更高普及教育的基础上，更加注重提高教育质量和教育效益，其中培养高素质的富于创新精神和创新能力的人才已被摆到一个突出的位置上。我国逐步实施的素质教育最为核心的价值目标也正是教育对人的创新精神的培植和创新潜能的挖掘。而创新教育是创新人才和创新思想诞生的不竭之源。
所谓创新教育，就是指运用教育技术，优化教育资源，把人才学、教育学、创造学、心理学等有关学科的理论知识有机结合起来，结合本学科的特点，构建新型教学模式，帮助学生树立创新志向、发展创新思维、培养创新精神和创新能力的教育。
创新教育至少应包括以下几个方面的内容：一是树立创新意识，即创新意图、愿望和动机；二是培育创新思维，即不受固有模式束缚而进行的有创建性的心理反应；三是培养创新能力，即各种创新方法和解题策略的掌握与运用。
培养学生创新意识、创新精神和创新能力可以从以下几个方面着手：
1. 转变教育观念，构建新型教学模式，掌握教育的“第三张通行证”。
柯林·博尔最近在向经济合作与发展组织教育研究与革新中心提交的一篇论文中提出，一个人要想获得成功，必须掌握三张教育“通行证”。这三张通行证是：
学术性通行证：体现教育的传统作用，强调读写和运算能力，强调取得人要获得能使自己在社会上起有意义的、满足自我的知识。
职业性通行证：指集中进行在一个技术快速的世界上进行劳动所需的教育。
事业心和开拓技能的通行证：柯林·博尔等人是这样来描述这种有事业心和开拓技能的人的，“对于变化持积极的、灵活的和适应的态度，视变化为正常、为机会，而不视其为问题。一个如此对待变化的、具有事业心和开拓技能的人，具有一种来自自信的安全感，处理危险、冒险、难题和未知，从容自如。这样的人具有提出新的创造性思想、发展这些思想、并坚定不移地使之付诸实施的能力；这样的人有能力并勇于负责，善于交流、谈判、施加影响、组织和规划。他是积极而不是消极的，有信心而不是朝三暮四的，有主见而不是总依赖着他人”。
北京师范大学顾明远教授在《提高教师的素质是迎接21世纪教育中的优先课题》中说：要提高教育质量，改革教学内容，改善教学设备无疑都是需要的，但我认为最关键的还是在于提高教师的素质。提高教师素质中关键的一项就是教师具有创新意识和创新能力。
实际教育教学工作中，为了培养学生独立思考和独立工作的能力，就需要教师进行创造性的设计和组织，去培养学生的创新思维和创新能力。去发现和扶植学生的思维，既科学又艺术的培养学生的创新能力。转变传统教育观念中阻碍学生创新思维发展的观点，鼓励创新学习发挥学生的主体作用，尊重学生的个性；构建新型师生关系，鼓励大胆质疑与创新、提倡教学相长、共同进步；重视实践活动，重视化学与社会、化学与生活的教育，培养学生探索精神和培育学生良好的思维品质，如不怕挫折、敢于创新等。
中学基础知识教学，特别是理科教学，是对前人研究、发现所积累的基础自然科学知识成果的传播再现，不具有首创性，所以中学化学中的创新教育不是开拓和创新未知的知识领域和知识体系，而是教师创设一定条件、环境和氛围，引导、启发学生去思考、模拟、探究原科学家的实践活动过程，发现“新”现象，通过联想、判断、推理、综合分析、查阅文献，归纳出物质由此现象的本质和规律，这个活动的过程，就是创新思维的培养过程。
所以教师转变教育观念，构建新型教学模式，是培养学生树立创新志向、发展创新思维、培养创新精神和创新思维能力的前提和基础。
2.在化学课堂教学中培养学生创新意识，就要重视教学内容、教学方法的转化。
课堂教学是培养学生创新思维和创新能力的主渠道，教师可以根据不同的内容、不同的环境和不同学生的认知能力，设计新型教学模式，充分调动学生的思维，不断引导、诱启学生思维活动向着既定的方向进行，从而达到培养学生创新能力的目的。
让学生真正理解和掌握知识，主动学习，进行启发诱导式教学，促进学生良好的人格发展，必须充分挖掘教材内在的智慧和精神价值，使教学成为既丰富有益且生动趣味的活动，接近学生最近发展区，全面提高学生的科学素质。
如学习铁的化合物和亚铁化合物的相互转变时，我们可以从铁与非金属的反应开始讨论：
Fe+S D FeS
3Fe+2O2 燃烧 Fe3O4
2Fe+3Cl2点燃 2FeCl3
这就说明铁既可以氧化成+2价，又可以被氧化成+3价。强氧化剂可以将铁氧化成+3价，象Cl2；弱氧化剂可以将铁氧化成+2价，象S；氧气属于比Cl2弱而比S强的氧化剂，所以生成物中铁既有+2价又有+3价。所以铁究竟氧化成+2价还是+3价取决于氧化剂氧化性的强弱。复习基础知识，为创设启发诱导做铺垫。然后启发提问学生亚铁化合物转化成铁的化合物需要加入什么物质（学生一般回答氧化剂）？然后提问常见的氧化剂有哪些（并投影常见氧化剂表）？
常见氧化剂
还原产物
非金属
F2、Cl2、Br2、I2、O2、S
负价（O2与Na（D）为Na2O2）
氧化性酸
浓H2SO4
一般为SO2
浓HNO3
一般为NO2
稀HNO3
一般为NO
HClO、ClO-
一般为Cl-
Fe3+
Fe2+
还有KMnO4、MnO2、Na2O2、KNO3(固)、KClO3¼
将有关的内容进行归纳总结，形成一个具有内在联系的知识结构。然后提问是不是所有的氧化剂都可以将亚铁化合物氧化成铁的化合物？鼓励学生充分运用所学知识，总结出一定是强氧化剂才能氧化。这样可以激发学生学习兴趣，让学生积极参与化学教学过程，学生身心放松、兴趣浓郁、既注重团结合作精神，又各抒己见，有利于学生创造才能的发挥和带动各层次的学生进步，开拓其知识领域,为创新教育的培养敞开了大门。然后提问铁的化合物转化成亚铁化合物应加入什么物质（还原剂）？常见还原剂有哪些？并将两者进行对比。这样通过提出问题——启发诱导——回答问题——不断完善 ——得出结论，可以激发学生的学习动机与兴趣，并从它们的相互转化中总结出内因与外因的辨证关系，对学生加强辨证唯物主义和集体主义教育，增强思维品质和协作精神的培养。
3．加强实验教学是培养学生创新能力的必然要求。
化学是一门以实验为基础的自然科学，许多化学的理论和规律是从实验中总结出来的。通过做实验，学生直接可以获得大量的化学事实，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握。在化学实验中学生自己动手进行化学实验，由提出问题、查阅资料、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、分析结果到得出结论。在实验中练习解决化学问题，是培养学生提出问题、分析问题、解决问题能力的有效途径，也是培养学生智力因素的有效办法。
在化学实验中，反应的现象是认识化学变化规律的起点，一些化学家的发明创造，往往是由于它们具有敏锐的观察和感受能力，捕获瞬间即逝的信息，在科学上取得重大的突破。比如1966年空心石墨“气球”的提法——科普周刊《新科学家》为其读者提供的这则消遣，不过是一种有趣的遐想而已。但就在大约20年后，一群美国和英国的科学家却做出了一项令人震惊的意外发现。他们看到，在强烈的激光脉冲辐照下，由碳的原子和离子所构成的极度混乱的等离子体中会自发地形成一种他们认为具有完美球型结构的分子——一个正好由60个碳原子组成的足球状分子。这还仅仅是个开头。这种被称之为巴克明斯特富勒烯的分子只不过是一大类全新的空心笼状分子中的一个。这一切听起来简直就象一群玩弄英文单词的猴子无意中拼出了一部莎士比亚的剧作一样难以使人置信。
再如以MnO2为催化剂催化KClO3热分解是实验室制备O2的反应：
2KClO3 MnO 2KCl+3O2
但在做学生实验时,有学生指出气体产物中有异常的气味。一般认为是含Cl2、O3所致。将生成的气体通过盛有湿润淀粉-KI试纸的试管时，淀粉-KI试纸变蓝色。已知一般情况下O2不可能氧化KI,但在实验中湿润的淀粉-KI试纸却变色，表明产物中必含有氧化性比O2强的物质。经过查阅资料证明，KClO3 (MnO2)热分解气态产物中除含有O2外，还含有Cl2、ClO2及HCl。附：KClO3(MnO2)热分解资料
2KClO3+2MnO2®2KMnO4+Cl2+O2
2KMnO4® K2MnO4+MnO2+O2
+）K2MnO4+ Cl2®KCl+MnO2+O2
总反应 2KClO3®2KCl+3O2
实验中发现，把1g KClO3和<0.04g MnO2混合加热，在未完全分解前，冷却混合物并把它加入到冷水中，可观察到MnO4-的特征颜色（如加热“过了头”，就看不到紫红色）。
看到了特征的紫红色是否就证实了上述催化过程是正确，而且是唯一正确的呢？按说这个历程基于有MnO4-和Cl2存在提出的，大体说来是可信的（习惯上，不把可信的过程理解为唯一正确的历程，除非有确切的证据）。然而这个实验结果并不能排除，看到紫红色是由“MnO42-”（绿色）在水中发生自氧化还原反应所生成的：
3K2MnO4+2H2O®2KMnO4+MnO2+4KOH
正如著名化学家戴安邦教授所说“实验室是培养全面化学人才的最好的场所”。在实验时会遇到各种各样的困难和挫折，浓厚的兴趣和强烈的责任感促使他们想方设法战胜困难，尽量寻求解决问题的新途径，这无疑是在锻炼和培养他们的意志和毅力，开拓他们的思维，增强自信心、自觉性，提升创造力。在实验室中可以培养学生的动手、观测、查阅、记忆、思维、想象和表达能力。创新思维不仅能揭露客观事物的本质及内在联系，而且能再此基础上产生的新颖的、独创的、有社会意义的思维成果。所以实验既可以巩固已有知识，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握，又可以分析异常现象，扩展知识领域，培养学生创新思维能力。
所以深化教育改革，全面推进素质教育，教师首先要转变教育观念，通过课堂教学和实验教学，构建以培养人的创新思维和创新能力为基本价值取向的新型教学模式，迎接时代的挑战，培养跨世纪的一代新人。
参考文献
[1] 刘知新，《化学教学论》，北京：高等教育出版社，1990。
[2] 国家教委教育发展研究中心、中国教科文组织全委会秘书处，《未来教育面临的困惑与挑战——面向21世纪教育国际研讨会论文集》，北京：人民教育出版社，1991。
[3] 严宣申，《化学实验的启示与科学思维的训练》，北京：北京大学出版社，1995。
[4] 俞国良，林崇德、沈德立主编，《创造力心理学》，杭州：浙江人民出版社，1997。
[5] [英]吉姆·巴戈特著，李涛，曹志良译，《完美的对称——富勒烯的意外发现》，上海：上海科技教育出版社，1999。
注：本文部分内容发表在《中学化学》2000.12
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