学科教育论文-微型化学实验与创新教育.doc

学科教育论文-微型化学实验与创新教育摘要从思维科学的角度来看，采用微型化学实验进行化学教学，能促进学生左右脑的协调发展，是培养学生创造性思维和创新能力、实施素质教育的有效途径。关键词思维科学形象思维微型化学实验(M.L.)创新教育21世纪将是科学技术高速发展和巨大进步的时代。为适应时代发展的需要，我们应该按照知识、能力、素质三者辩证统一结合起来的要求构建各具特色的人才培养模式。培养学生的创造性思维和创新能力的创新教育，是素质教育中的一个核心问题。化学教学是对学生实施素质教育的重要组成部分。化学是一门以实验为基础的学科。在化学实验中从仪器的装置到药品配置，从实验过程中复杂的物理化学变化到新物质的生成，其中形、色、态、味的变化，气体的生成和沉淀的析出，以及化学变化中声、光、电、热的现象等等，所呈现出的丰富生动的直观形象，是在其它学科学习过程中很少有的。如何针对化学教学的特点对学生实施素质教育，这是应该认真探讨的问题。1从思维科学的角度来审视化学教学近年来思维科学受到世界各发达国家的高度重视，取得了可喜的研究成果。获得1981年诺贝尔医学和生理学奖的斯佩里博士关于裂脑人的实验研究1表明：大脑每一半球都有其自己独立的意识思想链和自己的记忆。更重要的是，他们发现大脑两半球基本上是以不同的方式进行思维的，左脑倾向于对抽象材料(概念、数字、理论)形成概念、作出判断、用推理的方式进行抽象思维；右脑则通过对形象材料、表象的加工改造进行形象思维。通过对创造过程四个阶段的研究结果说明：创造思维是思维的最高形式，创造活动是通过抽象思维和形象思维协同进行的。形象思维由于具有形象性、整体性、概括性、跳跃性、直觉性、非语言性和富有情绪色彩等特点，在创新过程中，起着关键的作用2。我国著名科学家钱学森也说3：“我按我们习惯的称呼，把一个人的思维分为三种：抽象(逻辑)思维、形象(直觉)思维和灵感(顿悟)思维。”“我建议把形象思维作为思维科学的突破口。”对学生创造性思维和创新能力的培养应该是教学的重要目的之一。在教学理论上，由于“左脑优势”理论的长期影响，只强调抽象思维，对形象思维的研究几乎是空白。多年来化学教学一直偏重于运用左脑的功能，强调对元素符号、分子式、化学方程式以及对化学反应特征、物质组成的计算、化学原理分析等理性思考，而忽视了右脑的开发。化学是一门以实验为基础的学科，在实验中具有操作性强和能进行有目的的观察等特点。可是长期以来在化学教学中对操作性知识，不是靠学生大量的实验操作(表象)去体验，去掌握，去思维，而是由老师“代劳”(演示实验)或由课本和老师先入为主地描述给学生，把实验中生动的“画面”转化为干瘪的文字或符号，把本该由右脑进行的形象思维用左脑去作抽象的记忆，同时还使学生失去了对化学学习的浓厚兴趣和情感基础。在仅有的几个学生实验中，主要是照方抓药式的验证实验，学生带着结论去做实验，无须真正去观察和思维就能“成功”，这对右脑的开发和真正学好化学是无太大价值的，从而使化学教学失去了在对学生实施素质教育系统中别的学科不可替代的特殊作用。究其原因，一是传统教育思想和教学方法的影响，二是“左脑优势”思维理论的束缚，三是受升学考试、教材、设备的限制。显然，加强教育思想和思维理论的学习和研究、进行化学教材的改革、积极研制学生在课堂上能边学边做实验的化学实验仪器、实施以学生为主体教师为主导的化学教学方法的改革等，已经成为化学教学改革中迫切要做的事情。近年来人们已经对教学中的素质教育问题进行了关注，越来越多地运用了直观方法和教具，但由于很少涉及形象思维深层次的问题，充其量只是让学生多看看多听听。在实施素质教育的过程中，我们应该充分认识到：只有通过有意识的开发右脑思维，使左右脑协调发展，把两种思维有机地结合起来，才会使教育思想、教育方法、和教学过程发生深刻的变化，为21世纪培养出富有创造能力的新一代人。2微型化学实验的研究对化学教学改革有重要的意义微型化学实验(M.L.)是近10年来国际和国内化学界，在绿色化学思想下用预防化学污染的新思想对常规实验进行改革而发展起来的化学实验的新方法和新技术。微型化学实验是用微小型的仪器，尽可能减少中间生成物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着量，用尽可能少的试剂来进行实验(试剂量一般为常规实验的1/101/1000)，从而极大地减少了实验的“三废”，是可持续发展战略在化学实验中的具体体现。多年来，人们对微型化学实验的研究，取得了可喜的成果。M.L.对青少年环境保护意识培养的重要性已被广泛认同。M.L.的另一个更重要的优点用微型化学实验进行化学教学，有利于学生综合素质的提高已在化学教学实践中越来越明显地显露出来。微型化学实验由于仪器微型化，操作简捷，经济省时，安全便携，能把某学习阶段所需要的仪器都装入一个小小的实验箱内。学生手提“实验箱”进入课堂进行边学边做实验，一方面实现了过去有识之士想让学生在课堂上多做实验而又不可能实施的愿望，从根本上改变了老师做学生看、老师讲学生听的传统灌输式教学模式；另一方面由于学生能较快地了解和熟悉绝大多数仪器的构造、性能和使用方法，能较多地进行设计实验，可以克服照方抓药的实验现象。这种探索式的教学，有利于学生动手动脑能力、观察分析能力、发明创新精神、严谨求实作风的培养；从思维科学的角度来说，有利于左右脑的协调发展，是化学教学中实施素质教育的有效途径。中国科学院资深院士、著名化学教育家戴安邦先生1998年为第四届全国微型化学实验研讨会暨第二届中学微型化学实验研讨会题词：“大力推行微型化学实验，使全国中学生的化学教学皆有学生的单人实验作业，以加强化学教学的素质教育作用”对研究和推广微型化学实验作了充分肯定。2.1大学、中学及科研单位通用化成套微型化学实验仪器的研制4我们研制的这套仪器适用于大学、中学和科研单位。它解决了大学和中学M.L.教学衔接问题，为在日常教学中采用边学边做实验或设计实验进行教学创造了条件。实验箱有3种型号，外型尺寸均为33cm24cm18.5cm，提供学生使用。(1)大学微型化学实验基本仪器盒及配件(简缩为MCK-F)：包括“基本仪器盒”及“配件”两部分。学生能尽快了解和掌握全部仪器的构造原理、基本装置、基本操作，在实验过程中主要采取设计实验或开放式实验进行教学。用这套仪器能完成大学无机、有机、分析、普化等的大部分实验。(2)初中微型化学实验箱(ML-1A)：把现行初中化学教材(人教版)的103个实验中的87个(有毒或有危险的实验仍由教师演示)改为微型化学实验，由学生在课堂上边学边做。并将所需要的仪器、药品(除危险药品外)及初中微型化学实验手册书(上海教育出版社出版)三部分装入实验箱里。(3)高中微型化学实验箱(ML-2A)：把现行高中化学教材(人教版)的134个实验中的118个(高一53个，高二40个，高三25个)改为微型化学实验，并将所需的仪器和高中微型化学实验手册书装入实验箱里。学生手提“实验箱”进入课堂，在教师指导下进行单人边学边做实验(条件差的学校可以分组实验)或设计实验，实施探索式教学。2.2用微型化学实验进行教学能促进学生创新思维能力的培养创造教育的核心问题是创新思维能力的培养。创新思维能力包括许多方面，这里仅就在化学教学中采用微型化学实验促进主要的创新