基于核心素养下如何创设问题情境培养学生的创新意识
现代学习心理学指出:学生的学习是一种思维活动,这种思维活动是由问题产生的。因此,在化学课堂教学中创设一定的问题情境,激发学生探索的兴趣和热情,启发学生的思维活动和丰富的想象力,就能有效地调动学生学习的积极性,促进学生创新思维、创新意识的形成,从而培养学生的创新能力。
一、创设探索性问题情境 培养创新思维
科学的思维方法是创新能力形成的基础。创设探索性问题情境是培养学生创新思维的重要途径。在教学中,教师应把教学内容设计成探索性问题情境,让学生自己去思考、去分析、去发现,在教师的启发、引导下,学生主动地探究知识的形成过程,认识事物的本质,养成自己良好的创造思维习惯。
例如,关于乙醇分子结构的教学,传统的教法只下传授知识的结论,学生不假思索地接受这一结论。由于不作深层次的思考,培养创新能力无从谈起。为了调动学生学习的积极性,我改变了传统的做法,设计了下列探索性问题进行教学:(1)已知乙醇化学式为C2H6O,写出其可能有的结构式。(指导学生运用价键理论知识:C为四价,O为二价,H为一价,分析写出可能有的结构式:
H
H
H H
H C O C H或H C C O H H
H
H H 教师接着引导学生思考:以上两种结构有什么区别?乙醇的分子结构究竟是哪一种?)
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(2)已知乙醇跟金属钠反应放出氢气。实验测得:2.3g乙醇与足量钠反应后,生成氢气体积折算成标准状况时为560mL,试通过计算推导出乙醇的结构。(启发学生计算、分析、推理,自主发现乙醇分子结构为:
H H H C C O H H H
以上教学设计,整个过程教师只是逐步提出问题,关键之处作适当的点拨,主要发挥学生主观能动性作用,让学生通过独立思考,逐步解决问题,这样不仅使他们掌握了知识,发展了智力,同时也掌握了科学的思维方法,培养了能力,强化了科学素质。
二、创设发散性问题情境 培养创新意识
在教学活动中,教师设计一些发散性问题,可诱发学生求异求新,激发学生探究问题的兴趣,这有利于开发学生的内在潜能,培养思维的灵活性和创新意识。如在复习中我设计了如下问题:怎样区别Na2SO4和K2S两瓶无色溶液?学生能很快答出四、五种常见方法。如(1)用溴水,产生浅黄色沉淀的原深液是K2S溶液;(2)用BaCl2溶液和盐酸,产生不溶于盐酸的白色沉淀的原溶液是Na2SO4溶液;(3)用稀硝酸,生成浅黄色沉淀的原溶液是K2S溶液;(4)用焰色反应,火焰为黄色的原溶液是Na2SO4溶液;(5)用醋酸铅试纸,变黑色的原溶液是K2S溶液。再经教师启发,学生思路大开,经一番讨论后,先后还答出了10种鉴别方法。如用FeCl3溶液、KMnO4溶液、ZnCl2溶液、AlCl3溶液、硝酸银溶液、氢氧化钡溶液、漂白粉溶液、CuCl2溶液、盐酸、酚酞试液等。紧接着教师要在前面发散思维的基础上引导学生
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归纳总结,找出规律,使认识产生新的飞跃。最后得出鉴别方法不外是两大类:一是通过阳离子的性质差异来鉴别,二是通过阴离子的性质差异来鉴别。由此学生对这一类物质鉴别题的解答思路就有了透彻的理解。这类发散性问题情境的创设,是对学生知识和技能综合运用的检阅,需要学生有心理准备和时间酝酿,在单元复习或总复习教学中设置尤佳。
三、创设活动性问题情境 培养开拓精神
化学是一门以实验为基础的学科,化学教学应以实验为载体,以问题为线索,力求使实验与思维有机结合,使学生始终处于不断探索的情境之中。这样既展示了化学自身的魅力,又符合培养学生开拓精神和创新能力的要求。例如:上完“氨 铵盐”这一节后,在一次课外兴趣小组的化学实验活动中,要求学生根据给出的仪器和药品设计喷泉实验,看谁设计的种类多。给出的仪器和药品是:水槽、烧杯、锥形瓶、圆底烧瓶、铁架台、铁夹、胶头滴管、玻璃棒、带玻璃管的双孔胶塞、带玻璃管的单孔胶塞、CO2、HCl、NH3、H2S、酒精、浓H2SO4、CuSO4溶液、NaOH溶液、澄清石灰水、石蕊溶液、酚酞溶液、蒸馏水等,试设计喷泉实验装置并进行实验。大部分学生很容易联想到氯化氢和氨气的喷泉实验,设计出如图1装置并实验形成几种喷泉。小部分学生还设计了如图2装置也可形成喷泉。
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创设活动性情境就是提供学生充分的活动空间和表现各人才能的机会。在上述实验中,面对多种仪器和药品,怎样设计成喷泉实验?可设计成多少种喷泉实验?这就需要发挥学生的学习潜能和个性特点,并亲自动手实践,积极开拓。结果,大部分学生都设计了4、5种喷泉实验,最多的竟然达到9种。他们设计出的实验,喷泉颜色五彩缤纷,非常有趣。归纳起来为两大类:
第一类:用图1装置进行的,所用药品和喷泉的颜色如下表:
烧瓶中气体 HCl HCl NH3 NH3 CO2 CO2 H2S H2S 胶头滴管液体 H2O H2O H2O H2O NaOH溶液 NaOH溶液 NaOH溶液 NaOH溶液 烧体中液体 石蕊溶液 CuSO4溶液 酚酞溶液 石蕊溶液 Ca(OH)2溶液 NaOH溶液 CuSO4溶液 NaOH溶液 喷泉颜色 红色 蓝色 红色 蓝色 白色 无色 黑色 无色 第二类:是用图2装置进行的,锥形瓶预先盛有乙醇,然后往盛水的水槽中慢慢注入浓硫酸,并不断搅拌,可看到烧瓶中也出现喷泉(喷出酒精)。然后,再引导学生做出解释和进行归纳。最后,教师作原理上的概括:第一类喷泉是通过减小上部烧瓶的压强形成喷泉;第二类是通过增大锥形瓶的压强形成喷泉。总之,都是造成压强差。教学实践证明,通过创设这一实验问题,能使学生对喷泉实验有一个全面而深刻的认识,不但知其然,而且知其所以然,真正掌握了原理,知识视野大大开阔,既培养了学生开拓创新的精神,也提高了化学实验的操作能力。
四、创设形象性问题情境 培养想象能力
爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要。因为知识是有限的,而想象力
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概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进步的源泉。”因此,教师在课堂教学中要重视创设一定的形象性问题情境,引导学生联想和想象,不断培养学生的创新意识和想象能力。
创设形象性情境,即创设生动的、可感、有情、有景、有意的问题情境。如录像、电影、幻灯、图表、模型以及CAI课件等。只有富于魅力的问题情境才能唤起学生丰富的想象,激发其无穷的创造力。如在高一《卤素》一章的教学中,教师通过电教平台展示了如图3的一幅图画引入新课。
卤素及其化合物用途广泛
学生根据图画的情景,展开丰富的想象,从而领会到卤素的单质及其化合物的重要用途,意识到学习《卤素》的重要性和迫切感。在整章的教学中,根据教学内容的需要,还可通过录像、幻灯和CAI课件等展示,使学生从这些生动的情境中捕获更多的感知信息,然后通过大脑的想象加工,产生认识的飞跃,形成创造能力。
五、创设类比性问题情境 培养创新品质
类比是一种由此及彼的推理方法,它是根据两个或两类不同对象的某些相同属性,如果知道某一对象的一些属性,便可推出另一对象的相似属性的
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思维活动。教学中,教师可根据教学内容,运用类比型问题来创设问题情境。例如:写出糠醛 (CH-O-C-CHO)与苯酚在催化剂存在下加热生成糠
CH CH 醛树脂的化学方程式。这个反应中学课本没有,初看起来无从入手。课堂上我首先引导学生回忆苯酚跟甲醛生成酚醛树脂的反应:
然后比较糠醛与甲醛的结构:
都含—CHO,糠醛中的 相当于甲醛中的一个H原子,由此类比, 可写出生成糠醛树脂的化学方程式:
化学上可以类比的例子很多。运用类比推理对问题进行研究时,教师要指导学生比较问题的共性,又要注意其个性,从而恰当运用类比方法,提高学生解决问题的能力。这又是培养学生创新品质的一种重要途径。
化学教学中创设问题情境的目的在于揭示事物的本质,引起学生的注意,从而唤起其思维,激发其内驱力,促使学生进入探索问题的状态,使其真正参与学习活动,亲身感受,达到掌握知识、训练思维、提高能力的效果。因此,问题情境的创设,必须以学生已有知识经验和教学内容为基础,有针对性,具有一定的思维容量和思维强度,难易适当,是学生经过努力思考才能解决的问题,这样才有利于引导和鼓励学生去分析问题和解决问题,激起
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其创造性思维,培养创新能力。
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