學科教育論文-微型化學實驗與創新教育摘要從思維科學的角度來看，采用微型化學實驗進行化學教學，能促進學生左右腦的協調發展，是培養學生創造性思維和創新能力、實施素質教育的有效途徑。關鍵詞思維科學形象思維微型化學實驗(M.L.)創新教育21世紀將是科學技術高速發展和巨大進步的時代。為適應時代發展的需要，我們應該按照知識、能力、素質三者辯證統一結合起來的要求構建各具特色的人才培養模式。培養學生的創造性思維和創新能力的創新教育，是素質教育中的一個核心問題?；瘜W教學是對學生實施素質教育的重要組成部分?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科。在化學實驗中從儀器的裝置到藥品配置，從實驗過程中復雜的物理化學變化到新物質的生成，其中形、色、態、味的變化，氣體的生成和沉淀的析出，以及化學變化中聲、光、電、熱的現象等等，所呈現出的豐富生動的直觀形象，是在其它學科學習過程中很少有的。如何針對化學教學的特點對學生實施素質教育，這是應該認真探討的問題。1從思維科學的角度來審視化學教學近年來思維科學受到世界各發達國家的高度重視，取得了可喜的研究成果。獲得1981年諾貝爾醫學和生理學獎的斯佩里博士關于裂腦人的實驗研究1表明：大腦每一半球都有其自己獨立的意識思想鏈和自己的記憶。更重要的是，他們發現大腦兩半球基本上是以不同的方式進行思維的，左腦傾向于對抽象材料(概念、數字、理論)形成概念、作出判斷、用推理的方式進行抽象思維；右腦則通過對形象材料、表象的加工改造進行形象思維。通過對創造過程四個階段的研究結果說明：創造思維是思維的最高形式，創造活動是通過抽象思維和形象思維協同進行的。形象思維由于具有形象性、整體性、概括性、跳躍性、直覺性、非語言性和富有情緒色彩等特點，在創新過程中，起著關鍵的作用2。我國著名科學家錢學森也說3：“我按我們習慣的稱呼，把一個人的思維分為三種：抽象(邏輯)思維、形象(直覺)思維和靈感(頓悟)思維?！薄拔医ㄗh把形象思維作為思維科學的突破口?！睂W生創造性思維和創新能力的培養應該是教學的重要目的之一。在教學理論上，由于“左腦優勢”理論的長期影響，只強調抽象思維，對形象思維的研究幾乎是空白。多年來化學教學一直偏重于運用左腦的功能，強調對元素符號、分子式、化學方程式以及對化學反應特征、物質組成的計算、化學原理分析等理性思考，而忽視了右腦的開發。化學是一門以實驗為基礎的學科，在實驗中具有操作性強和能進行有目的的觀察等特點?？墒情L期以來在化學教學中對操作性知識，不是靠學生大量的實驗操作(表象)去體驗，去掌握，去思維，而是由老師“代勞”(演示實驗)或由課本和老師先入為主地描述給學生，把實驗中生動的“畫面”轉化為干癟的文字或符號，把本該由右腦進行的形象思維用左腦去作抽象的記憶，同時還使學生失去了對化學學習的濃厚興趣和情感基礎。在僅有的幾個學生實驗中，主要是照方抓藥式的驗證實驗，學生帶著結論去做實驗，無須真正去觀察和思維就能“成功”，這對右腦的開發和真正學好化學是無太大價值的，從而使化學教學失去了在對學生實施素質教育系統中別的學科不可替代的特殊作用。究其原因，一是傳統教育思想和教學方法的影響，二是“左腦優勢”思維理論的束縛，三是受升學考試、教材、設備的限制。顯然，加強教育思想和思維理論的學習和研究、進行化學教材的改革、積極研制學生在課堂上能邊學邊做實驗的化學實驗儀器、實施以學生為主體教師為主導的化學教學方法的改革等，已經成為化學教學改革中迫切要做的事情。近年來人們已經對教學中的素質教育問題進行了關注，越來越多地運用了直觀方法和教具，但由于很少涉及形象思維深層次的問題，充其量只是讓學生多看看多聽聽。在實施素質教育的過程中，我們應該充分認識到：只有通過有意識的開發右腦思維，使左右腦協調發展，把兩種思維有機地結合起來，才會使教育思想、教育方法、和教學過程發生深刻的變化，為21世紀培養出富有創造能力的新一代人。2微型化學實驗的研究對化學教學改革有重要的意義微型化學實驗(M.L.)是近10年來國際和國內化學界，在綠色化學思想下用預防化學污染的新思想對常規實驗進行改革而發展起來的化學實驗的新方法和新技術。微型化學實驗是用微小型的儀器，盡可能減少中間生成物的轉移過程，以減少試劑在器皿上的附著量，用盡可能少的試劑來進行實驗(試劑量一般為常規實驗的1/101/1000)，從而極大地減少了實驗的“三廢”，是可持續發展戰略在化學實驗中的具體體現。多年來，人們對微型化學實驗的研究，取得了可喜的成果。M.L.對青少年環境保護意識培養的重要性已被廣泛認同。M.L.的另一個更重要的優點用微型化學實驗進行化學教學，有利于學生綜合素質的提高已在化學教學實踐中越來越明顯地顯露出來。微型化學實驗由于儀器微型化，操作簡捷，經濟省時，安全便攜，能把某學習階段所需要的儀器都裝入一個小小的實驗箱內。學生手提“實驗箱”進入課堂進行邊學邊做實驗，一方面實現了過去有識之士想讓學生在課堂上多做實驗而又不可能實施的愿望，從根本上改變了老師做學生看、老師講學生聽的傳統灌輸式教學模式；另一方面由于學生能較快地了解和熟悉絕大多數儀器的構造、性能和使用方法，能較多地進行設計實驗，可以克服照方抓藥的實驗現象。這種探索式的教學，有利于學生動手動腦能力、觀察分析能力、發明創新精神、嚴謹求實作風的培養；從思維科學的角度來說，有利于左右腦的協調發展，是化學教學中實施素質教育的有效途徑。中國科學院資深院士、著名化學教育家戴安邦先生1998年為第四屆全國微型化學實驗研討會暨第二屆中學微型化學實驗研討會題詞：“大力推行微型化學實驗，使全國中學生的化學教學皆有學生的單人實驗作業，以加強化學教學的素質教育作用”對研究和推廣微型化學實驗作了充分肯定。2.1大學、中學及科研單位通用化成套微型化學實驗儀器的研制4我們研制的這套儀器適用于大學、中學和科研單位。它解決了大學和中學M.L.教學銜接問題，為在日常教學中采用邊學邊做實驗或設計實驗進行教學創造了條件。實驗箱有3種型號，外型尺寸均為33cm24cm18.5cm，提供學生使用。(1)大學微型化學實驗基本儀器盒及配件(簡縮為MCK-F)：包括“基本儀器盒”及“配件”兩部分。學生能盡快了解和掌握全部儀器的構造原理、基本裝置、基本操作，在實驗過程中主要采取設計實驗或開放式實驗進行教學。用這套儀器能完成大學無機、有機、分析、普化等的大部分實驗。(2)初中微型化學實驗箱(ML-1A)：把現行初中化學教材(人教版)的103個實驗中的87個(有毒或有危險的實驗仍由教師演示)改為微型化學實驗，由學生在課堂上邊學邊做。并將所需要的儀器、藥品(除危險藥品外)及初中微型化學實驗手冊書(上海教育出版社出版)三部分裝入實驗箱里。(3)高中微型化學實驗箱(ML-2A)：把現行高中化學教材(人教版)的134個實驗中的118個(高一53個，高二40個，高三25個)改為微型化學實驗，并將所需的儀器和高中微型化學實驗手冊書裝入實驗箱里。學生手提“實驗箱”進入課堂，在教師指導下進行單人邊學邊做實驗(條件差的學?？梢苑纸M實驗)或設計實驗，實施探索式教學。2.2用微型化學實驗進行教學能促進學生創新思維能力的培養創造教育的核心問題是創新思維能力的培養。創新思維能力包括許多方面，這里僅就在化學教學中采用微型化學實驗促進主要的創新