試談化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

張 楠

摘 要:科學(xué)素養(yǎng)由科學(xué)知識、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識和科學(xué)品質(zhì)五大要素構(gòu)成?；瘜W(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué),化學(xué)科學(xué)的原理、觀點和方法,也是一般公民科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。我國新的中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨。因此每一位中學(xué)化學(xué)教師,在學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),是義不容辭的責(zé)任。

關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);科學(xué)素養(yǎng);科學(xué)意識;科學(xué)能力;科學(xué)品質(zhì)

科學(xué)素養(yǎng)(Scientific Literacy):指能運用科學(xué)原理和方法解釋或處理生活和工作中的常見問題,其重點在于對科學(xué)的態(tài)度,觀察和思考問題的科學(xué)性,以及批判精神。

我國有學(xué)者認(rèn)為,可把科學(xué)素養(yǎng)分成四個方面來闡述:一是科學(xué)知識、技能和科學(xué)方法,二是科學(xué)能力,三是科學(xué)觀,四是科學(xué)品質(zhì);還有專家把科學(xué)素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)劃分為知識結(jié)構(gòu)、智力結(jié)構(gòu)和非智力結(jié)構(gòu)來論述。

結(jié)合國內(nèi)外專家、學(xué)者對科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的觀點,聯(lián)系我國教育、教學(xué)的實際情況,有學(xué)者提出,應(yīng)該把科學(xué)與社會、技術(shù)關(guān)聯(lián)的觀點引入到對科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的理解中來,把這種內(nèi)涵稱為科學(xué)意識。因此,目前對科學(xué)素養(yǎng)的普遍認(rèn)識是:科學(xué)素養(yǎng)由科學(xué)知識、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識和科學(xué)品質(zhì)五大要素構(gòu)成,這五大構(gòu)成要素構(gòu)成一個相互聯(lián)系、相互影響的有機整體。

在這五大構(gòu)成要素中,科學(xué)知識是基礎(chǔ),是培養(yǎng)和形成其他要素的載體;科學(xué)能力是核心,包括各種科學(xué)思維能力和科學(xué)實踐能力等內(nèi)容;科學(xué)方法是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成要素,是科學(xué)的認(rèn)識方法;科學(xué)意識和科學(xué)品質(zhì)是科學(xué)素養(yǎng)的重要表現(xiàn)形式,而科學(xué)意識又包含科學(xué)的世界觀、在社會生產(chǎn)及生活中有理解和應(yīng)用科學(xué)的意識等內(nèi)容;科學(xué)品質(zhì)則主要指科學(xué)態(tài)度、精神以及對科學(xué)的興趣、情感、動機等內(nèi)容。

我國的《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出:高中化學(xué)課程在九年義務(wù)教育的基礎(chǔ)上,以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,尊重和促進(jìn)學(xué)生的個性發(fā)展;幫助學(xué)生獲得未來發(fā)展所必需的化學(xué)知識、技能和方法,提高學(xué)生的科學(xué)探究能力;在實踐中增強學(xué)生的社會責(zé)任感,培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國、熱愛生活、熱愛集體的情操;引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)對促進(jìn)社會進(jìn)步和提高人類生活質(zhì)量方面的重要影響,理解科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用,形成科學(xué)的價值觀和實事求是的科學(xué)態(tài)度;培養(yǎng)學(xué)生的合作精神,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能,提高學(xué)生的實踐能力。因此在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),有著非常重要的意義。

在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

一、在化學(xué)課程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識

科學(xué)意識就是從科學(xué)的角度理解問題、分析問題和解決問題的思想觀念及其行為?？茖W(xué)意識也是科學(xué)素養(yǎng)的重要表現(xiàn)形式,教會學(xué)生知道化學(xué)與日常生活、生產(chǎn)及社會的緊密關(guān)聯(lián)是化學(xué)課程的又一功能。因此,在教學(xué)中要高度重視化學(xué)與社會、生活的聯(lián)系。

例如:可以結(jié)合化學(xué)課程對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境教育,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識。環(huán)境教育首先要使學(xué)生認(rèn)識到保護(hù)環(huán)境的重要性,因此,環(huán)境危機意識是環(huán)境教育最適宜的切入點。全球的十大環(huán)境問題,其中有多項都可用化學(xué)知識來分析說明,使學(xué)生了解環(huán)境問題的前因后果及相應(yīng)的解決辦法,進(jìn)而關(guān)注這些問題,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境憂患意識的目的。如:教師可以結(jié)合鹵素知識介紹臭氧層空洞;結(jié)合二氧化硫性質(zhì)介紹酸雨;結(jié)合氮的氧化物性質(zhì)介紹城市環(huán)境污染;結(jié)合高分子聚合物介紹“白色污染”等等。

同時也要讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展給人類帶來巨大的物質(zhì)財富,這是有利的一面;但是也帶來許多弊端:如磷元素是植物生長的營養(yǎng)元素,含磷化合物進(jìn)入水體,少量促進(jìn)植物生長,過量則使水中植物瘋長,引起水體富營養(yǎng)化,造成水體污染。我國生產(chǎn)的洗衣粉有些是含磷洗衣粉,它們的大量使用是造成水體污染的重要原因之一,而水體污染嚴(yán)重影響了人類的生存與發(fā)展。造成環(huán)境被污染破壞的原因還有社會因素,例如不加節(jié)制地開采、消耗各種天然資源,使我們面臨著能源危機、水源危機、礦產(chǎn)資源危機。結(jié)合這些事實對學(xué)生進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的教育,使學(xué)生樹立起并從自己做起,從日常生活做起,愛惜一切資源的意識。

二、在教學(xué)中重視學(xué)生的探究過程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力

科學(xué)能力是科學(xué)素養(yǎng)的核心,化學(xué)科學(xué)能力是指學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識、應(yīng)用化學(xué)知識解決實際問題的過程中,表現(xiàn)出的心理與個性特征。它包括對物質(zhì)形態(tài)與變化的觀察和感知;化學(xué)知識的記憶和想象;對微觀世界和化學(xué)現(xiàn)象的理解、概括、抽象、推理和論證;應(yīng)用化學(xué)科學(xué)知識解釋客觀世界和解決實際問題的能力。在化學(xué)教學(xué)中,我們應(yīng)從觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力、自學(xué)能力等方面,培養(yǎng)和提高他們的化學(xué)科學(xué)能力。

為此,在教學(xué)中要改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,積極引導(dǎo)學(xué)生從客觀實際中探求知識,讓學(xué)生在收集信息、處理信息、親自動手實驗等探究過程中獲得新的知識。這樣他們得到的才可能不僅僅是知識,還有科學(xué)能力等。要把科學(xué)知識體系、學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展和社會的需要這三方面有機地聯(lián)系起來綜合考慮,重視學(xué)生的探究過程,將科學(xué)思維過程融入學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)之中。這就要求教師在備課過程中,一定要認(rèn)真規(guī)劃如何讓學(xué)生自主、探究、合作學(xué)習(xí),即確定整節(jié)課的具體學(xué)習(xí)過程,使學(xué)生能圍繞著一個主題探究活動。

例如探究碘鹽中的碘元素究竟是以哪種微粒形式存在時,可分為以下幾個步驟:(1)創(chuàng)設(shè)情境,提出問題:通過教師創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生去探究碘鹽中的碘元素究竟是以哪種熟悉的微粒形式存在。(2)提出假設(shè)、猜想:在這個步驟中,鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識,展開豐富的想象大膽進(jìn)行猜想。只有這樣,才能使學(xué)生的能力得到提高。學(xué)生經(jīng)過思考提出如下假設(shè):①I2的形式;②IO3-的形式;③I-的形式;④I-、IO3-共存的形式……(3)設(shè)計實驗方案:學(xué)生根據(jù)自己的假設(shè),分小組設(shè)計實驗方案,以小組為單位進(jìn)行匯報,小組間進(jìn)行相互評價、分析,最終形成正確的實驗方案。在這一過程中盡量地展現(xiàn)學(xué)生的思維,通過學(xué)生與學(xué)生的交流、評價、相互補充形成正確的認(rèn)識。教師要創(chuàng)設(shè)各種學(xué)生需要的條件,為學(xué)生解決問題提供幫助,調(diào)動學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程。這一階段教師還應(yīng)幫助學(xué)生修正方案,不斷調(diào)整學(xué)生的探索目標(biāo)和課題既定目標(biāo)之間的偏差。(4)實驗驗證階段:學(xué)生根據(jù)上述實驗設(shè)計方案進(jìn)行實際操作。在這一階段重點培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力和觀察能力。(5)得出結(jié)論:學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的分析和討論,得出共同結(jié)論,加碘鹽中碘元素不以I2、I-存在,也不可能I-、IO3-共存。加碘鹽中碘元素以IO3-形式存在(IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O)。由于IO3-不穩(wěn)定,故加碘鹽在菜出鍋前加入更好,可以防止IO3-受熱分解。

三、在化學(xué)課程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)

科學(xué)素養(yǎng)的重要表現(xiàn)形式還有科學(xué)品質(zhì)?？茖W(xué)品質(zhì)主要指科學(xué)態(tài)度、精神以及對科學(xué)的興趣、情感、動機等內(nèi)容。我國著名的無機化學(xué)家、化學(xué)教育家戴安邦先生,早在1934年就在《科學(xué)教育》雜志上提出:“科學(xué)教學(xué)不單只傳授知識,而要進(jìn)行全面的教學(xué),包括人的科學(xué)思想和品德的培養(yǎng)?！边@反映了他早期的教書育人的思想。經(jīng)過數(shù)十年的實踐,1989年他又在《大學(xué)化學(xué)》上撰文,認(rèn)為:“只傳授化學(xué)知識和技術(shù)的化學(xué)教育是片面的,全面的化學(xué)教學(xué)要求既傳授化學(xué)知識和技術(shù),更訓(xùn)練科學(xué)方法和思維,還培養(yǎng)科學(xué)精神和品德?！币虼?我們應(yīng)該給學(xué)生提供盡可能多的活動方式和活動機會,使學(xué)生在科學(xué)實踐中鍛煉、學(xué)習(xí)和體驗,使他們在實踐中享受科學(xué)探索的樂趣,在實踐中萌生科學(xué)精神。

在化學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)態(tài)度,有助于學(xué)生將來以科學(xué)的眼光看待、處理事務(wù)。如在實驗教學(xué)中,要求學(xué)生認(rèn)真記錄實驗中觀察到的各種現(xiàn)象,當(dāng)實驗現(xiàn)象與所學(xué)理論有不同時,要認(rèn)真分析研究;當(dāng)實驗失敗時,要及時查找實驗失敗的原因,重新實驗。使學(xué)生養(yǎng)成在科學(xué)研究中實事求是的認(rèn)真態(tài)度。

人們對某種事物或活動的本身或結(jié)果感興趣,會促使其持續(xù)積極地進(jìn)行下去。培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)的興趣和愛好,對于學(xué)生學(xué)好化學(xué)有很大的幫助。在化學(xué)教學(xué)中,教師要盡可能地激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣。化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)中占了很大比重,有很多實驗具有鮮明的實驗現(xiàn)象,通過教師的演示和學(xué)生自己實驗,可以激發(fā)起學(xué)生對化學(xué)的興趣。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天,新的科技產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),其中有許多都與化學(xué)密切相關(guān):如具有絕熱性能的高分子材料等等。適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生介紹化學(xué)發(fā)展的前沿,可以使學(xué)生對化學(xué)的興趣不斷增強。

新的化學(xué)課程倡導(dǎo)從學(xué)生和社會發(fā)展的需要出發(fā),發(fā)揮學(xué)科自身的優(yōu)勢,將科學(xué)探究作為課程改革的突破口,激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)新意識,促使學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí),使獲得化學(xué)知識和技能的過程也成為理解化學(xué)、進(jìn)行科學(xué)探究、聯(lián)系社會生活實際和形成科學(xué)價值觀的過程。教師在教學(xué)中要根據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點,結(jié)合學(xué)生的實際,有目的、有計劃地組織指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動,采取多種方式激勵他們學(xué)習(xí)的主動性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力和自學(xué)能力等。同時,要重視對學(xué)生進(jìn)行志趣、情感、意志、態(tài)度等方面的培養(yǎng)、教育,從而達(dá)到全面提高學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的目的。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]中華人民共和國教育部.化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)[M].北京師范大學(xué)出版社,2003.

(責(zé)任編輯:張華偉)