新課程背景下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)策略探

查明華 熊言林

查明華 熊言林

(安徽師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽 蕪湖 241000)

中圖分類號:O6-3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-0992(2009)09-124-02

摘要:化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。新課程背景下,我們在教學(xué)中一定要利用化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來有效培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:新課程;化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);科學(xué)素養(yǎng);培養(yǎng)策略

目前我國新一輪課程改革要求全面提高我國中小學(xué)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。那么,什么是科學(xué)素養(yǎng)呢?它是一個有著非常深刻豐富內(nèi)涵且很難準(zhǔn)確說明的概念,不同時代和文化背景的人對其理解是不同的。

一、科學(xué)素養(yǎng)概念的發(fā)展、構(gòu)成要素和特征

科學(xué)素養(yǎng)一詞源自英文“Science Literacy”,最早提出“科學(xué)素養(yǎng)”這一概念的是1958年美國學(xué)者赫德教授,他認(rèn)為:“科學(xué)素養(yǎng)”是“對科學(xué)與科學(xué)應(yīng)用于我們社會經(jīng)驗(yàn)里的了解”。目前我國《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》明確指出:義務(wù)教育階段的化學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨。新課程從課程功能的角度將科學(xué)素養(yǎng)界定為“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”三個方面,通過這三個方面的目標(biāo)來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

科學(xué)素養(yǎng)的構(gòu)成要素主要有:科學(xué)知識、科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)能力。雖然人們對科學(xué)素養(yǎng)的定義千差萬別,但人們對科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)識仍具有一定的一致性,主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)性、豐富性、公平性、開放性、操作性,這便構(gòu)成了科學(xué)素養(yǎng)的特征。

那么國內(nèi)外科學(xué)素養(yǎng)的現(xiàn)狀如何,又存在哪些問題呢?

二、科學(xué)素養(yǎng)的現(xiàn)狀與問題

我國自20世紀(jì)90年代初開始借鑒國外公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查的指標(biāo)體系和調(diào)查經(jīng)驗(yàn),于1992～2001年圍繞我國公眾(18～69歲)的科學(xué)素養(yǎng)基本狀況、我國公眾獲得科學(xué)技術(shù)信息的主要渠道以及我國公眾對科學(xué)技術(shù)的態(tài)度等問題對我國公眾科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行過四次調(diào)查工作。調(diào)查結(jié)果顯示:我國公眾達(dá)到基本科學(xué)素養(yǎng)水平的比例在過去5年間平均每年增長0.24個百分點(diǎn),從1996年的0.2%提高到2001年的1.4%。但與發(fā)達(dá)國家的差距仍很大,美國1990年已達(dá)7%。

在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的過程中存在的問題主要有:一是科學(xué)素養(yǎng)被曲解。學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)是包括知識、能力和非認(rèn)知因素三個層面的個體素質(zhì)。二是學(xué)生發(fā)展片面化。將學(xué)生視做科學(xué)的附載體,而不是將科學(xué)作為學(xué)生發(fā)展的原材料。三是教育背離社會需要。片面強(qiáng)調(diào)知識與識記知識能力的科學(xué)素養(yǎng),不能形成具有正確的價值觀、情感和態(tài)度的社會人。

那么科學(xué)素養(yǎng)在學(xué)生的培養(yǎng)方面具有哪些作用呢?

三、科學(xué)素養(yǎng)的作用

1.科學(xué)素養(yǎng)是人才素質(zhì)的時代要求。目前在教育部已經(jīng)頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》和《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中,都已將科學(xué)素養(yǎng)教育作為基礎(chǔ)教育階段的重要內(nèi)容。需要學(xué)科教師、班主任、教育管理部門和全體學(xué)生共同努力,全方位教育和多渠道滲透。

2.科學(xué)素養(yǎng)是終身學(xué)習(xí)能力形成的基礎(chǔ)。意大利學(xué)者埃特里?捷爾比認(rèn)為終身學(xué)習(xí)“是21世紀(jì)的生存概念,強(qiáng)調(diào)具備終身學(xué)習(xí)的態(tài)度和能力,引導(dǎo)每個公民把終身學(xué)習(xí)作為生存責(zé)任和生存方式,提升其學(xué)習(xí)的自覺性和學(xué)習(xí)力?！睂W(xué)校教育是奠定學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ),科學(xué)素養(yǎng)所包含的正是訓(xùn)練學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)力的必不可少的因素。

3.科學(xué)素養(yǎng)是可持續(xù)發(fā)展觀的需要?？沙掷m(xù)發(fā)展的觀念是新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技發(fā)展的主導(dǎo)思想,目的是為了解決日益嚴(yán)重的環(huán)境問題和逐漸增加的社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求間的矛盾。只有具備了科學(xué)素養(yǎng),才能用辯證的眼光看待科學(xué)技術(shù)對人類的利與弊,才會用可持續(xù)發(fā)展的方式去發(fā)展經(jīng)濟(jì)、使用科學(xué)技術(shù),才會形成可持續(xù)發(fā)展觀。

4.科學(xué)素養(yǎng)是人文精神內(nèi)核的需要?！翱茖W(xué)技術(shù)是槳,人文精神是舵?！眱H有科學(xué)技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,科學(xué)技術(shù)必須受到人文因素的制約。因此,科學(xué)素養(yǎng)中滲透著人文精神的元素,人文精神是科學(xué)素養(yǎng)不可或缺的成分。利用科學(xué)史培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)時,自然而然地就滲透著人文精神的培養(yǎng)。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主陣地,本文試從化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度探討科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的策略。

四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的策略

1.以建構(gòu)主義理論作指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。建構(gòu)主義者特別強(qiáng)調(diào)情境、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)等四大要素。根據(jù)該理論,在化學(xué)新課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),一要引發(fā)學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu);二要通過創(chuàng)設(shè)一定情境,通過協(xié)作、會話充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生濃厚的科學(xué)興趣。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為科學(xué)興趣是推動學(xué)生學(xué)習(xí)的一種最直接的動力,它促使學(xué)生積極地去學(xué)習(xí)科學(xué)知識,并從中得到滿足?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣的一個極有效途徑,新奇有趣的實(shí)驗(yàn)?zāi)芤饘W(xué)生的直接興趣,使學(xué)生在好奇心的驅(qū)使下進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理想化處理,這非常不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。如:把實(shí)驗(yàn)室制備的乙烯直接通入高錳酸鉀溶液、溴水中發(fā)生褪色現(xiàn)象,不能說明乙烯能使它們褪色。為此,我們在教學(xué)中因勢利導(dǎo),提出如下題:①如何證明制得的乙烯氣體中混有雜質(zhì)氣體S02、C02?②如何除去乙烯氣體中混有的S02、C02?引導(dǎo)學(xué)生討論、分析、得出結(jié)論。

4.開展實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生求知的科學(xué)方法。利用“實(shí)驗(yàn)的探究性活動”有效地培養(yǎng)科學(xué)方法。如:利用實(shí)驗(yàn)探究完成“過氧化鈉的性質(zhì)”教學(xué)。

(1)創(chuàng)設(shè)問題情景,激發(fā)探究欲望。教師表演魔術(shù)—滴水著火,學(xué)生觀察。

(2)實(shí)驗(yàn)探究(學(xué)生活動,教師組織)

①問題情景再現(xiàn):學(xué)生分組再現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn),教師提醒仔細(xì)觀察。

②探究方案設(shè)計:學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行假設(shè),設(shè)計方案,教師指導(dǎo)。

③實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè):完成過氧化鈉與水的反應(yīng),檢驗(yàn)生成產(chǎn)物。

④實(shí)驗(yàn)

步驟:在盛有過氧化鈉的試管中滴入適量蒸餾水。

現(xiàn)象:產(chǎn)生大量氣泡,試管壁發(fā)燙;迅速將帶火星的木條伸入試管內(nèi),木條復(fù)燃;在所得溶液中加入紫色石蕊試液,溶液變藍(lán)。

結(jié)論:反應(yīng)是放熱反應(yīng);反應(yīng)產(chǎn)生氧氣;有堿性物質(zhì)生成。

⑤結(jié)論:過氧化鈉與水能反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量使棉花達(dá)到著火點(diǎn),放出的氧氣使棉花迅猛燃燒。

(3)發(fā)展應(yīng)用

將一長玻璃管插入包有過氧化鈉粉末的棉花中,并瞄準(zhǔn)過氧化鈉吹氣。在教師指導(dǎo)下,這樣既可提高學(xué)生思維邏輯性、深刻性和創(chuàng)造性,更能培養(yǎng)學(xué)生求知的科學(xué)方法。

(4)拓展、延伸課外實(shí)驗(yàn)。課外實(shí)驗(yàn)是指教師不現(xiàn)場指導(dǎo)下,學(xué)生在課外用一些簡單易找的器材,獨(dú)立完成設(shè)計、制作、操作并得出結(jié)論的實(shí)驗(yàn)。如:學(xué)習(xí)溶液的酸堿性實(shí)驗(yàn)時,可讓學(xué)生用pH試紙檢測當(dāng)?shù)匚廴舅?、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解決辦法,將實(shí)驗(yàn)的方法和結(jié)論寫成論文等,從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神、提高學(xué)生的動手能力。

5.增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神。學(xué)起于思,思源于疑。認(rèn)知心理學(xué)告訴我們,質(zhì)疑是探求真理的前提和基礎(chǔ)。要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),就必須培養(yǎng)他們勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神。在這方面,實(shí)驗(yàn)同樣發(fā)揮了它的優(yōu)勢。例如:在驗(yàn)證過氧化鈉性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生要檢驗(yàn)過氧化鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉,一般會選擇酚酞,此時酚酞通常會先變紅后褪色。有的同學(xué)解釋:過氧化鈉有漂白性,過氧化鈉使紅色酚酞褪色。而有些同學(xué)卻提出疑問:“在過氧化鈉與水反應(yīng)后的澄清溶液中加入酚酞,紅酚酞也會褪色,其原因也是因?yàn)檫^氧化鈉的緣故嗎?”

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是社會發(fā)展的需要,是時代賦予我們的責(zé)任,我們要抓住機(jī)遇,迎接挑戰(zhàn)。學(xué)校教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主陣地,在教學(xué)中,我們一定要利用化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),積極探索、不斷創(chuàng)新,采取各種有效措施,有效培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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