淺談在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)青少年的科學(xué)素養(yǎng)

呂秋娥

摘要：全面提高青少年科學(xué)素養(yǎng)是素質(zhì)教育的內(nèi)在要求，是時代的需要。本文試從化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過對學(xué)生觀察力培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)基本操作的強(qiáng)化訓(xùn)練，培養(yǎng)青少年良好的科學(xué)品質(zhì)以及通過研究性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究方法及科學(xué)精神方面談?wù)劰芤姟?/p>

關(guān)鍵詞：化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；青少年； 科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1006-5962（2013）06-0251-02

科學(xué)素養(yǎng)是衡量一個國家國民素質(zhì)水平及其國際競爭力的重要指標(biāo)之一，提高國民素質(zhì)，尤其提高全民科學(xué)素質(zhì)已成為世界各國的重要戰(zhàn)略。2010年第八次中國公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查顯示：我國具備基本科學(xué)素養(yǎng)的公民比例為3.27%，相當(dāng)于日本、加拿大和歐盟等主要發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代末的水平。改革開放伊始，鄧小平就提出了"科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力"的論斷。青少年是國家的未來，全面提高青少年的科學(xué)素養(yǎng)是素質(zhì)教育的內(nèi)在要求，是社會長遠(yuǎn)發(fā)展的需要。如何提高青少年的科學(xué)素養(yǎng)是所有教育工作者應(yīng)不斷思考、努力實(shí)踐的大事?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生的科學(xué)觀察、實(shí)驗(yàn)操作及科學(xué)研究等科學(xué)素養(yǎng)以及綜合素質(zhì)的全面提高都具有重要作用。

1 重視觀察實(shí)驗(yàn)，打好科學(xué)能力基礎(chǔ)

公民科學(xué)素養(yǎng)主要包括科學(xué)知識、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識、科學(xué)品質(zhì)等要素，而科學(xué)觀察能力是科學(xué)能力的基礎(chǔ)。俄國化學(xué)家門捷列夫曾說過："科學(xué)的原理起源于實(shí)驗(yàn)的世界和觀察的領(lǐng)域，觀察是第一步，沒有觀察就沒有接踵而來的前進(jìn)"。可見，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中務(wù)必注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀察能力。

1.1 按一定的認(rèn)知目的安排觀察活動?？茖W(xué)觀察的目的性，要求教育者引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)時要有明確的重點(diǎn)。例如：鎂帶的燃燒，應(yīng)觀察是否生成了新的物質(zhì)。在酒精燈上點(diǎn)燃鎂條，最引人注意的現(xiàn)象是產(chǎn)生耀眼的白光，生成白色粉末。如果觀察仔細(xì)，還會發(fā)現(xiàn)白色粉末的外圍有時附著黑色的顆粒，看到燃燒的上方有濃烈的白煙升騰。鎂是比較活潑的輕金屬，它能與許多非金屬單質(zhì)及氧化物反應(yīng)，表現(xiàn)出良好的還原性。在初中，我們知道：2Mg+O2=2MgO；到高中我們知道：3Mg十N2=Mg3N2；學(xué)習(xí)鎂的知識后還知道：2Mg十CO2=2MgO十C。 鎂條燃燒時生成白色固體，其主要成分是氧化鎂和氮化鎂。若實(shí)驗(yàn)室里CO2的濃度較高，燃燒后就?？煽匆姺勰┑倪吘壥呛诘模腆w成分是氧化鎂、氮化鎂和炭黑。實(shí)驗(yàn)中諸如此類的展示，能使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的目的和重點(diǎn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)觀察的重點(diǎn)有：①化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的形狀、大小、比例、尺寸和造型等。②實(shí)驗(yàn)儀器的持拿方法和使用方法、實(shí)驗(yàn)裝置的安裝方法、教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)操作的步驟和方法。③實(shí)驗(yàn)物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味、揮發(fā)性、溶解性、密度、硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和酸堿性等特征及其變化和現(xiàn)象。

1.2 制訂周密的觀察計(jì)劃，養(yǎng)成全面觀察的好習(xí)慣?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象千變?nèi)f化，某些現(xiàn)象稍縱即逝，若無周密的觀察計(jì)劃，就可能失掉觀察機(jī)會，以至于影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論。所以，要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成全面觀察的習(xí)慣，以保證對變化的過程的細(xì)節(jié)有詳盡的認(rèn)識，獲得完整的信息，發(fā)現(xiàn)并掌握事物的本質(zhì)及變化規(guī)律。

1.3 指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會寫實(shí)驗(yàn)觀察記錄?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)觀察記錄是用文字、化學(xué)術(shù)語、數(shù)字、計(jì)量單位、化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和裝置圖、線圖、表格等形式，對實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象進(jìn)行簡要、概括記述的方法，要求做到準(zhǔn)確無誤、完整周密、詳細(xì)有序。

2 重視操作實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能訓(xùn)練包括常用儀器及實(shí)物基本畫法、常用儀器的構(gòu)造功能及使用特點(diǎn)。如滴管伸入溶液前為什么要先擠捏膠頭、使用時不能伸入試管或接觸燒杯內(nèi)壁、不能橫放或倒拿等等，要教會學(xué)生熟練地掌握加熱、過濾、溶解、蒸發(fā)、氣體收集、儀器的裝配與連接等基本操作，弄清道理、掌握要領(lǐng)、操作正確。

3 重視研究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力

研究性實(shí)驗(yàn)是指教育者指導(dǎo)學(xué)生圍繞某個問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果，從中發(fā)現(xiàn)科學(xué)概念或原理以獲得知識，培養(yǎng)探究能力的一種方法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主，通過親身感知、直接體驗(yàn)、主動觀察、動手等方式，重新認(rèn)識外部世界、重新認(rèn)識自我。在"有意無意之間"的潛移默化中實(shí)現(xiàn)認(rèn)識、技能、情感、態(tài)度、道德的變化和發(fā)展。其主要流程及功能如下：

流程：提出課題→ 形成假設(shè)→ 實(shí)驗(yàn)探究→ 分析評價→ 鞏固開拓

功能：明確目標(biāo)、創(chuàng)設(shè)探究情景、發(fā)現(xiàn)新知、獲得結(jié)論、遷移創(chuàng)新。

例："鐵的化合物"教學(xué)。將課本上的演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課堂上親自制取氫氧化亞鐵，觀察它的變化過程和產(chǎn)生的現(xiàn)象，針對操作過程擬出以下思考題：①鋅與稀硫酸反應(yīng)時不能加熱，為什么（新）鐵釘與稀硫酸反應(yīng)卻要加熱？②新制的硫酸亞鐵溶液中要多加入幾枚鐵釘，并在溶液上面加一層植物油，各起什么作用？③用滴管吸取硫酸亞鐵溶液前一定要先擠壓出膠囊中的空氣再伸入溶液，這是為了什么？④吸取硫酸亞鐵溶液后的滴管又為什么一定要伸入氫氧化鈉溶液液面下再擠出硫酸亞鐵溶液？⑤不按上述步驟，讓學(xué)生直接把硫酸亞鐵溶液加到氫氧化鈉溶液中反應(yīng)所制得的氫氧化亞鐵與上述制法所得到的現(xiàn)象有何不同？是什么原因？通過上述問題的分析、探究，學(xué)生不僅看清了氫氧化亞鐵的狀態(tài)、溶解性，而且詳細(xì)地觀察到氫氧化亞鐵的變化過程，從而歸納出氫氧化亞鐵的化學(xué)性質(zhì)。接下來再提出新問題：Fe（Ⅱ）的化合物與Fe（Ⅲ）化合物是否可以相互轉(zhuǎn)化？在什么條件下轉(zhuǎn)化？通過學(xué)生討論設(shè)計(jì)，課后在開放的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，在新舊知識不斷"沖突" 的實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)揮出學(xué)生的聯(lián)想能力和知識遷移能力，引發(fā)創(chuàng)新思維。

4 重視設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的整體把握能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指實(shí)驗(yàn)之前根據(jù)一定的目的和要求，運(yùn)用有關(guān)的化學(xué)知識和技能，對實(shí)驗(yàn)儀器裝置、步驟和方法在頭腦中所進(jìn)行的一種規(guī)劃?；瘜W(xué)設(shè)計(jì)需要學(xué)生把握各種科學(xué)方法，具備嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和敢于創(chuàng)新的精神，是有利于學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)的。 例如：設(shè)計(jì)檢驗(yàn)濃硫酸與木炭粉在加熱的條件下反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)方案：①用什么裝置制備三種氣體產(chǎn)物？②三種氣體產(chǎn)物如何檢驗(yàn)？引發(fā)舊有知識，H2O用無水硫酸銅檢驗(yàn)，SO2用酸性品紅試液檢驗(yàn)，CO2用澄清的石灰水檢驗(yàn)。

③檢驗(yàn)順序應(yīng)怎樣？ 選用什么儀器？④可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。⑤問題討論。此設(shè)計(jì)起點(diǎn)高，涉及到新情景、新材料、新問題。但落點(diǎn)低，反應(yīng)裝置與制氯氣相似。把它們綜合起來加大了難度，不僅要考慮單一物質(zhì)，還要考慮物質(zhì)之間的相互影響，但充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，使學(xué)生親身體驗(yàn)到類似科學(xué)家發(fā)明、發(fā)現(xiàn)的過程，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神和科學(xué)研究能力，有利于促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新個性的形成和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 人民日報：我們需要怎樣的科學(xué)素養(yǎng) 2011.

[2] 劉知新.主編：化學(xué)實(shí)驗(yàn)論，廣西教育出版社 1998.

[3] 劉正賢.主編：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)大全，上海教育出版社.

[4] 金茹.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，新課程學(xué)習(xí)（下）2011.