善用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的幾個實(shí)例

宋潔

摘要：創(chuàng)新精神、理性的懷疑和批判是科學(xué)素養(yǎng)的核心要素?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)以其主動性、探究性和創(chuàng)新性等特點(diǎn)在提高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面有著重要作用。本文通過在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中善用好奇心、重視“異?！薄⑶稍O(shè)陷阱、質(zhì)疑經(jīng)典等探討了培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的幾個途徑。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；科學(xué)精神；創(chuàng)新能力；批判性思維

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）47-0155-02

科學(xué)素養(yǎng)是衡量一個國家公民素質(zhì)的重要指標(biāo)，也是新課程改革中理科課程的主要目標(biāo)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》[1]要求著眼于提高二十一世紀(jì)公民的科學(xué)素養(yǎng)。國際上普遍將科學(xué)素養(yǎng)概括為三個組成部分，對于科學(xué)知識達(dá)到基本了解程度；對科學(xué)的研究過程和方法達(dá)到基本了解程度；對于科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達(dá)到基本了解程度[2]?；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)具有主動性、探究性和創(chuàng)造性等特點(diǎn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在科學(xué)探究的過程中掌握科學(xué)知識、科學(xué)研究的方法，提高對科學(xué)的認(rèn)知程度，并逐步學(xué)會應(yīng)用這些科學(xué)方法解決生活中的實(shí)際問題。所以化學(xué)實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要載體。

一、科學(xué)精神的內(nèi)涵

科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵與我國中學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的教育目標(biāo)是相對應(yīng)的，科學(xué)精神的養(yǎng)成既是科學(xué)教育的核心，也是科學(xué)素養(yǎng)的要旨[3]。而科學(xué)精神有多方面的內(nèi)涵，其中創(chuàng)新、理性的懷疑和批判是科學(xué)精神的主要內(nèi)容。其中創(chuàng)新能力最重要的因素不是知識與經(jīng)驗(yàn)的多少，創(chuàng)新的核心是善不善于產(chǎn)生新思想。衡量是否具備創(chuàng)新能力最重要的一個要素是批判精神。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特功能

科學(xué)素養(yǎng)是在對問題的不斷探索中逐步習(xí)得的?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的過程，易于創(chuàng)設(shè)激疑、質(zhì)疑的學(xué)習(xí)情境[4]?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新能力、科學(xué)方法以及非智力品質(zhì)等方面有特殊作用。通過實(shí)驗(yàn)可以激起學(xué)生的疑問，刺激學(xué)習(xí)的熱情；通過實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證化學(xué)假說、理論，不迷信權(quán)威書本；通過實(shí)驗(yàn)可以獲得知識和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。所以實(shí)驗(yàn)科學(xué)在促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成方面有獨(dú)特功能。

三、幾個通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的實(shí)例

1.善用好奇心，抓住疑問不放手。初中學(xué)習(xí)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)中有一個現(xiàn)象：過量的二氧化碳通入澄清石灰水，先變渾濁后變澄清。初接觸化學(xué)的同學(xué)們對于這個現(xiàn)象感到很神奇，此時抓住學(xué)生的好奇心，為什么會變渾濁？怎么又變澄清？多少才是“過量的”二氧化碳呢？對于前兩個問題學(xué)生可能會設(shè)想出很多種可能的答案，發(fā)散思維得以很好訓(xùn)練。關(guān)于第三個問題可能學(xué)生就有一些難理解。定性概念對于掌握現(xiàn)象有一定幫助，但是對于理解現(xiàn)象背后的本質(zhì)若僅僅只用定性概念，學(xué)生的接受程度會受到影響。在初中階段適時引入定量概念，讓學(xué)生構(gòu)建定量概念并了解定量研究對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要作用，可以避免今后很多學(xué)生容易出現(xiàn)缺乏定量的思維方式這一問題。

2.重視異?，F(xiàn)象或數(shù)據(jù)，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。讓“異?！爆F(xiàn)象合理、恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮應(yīng)有的教育作用[5]。把化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“意外”變成教學(xué)資源，是提高學(xué)生思維分析能力的捷徑。在實(shí)驗(yàn)中由于受各種因素的影響，會出現(xiàn)與學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知相矛盾的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。案例：學(xué)生們已經(jīng)掌握“酸遇酚酞不變色，堿遇酚酞變紅色”，但是，在一次實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液遇酚酞先變紅后褪成無色了。這種“異?！鼻闆r的出現(xiàn)，正是教師為學(xué)生的思維留有一定空間，培養(yǎng)學(xué)生求知欲和進(jìn)行科學(xué)探索的良好時機(jī)。是書本知識有問題嗎？是哪種試劑出了問題嗎？還是……？此時教師要鼓勵學(xué)生積極分析和思考，查找資料尋找原因，幫助他們認(rèn)真分析。學(xué)生提出種種假設(shè)，再一一驗(yàn)證推翻假設(shè)，最終發(fā)現(xiàn)堿的濃度與顏色變化的關(guān)系，同樣用定量概念也可以很容易地解釋這個問題。當(dāng)理論與事實(shí)發(fā)生矛盾時正是實(shí)現(xiàn)理論創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新的良好契機(jī)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“異?！蓖侵卮罂茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的源泉，這種“異?！笔菍W(xué)生創(chuàng)新和發(fā)展的源泉和動力。

3.故意犯錯，巧設(shè)陷阱。老師是權(quán)威的化身，是真理的代言人，學(xué)生對老師是懷著無比崇拜的心情的。那么老師是不是不能犯錯呢？犯錯是否就有損于老師的光輝形象呢？案例：人教版九年級化學(xué)2012年6月第1版92頁用紅磷燃燒驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律這個實(shí)驗(yàn)，先用連接橡膠塞的玻璃管取黃豆粒大的紅磷，安裝回錐形瓶后調(diào)節(jié)天平平衡；然后取下玻璃管，將紅磷燃著后迅速插回錐形瓶，紅磷燃燒結(jié)束后，天平仍保持平衡。這時細(xì)心的同學(xué)就有問題了：“這個實(shí)驗(yàn)有問題！這個反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒！”師問：“怎么會呢？天平仍然保持平衡?。　奔?xì)心的同學(xué)：“紅磷在錐形瓶外被點(diǎn)燃，雖然迅速被放回了錐形瓶，但是肯定會有少量的損失，而且開始還與瓶外的氧氣發(fā)生了反應(yīng)，所以早已破壞了反應(yīng)前后的反應(yīng)體系；而天平仍保持平衡可能是誤差太小，天平不能分辨?！苯酉聛淼囊环懻摯蠹矣址治隽颂炱饺匀黄胶饪赡艿脑?。老師這樣的小失誤換來同學(xué)們積極的思考與精彩的辯論值不值得呢？長此以往，精心地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的每一個可以激發(fā)學(xué)生思考的小環(huán)節(jié)，那么我們的學(xué)生一定會被造就成有思想、有見地、不人云亦云的智者。

4.培養(yǎng)批判性精神，敢于向經(jīng)典挑戰(zhàn)。心理學(xué)研究表明，技能的形成過程是一個由初級階段到熟練掌握的過程。學(xué)生質(zhì)疑能力也是一種技能，其培養(yǎng)也要遵循這一規(guī)律。因此，教師在日常教學(xué)中要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是需要學(xué)生仔細(xì)觀察和分析的過程，是手腦并用的過程，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察，積極思考，大膽質(zhì)疑，加強(qiáng)批判性思維能力訓(xùn)練。案例：在人教版九年級化學(xué)（上冊）2006年4月第2版中有關(guān)氧氣化學(xué)性質(zhì)的【實(shí)驗(yàn)2-4】鐵與氧氣發(fā)生的劇烈反應(yīng)，同學(xué)們做這個實(shí)驗(yàn)成功率都不高，他們掌握不好待火柴燃盡的時機(jī)，插進(jìn)氧氣瓶時很多都是已完全燃盡。有同學(xué)就此提出意見：“為什么不在火柴燃燒得正旺時把細(xì)鐵絲插入氧氣瓶中呢？”教師積極肯定其想法，并鼓勵大家嘗試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果既避免了“待火柴快燃盡時”的手忙腳亂，又大大提高了該實(shí)驗(yàn)的成功率。同時，還有同學(xué)提出鐵絲與氧氣的反應(yīng)比與空氣更劇烈，書中是用“我們都知道”來理所當(dāng)然認(rèn)為大家都知道細(xì)鐵絲在空氣不能燃燒只能紅熱，為什么不能做個對比實(shí)驗(yàn)?zāi)?？且對比?shí)驗(yàn)簡單明了、現(xiàn)象對比強(qiáng)烈，更加直觀。結(jié)果在人教版九年級化學(xué)（上冊）2012年6月第1版的教材中【實(shí)驗(yàn)2-4】就增加了細(xì)鐵絲在空氣中的對比實(shí)驗(yàn)。批判性思維是創(chuàng)新能力的核心，學(xué)生敢于質(zhì)疑老師，質(zhì)疑書本，不一味迷信權(quán)威，這是教師應(yīng)該積極保護(hù)的珍貴品質(zhì)。

善用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特功能促進(jìn)中學(xué)生科學(xué)精神的養(yǎng)成，其中還有一個關(guān)鍵因素——教師。只有教師充分認(rèn)識到了科學(xué)素養(yǎng)的重要性，才能積極保護(hù)學(xué)生對科學(xué)的熱情，善于發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，鼓勵學(xué)生的質(zhì)疑精神，才能為國家加速培養(yǎng)新一代的高素質(zhì)人才。

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