在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究

尚曉峰

摘 要：實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中有效的方法，也是實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高實(shí)踐能力的基本要素。所以，實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生掌握科學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)志趣及學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的能力，使學(xué)生受到科學(xué)的自然觀、科學(xué)態(tài)度的教育，有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研究方法

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2018）09-019-1

科學(xué)探究有助于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情境，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能、啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。近年來，本人始終按照新的課程標(biāo)準(zhǔn)和課程設(shè)計(jì)理念，立足于教材，在課堂教學(xué)中開展了一系列富有成效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，也取得了一定的效果。

一、課堂探究性學(xué)習(xí)

1.課本探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。課堂是師生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的主陣地。課堂上教師將有些化學(xué)問題學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生自己選擇自己的研究課題，由學(xué)生利用課余時(shí)間查閱資料，獨(dú)立或小組合作設(shè)計(jì)初步方案，再交由教師審閱，任課教師從中選出具有代表性的方案，集中在課堂上由設(shè)計(jì)者進(jìn)行演示、交流，介紹自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟。最后，由全班同學(xué)做評(píng)委來評(píng)判優(yōu)劣，共同探討實(shí)驗(yàn)成敗的原因。

案例1：探究實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的裝置

①讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)桌上提供的試管、錐形瓶、膠塞、導(dǎo)管、長(zhǎng)頸漏斗等實(shí)驗(yàn)儀器，盡可能多的組裝氣體發(fā)生裝置，并且組內(nèi)互相討論各自的優(yōu)缺點(diǎn)和檢查氣密性的方法，然后選出一個(gè)最佳裝置和一位代表進(jìn)行組間互相評(píng)價(jià)。學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1、2、3所示。

②使用圖1制取二氧化碳時(shí)，如果需要較多二氧化碳，氣體未收集滿，試管中已經(jīng)沒有氣泡產(chǎn)生了，怎么辦？

想到：用較大容器代替試管，并想方設(shè)法向試管中添加稀鹽酸，選擇圖2裝置。隨后，收集滿了，試管中還不斷有氣泡產(chǎn)生，怎么辦？

想到：控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，選擇圖3。

③聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過的實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫和二氧化錳制氧氣時(shí)，為了控制反應(yīng)的速率可以使用圖4裝置，最后對(duì)上述四套裝置從不同角度評(píng)價(jià)優(yōu)缺點(diǎn)。從而對(duì)固體和液體混合制備氣體的發(fā)生裝置的選擇形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)每套裝置優(yōu)缺點(diǎn)的理解。

④課后興趣實(shí)驗(yàn)：生活常識(shí)：生活中熱水瓶?jī)?nèi)膽的水垢、雞蛋殼、口堿等（均含有碳酸根）都能和食醋（含有醋酸）反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。嘗試在家中選擇適當(dāng)?shù)拇闷穪硗瓿啥趸嫉闹迫?shí)驗(yàn)。學(xué)生的熱情很高，在家中尋找了飲料瓶、藥瓶、吸管等設(shè)計(jì)了圖5所示的裝置。

通過此類專題探究并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比得出不同實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又能激發(fā)學(xué)生踴躍參與問題討論和敢于探索的創(chuàng)新意識(shí)。

2.課本探究實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，教材中的個(gè)別實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在設(shè)計(jì)不嚴(yán)密、過程不環(huán)保等缺陷。因此，我們鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑、大膽創(chuàng)新，自行設(shè)計(jì)了有關(guān)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案。

案例2：分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用

在教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟中僅有“向盛有過氧化氫溶液的試管中伸入帶火星木條”和“向盛有過氧化氫溶液的試管中加入少量二氧化錳，再伸入帶火星木條”兩個(gè)環(huán)節(jié)，缺少對(duì)“二氧化錳能否使帶火星木條復(fù)燃”這一探究過程，因而實(shí)驗(yàn)探究過程不夠嚴(yán)謹(jǐn)。針對(duì)這一情況，同學(xué)們進(jìn)行了以下改進(jìn)。

①取兩支試管，分別加入5mL 5%過氧化氫溶液和少量的二氧化錳，再分別把帶火星的木條伸入兩支試管中，觀察木條是否復(fù)燃。

②將上述過氧化氫溶液緩緩倒入裝有二氧化錳的試管中，再把帶火星的木條伸入該試管中，觀察木條是否復(fù)燃。

經(jīng)過這一改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。

二、課外探究性學(xué)習(xí)

作為化學(xué)課堂教學(xué)的延伸，課外探究實(shí)驗(yàn)的開展有助于延續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣?！皦瘔薰蕻?dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)?！痹谡n外實(shí)驗(yàn)中，沒有現(xiàn)成的儀器和藥品，這就需要學(xué)生從生活中尋找，有些物品不一定能及時(shí)找到，需要平時(shí)的積累。例如過濾實(shí)驗(yàn)，生活中用什么替代漏斗和濾紙？有的學(xué)生用廢棄飲料瓶剪去一半，將上半部倒轉(zhuǎn)過來，就是一個(gè)簡(jiǎn)易的漏斗，有的學(xué)生用多層醫(yī)藥紗布扎住瓶口充當(dāng)濾紙，有的學(xué)生想到用化妝棉做濾紙?！疤骄坑绊懝腆w溶解速度的因素”的課外實(shí)驗(yàn)，用什么替代燒杯、量筒和玻璃棒？有的學(xué)生用一次性醫(yī)藥針筒替代量筒；有的學(xué)生用筷子替代玻璃棒；有的學(xué)生用玻璃杯替代燒杯。課外實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)呼出氣體的主要成分，學(xué)生從食品袋中找出干燥劑配制成澄清石灰水，用吸管代替導(dǎo)氣管，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，操作簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)替代品的收集，讓學(xué)生成為生活中的有心人，還培養(yǎng)了學(xué)生變廢為寶、勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。

在課外實(shí)驗(yàn)中，每位學(xué)生找到的材料以及對(duì)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)可能都不一樣。有時(shí)，同一實(shí)驗(yàn)會(huì)因?qū)嶒?yàn)條件各異，而產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有所不同，這就會(huì)激發(fā)學(xué)生的求知欲；而有些現(xiàn)象書本未提及，老師也未提及，卻在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了，為了弄個(gè)明白，他們查閱資料，請(qǐng)教老師，不斷尋找答案。自己發(fā)現(xiàn)的問題，又由自己找到了答案，成功的體驗(yàn)，使學(xué)生更加堅(jiān)定了學(xué)好化學(xué)的信心，良好的不斷探索的科學(xué)品質(zhì)也得到了培養(yǎng)。

實(shí)踐證明，在化學(xué)教學(xué)中倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，將科學(xué)探究作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，重視和強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主的、開放的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣更加濃厚，上課參與熱情顯著提高，學(xué)習(xí)效果顯著增強(qiáng)。