如何在化學(xué)課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

劉在華

摘要：本文簡要分析了化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的涵義、化學(xué)學(xué)科觀念生成的有效途經(jīng)以及化學(xué)學(xué)科能力生成的有效途經(jīng)。以期能有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；化學(xué)觀念；化學(xué)能力

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711(2014)07-0068

一、化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的涵義

1. 化學(xué)觀念：化學(xué)觀念是從化學(xué)的視角，闡述對自然、社會與化學(xué)學(xué)科的存在與發(fā)展的最基本的看法?；瘜W(xué)觀念包括化學(xué)術(shù)語和化學(xué)學(xué)科的基本觀點(diǎn)以及理解化學(xué)是什么，化學(xué)有什么用，如何用等；它包含了對科學(xué)、工程、技術(shù)的一種意識；強(qiáng)調(diào)了化學(xué)與人的關(guān)系和化學(xué)作為一個(gè)載體的作用。

2. 化學(xué)能力：化學(xué)能力屬于綜合能力的種類，我們將化學(xué)能力分為對化學(xué)的認(rèn)知策略、化學(xué)智慧技能、化學(xué)實(shí)踐方面的動作技能三個(gè)部分。

二、化學(xué)學(xué)科觀念生成的有效途經(jīng)

1. 立足社會事實(shí)，形成化學(xué)的基本觀念

從大的方面來看，它涵蓋了“公眾的科學(xué)素養(yǎng)問題、化學(xué)與社會的關(guān)系問題、環(huán)境保護(hù)與新型綠色化學(xué)問題、化學(xué)發(fā)展史與認(rèn)識的問題”，也包括為什么要學(xué)好它、如何用化學(xué)的問題。

在課堂教學(xué)中，教師要確立大教育觀、確立學(xué)習(xí)化學(xué)是提高修養(yǎng)的一個(gè)方面的觀念；要充分引入社會事實(shí)資料，與衣、食、住、行等密切結(jié)合，不斷深入；要思路開闊、眼界遠(yuǎn)大。

2. 解決沖突觀念，形成化學(xué)的本質(zhì)觀念

(1)把握化學(xué)概念教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)：化學(xué)概念本身是將化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實(shí)經(jīng)過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法抽象出來的理論知識。它反映著化學(xué)現(xiàn)象及事實(shí)的本質(zhì)，是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為，在課堂設(shè)計(jì)中，如何站在學(xué)生固有知識的層面上，認(rèn)真思考學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，找方法以實(shí)現(xiàn)宏觀、微觀、符號三重表征的形成與融合，以及想方設(shè)法地解決已有知識與實(shí)際本質(zhì)知識的沖突。

(2)強(qiáng)化對化學(xué)物質(zhì)世界的觀念與認(rèn)識：化學(xué)基本觀念中包括原子守恒、能量守恒、電荷守恒、電子守恒等守恒觀念；包括物質(zhì)的變化觀、組成和結(jié)構(gòu)的主因觀、物質(zhì)性質(zhì)的主導(dǎo)觀、反應(yīng)限度觀、原子經(jīng)濟(jì)性觀和持續(xù)發(fā)展觀。

在課堂教學(xué)中，需拓展視野、重視聯(lián)系，統(tǒng)籌安排及早培養(yǎng)，聯(lián)系實(shí)際滲透觀念，并適當(dāng)安排一些習(xí)題強(qiáng)化這些觀念。

三、化學(xué)學(xué)科能力生成的有效途經(jīng)

1. 認(rèn)知策略——?jiǎng)?chuàng)新課程設(shè)計(jì)，激發(fā)求真精神

“教”與“學(xué)”要和諧地統(tǒng)一起來。在講究教的方法的同時(shí)，更多地考慮學(xué)生學(xué)的策略，注重教師與學(xué)生的認(rèn)知策略的統(tǒng)一，不斷學(xué)習(xí)并掌握學(xué)習(xí)的一般性策略，使學(xué)生自如地運(yùn)用對比、演繹、假設(shè)等方式來分析問題和解決問題。

激發(fā)學(xué)生的求真精神，是學(xué)生具有可持續(xù)學(xué)習(xí)興趣的重要?jiǎng)恿?，同時(shí)也是學(xué)生認(rèn)識自然與社會的基本出發(fā)點(diǎn)。在理論教學(xué)上，許多問題在不經(jīng)意間都能激起學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情，從而實(shí)現(xiàn)思想與學(xué)習(xí)行為上的統(tǒng)一。例如：(1)在完成鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生可能提出鈉能浮在水面上不能說明鈉的密度比水小；(2)教師寫出一個(gè)關(guān)于水的電離方程式，學(xué)生提問，難道不能電離成氫離子和氧離子？(3)用濃硫酸與乙醇反應(yīng)制乙烯的實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，將氣體通入溴的四氯化碳溶液，這里使溶液褪色的一定是乙烯的作用嗎？也可能是SO2；(4)銅與濃硫酸反應(yīng)，黑色物質(zhì)、白色物質(zhì)是如何形成的？(5)由學(xué)生制乙烯的實(shí)驗(yàn)，乙醇的沸點(diǎn)是78℃，為什么可以加熱到170℃？

教師不能過分地強(qiáng)化主要現(xiàn)象、忽視次要現(xiàn)象，不能回避不安全因素和過分強(qiáng)調(diào)規(guī)范，要讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)，從體驗(yàn)中求真。

2. 動作技能——強(qiáng)調(diào)探究過程，增強(qiáng)合作能力

手動才能心動，在玩中學(xué)、做中學(xué)、思中學(xué)，盡可能地給學(xué)生提供更多的探討問題和實(shí)踐的機(jī)會以及合作學(xué)習(xí)的機(jī)會。

(1)讓學(xué)生掌握一般探究思路，重視科學(xué)過程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法。形成規(guī)律，建立模式，由普遍到特殊。

科學(xué)探究的一般過程是：問題——假設(shè)——計(jì)劃——事實(shí)——檢驗(yàn)——交流，同時(shí)需要提供一定的學(xué)習(xí)模式，建立一定的常規(guī)思維方式。

(2)讓學(xué)生自由組合成實(shí)驗(yàn)小組合作對象，面向全體學(xué)生。如對于氯氣這一堂課，易懂，學(xué)生易于自學(xué)。從制氯氣的原理到性質(zhì)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)都可以層層推進(jìn)，所以可以由學(xué)生在生生交流中得到解決。

(3)巧妙設(shè)置問題情境，引發(fā)探索熱情。舉例：①如何除去二氧化碳中少量的二氧化硫雜質(zhì)？反過來又如何解決呢？②檢驗(yàn)SO42-時(shí)，提供試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化鋇溶液、硝酸鋇溶液，有哪些方案？哪種方案最合理？③如何從環(huán)保的角度，設(shè)計(jì)如何用銅制硝酸銅的方案？

(4)總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)的規(guī)律，學(xué)會舉一反三。首先，理解如啟普發(fā)生器的各種簡易圖、常見安全裝置等等。其次，掌握一般的實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線，以利于學(xué)生更好地解決探究過程中遇到的各種問題。

3. 開發(fā)創(chuàng)造思維，強(qiáng)化創(chuàng)造素質(zhì)

創(chuàng)造性是一種再生性思維。首先，發(fā)散思維是創(chuàng)造力提高的重要思維方式。

高中生已具備了一定的化學(xué)能力，盡可能地放手讓學(xué)生自行解決問題或自由地提出問題。如在復(fù)習(xí)鋁章節(jié)時(shí)，突破原有知識網(wǎng)絡(luò)式的總結(jié)，讓學(xué)生分組討論：寫出如何制備Al(OH)3的可能方法。結(jié)果，有的小組竟然寫出了12種方法。

其次，把握教學(xué)時(shí)機(jī)，使學(xué)生充分開動腦筋。提出一個(gè)問題固為重要，但教師要在引導(dǎo)學(xué)生提出問題的同時(shí)，還要注意引導(dǎo)學(xué)生掌握解決問題的方式、方法。教學(xué)中要充分把握教學(xué)時(shí)機(jī)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并通過自主學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下去自主體驗(yàn)、探究、理解并形成觀念。

實(shí)例：(1)復(fù)習(xí)到亞鐵離子的性質(zhì)，問題引入蘋果削皮后，顏色有什么變化，可能的原因是什么？講到維生素C，學(xué)生問到，維生素C有什么化學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)如何？筆者讓學(xué)生查閱資料，從結(jié)構(gòu)得出結(jié)論。之后，反問學(xué)生，你現(xiàn)在知道它的性質(zhì)了，假如你不知道它的這些化學(xué)性質(zhì)，如何驗(yàn)證它可能有的結(jié)構(gòu)呢？(2)鹵素間單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱的教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生設(shè)計(jì)非常合理且有創(chuàng)造性；(3)在鋁的教學(xué)中，讓學(xué)生將鋁條放在硝酸汞溶液中浸過，并放在表面皿中，再滴入NaOH溶液，“白毛”為什么消失了？再滴一兩滴鹽酸溶液，又有什么現(xiàn)象？為什么？鋁的兩性問題在微型實(shí)驗(yàn)的操作中很容易得到了解決；(4)關(guān)于溶液的酸堿性與PH值、溶液濃度的關(guān)系教學(xué)時(shí)，安排了這樣的訓(xùn)練題：將PH=3的鹽酸稀釋為原溶液體積的10倍，求溶液的PH值，之后繼續(xù)問：稀釋100、1000、10000、100000倍呢？通過學(xué)生的計(jì)算，部分結(jié)果與實(shí)際發(fā)生了沖突，進(jìn)一步強(qiáng)化了知識形成要以實(shí)際為基礎(chǔ)。(5)從看似一個(gè)簡單的計(jì)算題：足量的銅與一含溶質(zhì)1mol的濃硫酸混合并加熱，問能產(chǎn)生二氧化硫多少摩爾？讓學(xué)生解決了之后，可能會有幾種答案，哪種是合理的呢？

化學(xué)觀念的有效生成，并不是一揮而就的。首先，教師的頭腦中必須要有新課程、新理念。其次，教師平時(shí)要注意搜集成功的案例，豐富自已的課堂，讓學(xué)生從實(shí)踐中出真知，讓學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、討論問題，得出事實(shí)的本質(zhì)，從而逐步提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。