基于“科學(xué)精神與社會責(zé)任”的實驗教學(xué)

鄒斯婷

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，而化學(xué)實驗教學(xué)是化學(xué)教學(xué)中學(xué)生獲得化學(xué)知識和檢驗化學(xué)知識的重要媒介和手段，它以實驗事實說話，強調(diào)通過實驗、探究活動得出結(jié)論。實驗過程需要遵循科學(xué)研究行為規(guī)范，必須尊重事實，這些都是科學(xué)精神的具體表現(xiàn);而社會責(zé)任則強調(diào)學(xué)生建立起對社會擔當、負責(zé)的意識，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的熱點問題，建立環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展意識，積極參與有關(guān)化學(xué)問題的社會決策。因此，在化學(xué)實驗教學(xué)中落實“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”這一素養(yǎng)意義深遠。下面，筆者從如何在“氧氣的性質(zhì)”實驗教學(xué)中落實“科學(xué)精神與社會責(zé)任”談點看法。

一、教材解讀

氧氣的性質(zhì)是人教版九年級化學(xué)上冊第2單元《我們周圍的空氣》課題2《氧氣》的主要內(nèi)容。

從知識結(jié)構(gòu)上說，氧氣是學(xué)生在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中系統(tǒng)認識具體物質(zhì)及其變化規(guī)律的開始，作為學(xué)生熟悉的氣體，通過日常生活的認知，學(xué)生基本能夠認識氧氣的部分物理性質(zhì)?；诖?，筆者要求學(xué)生通過自學(xué)，系統(tǒng)了解氧氣的物理性質(zhì)，并給學(xué)生提供了問題支架：你們知道氧氣的化學(xué)性質(zhì)有哪些嗎？讓學(xué)生從感性認識逐漸上升到理性認識，正符合學(xué)生認知規(guī)律和建構(gòu)主義理論。

從能力培養(yǎng)上說，通過觀察氧氣的顏色、狀態(tài)，聞氧氣的氣味，自學(xué)氧氣物理性質(zhì);通過觀察木炭、硫、鐵在氧氣中的燃燒現(xiàn)象，再到總結(jié)氧氣的化學(xué)性質(zhì)，整個認知過程由簡單到復(fù)雜，逐步讓學(xué)生掌握物質(zhì)概念的系統(tǒng)模式，為以后探索其他物質(zhì)如氫氣、碳及其化合物等內(nèi)容的學(xué)習(xí)做鋪墊，提供借鑒。

從情感培養(yǎng)上說，教學(xué)本節(jié)課是為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣和探索自然的精神，通過科學(xué)實驗和探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。化學(xué)學(xué)科為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富，在進行科學(xué)探究的過程中要領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，增強對自然和社會的責(zé)任感，在實踐中不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，使其在面臨和處理與化學(xué)有關(guān)的社會問題時能做出更理智、更科學(xué)的思考和判斷。

二、 “氧氣的性質(zhì)”的實驗教學(xué)

1.通過情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)精神和社會責(zé)任

興趣是最好的老師，它有助于提高學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該從學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的角度去感悟生活，運用化學(xué)知識來看待、解決生活中常見的問題，以此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科精神和社會責(zé)任意識。在《氧氣的性質(zhì)》導(dǎo)入部分，筆者通過設(shè)計謎語“看不見摸不到，不香不臭無味道，動物植物都需要，離開它就活不了——打一氣體”直接引出氧氣。很多學(xué)生對這種關(guān)乎我們生命卻看不到、摸不著的氣體十分好奇，進而產(chǎn)生了探究氧氣性質(zhì)的興趣。接著，筆者播放疫情期間醫(yī)護人員救助病患用氧氣維持生命的視頻片段，讓學(xué)生親眼見證氧氣的用途，將化學(xué)問題和事實鑲嵌在真實情境之中，以引起學(xué)生的認知沖突，激發(fā)他們探究、解決問題的欲望。視頻播放完畢，筆者開始對學(xué)生進行科學(xué)倫理教育，讓學(xué)生通過視頻介紹，真正體會到氧氣的性質(zhì)和用途，氧氣在社會生活中的價值，氧氣對人類生命的重要性，增強學(xué)生學(xué)習(xí)新知的迫切性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成正確的價值觀，進而理解將化學(xué)知識應(yīng)用并服務(wù)于人類社會的重要性，培養(yǎng)學(xué)科精神和社會責(zé)任意識。

2.通過實驗現(xiàn)象的體驗和描述，拓展學(xué)生的知識體系，滲透科學(xué)精神與社會責(zé)任

在化學(xué)實驗探究過程中，對實驗現(xiàn)象的體驗和描述是非常重要的環(huán)節(jié)。通過對實驗現(xiàn)象的體驗，學(xué)生才能感知實驗的過程，認識物質(zhì)的變化過程;通過對實驗現(xiàn)象的描述，可以鍛煉學(xué)生的語言表達能力，提升學(xué)生的歸納總結(jié)能力。更重要的是，在實驗過程中，對實驗現(xiàn)象的體驗和描述，能夠引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，認識環(huán)境保護和資源合理開發(fā)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念。

在《氧氣的性質(zhì)》教學(xué)中，筆者指導(dǎo)學(xué)生演示硫磺與氧氣反應(yīng)時，學(xué)生可以清楚地看到燃燒后產(chǎn)生的藍紫色火焰，并能聞到刺激性氣味。但是，許多離實驗臺較遠的學(xué)生，在描述實驗現(xiàn)象的時候，往往只是看到了藍紫色火焰，而聞不到氣味，就不明白什么是刺激性的氣味。此時，筆者將硫的燃燒與鞭炮的燃放聯(lián)系起來，學(xué)生很快明確：放鞭炮后聞到的氣味主要是硫燃燒后生成的二氧化硫的氣味。在此基礎(chǔ)上，筆者又拓展了二氧化硫的一些性質(zhì)：它是有毒有害的氣體，它有毒，對人體有傷害;它有害，能夠溶于水，并能形成酸雨，危害動植物和建筑物，影響生態(tài)和環(huán)境。所以做硫和氧氣的燃燒實驗，集氣瓶底要預(yù)留一定量的水，以吸收燃燒生成的SO2，避免SO2擴散到空氣中，造成環(huán)境污染。筆者再次提醒學(xué)生：要支持政府的禁鞭政策，禁鞭政策既是對人民群眾的生命負責(zé)，也是對環(huán)境的愛護，這樣就逐步實現(xiàn)了科學(xué)精神和社會責(zé)任的滲透。

3.通過對實驗過程的探究，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，增強科學(xué)精神與社會責(zé)任

實驗過程中，教師要認真介紹實驗重點和規(guī)范操作流程，并且引導(dǎo)學(xué)生正確、規(guī)范地進行實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，還可以列舉一些生活中的安全事故，讓學(xué)生充分認識到實驗嚴謹?shù)闹匾?，從而提升科學(xué)精神和社會責(zé)任。

在《氧氣的性質(zhì)》第二部分實驗“探究氧氣化學(xué)性質(zhì)”部分，筆者設(shè)計了這樣的實驗探究——木炭、硫磺、細鐵絲分別在空氣和氧氣中燃燒的實驗。在進行木炭燃燒實驗后，對燃燒后的木炭的正確處理是進行科學(xué)精神和社會責(zé)任教學(xué)的好素材。有的教師在處理木炭時，隨手將其扔在講臺的地上，有的教師直接放在燒杯或放在講臺上，這些操作都是不安全的。筆者結(jié)合生活實際——許多森林火災(zāi)的發(fā)生都是因為沒有熄滅的火星導(dǎo)致的，隨便處理帶火星的木炭是非常危險的。于是，筆者告知學(xué)生要用水及時撲滅木炭，嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度可以避免事故的發(fā)生，學(xué)生因此端正了科學(xué)態(tài)度。在進行硫磺與氧氣反應(yīng)、細鐵絲與氧氣反應(yīng)的實驗時，筆者引導(dǎo)學(xué)生在集氣瓶底預(yù)留一些水，再引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么要預(yù)留一些水？這兩個實驗預(yù)留水的目的相同嗎？不預(yù)留水行不行？如果不留會有什么后果？通過對這些問題的思考和解答，學(xué)生在討論與交流中明確：化學(xué)實驗必然具備嚴謹?shù)目茖W(xué)精神，同時認識到化學(xué)實驗最重要、最根本的原則——實驗安全。通過實驗，學(xué)生知道：二氧化硫有毒，但是易溶于水，可以通過預(yù)留的水吸收SO2氣體，以免污染環(huán)境;鐵與氧氣反應(yīng)生成的Fe3O4是高溫熔化物，如果任它滴落，會導(dǎo)致集氣瓶炸裂，發(fā)生危險，用水可以避免危險的發(fā)生。這樣，學(xué)生就能在實驗過程中形成正確、科學(xué)的實驗探究方法，也能切身體會：科學(xué)實驗必須以安全為前提，安全就是要對自己、他人、環(huán)境負責(zé)的體現(xiàn)。

本節(jié)課以氧氣的性質(zhì)為核心，通過一系列實驗探究，得出了氧氣的化學(xué)性質(zhì)，同時，增強了學(xué)生的科學(xué)精神與社會責(zé)任。

（作者單位：武漢市漢南區(qū)育才中學(xué)）

【組稿系湖北省教科規(guī)劃辦課題“基于三全育人的責(zé)任教育實踐研究”的研究成果，課題編號：2016JB348】

責(zé)任編輯? 吳鋒