新課程背景下化學實驗教學與科學素養的培養策略探

查明華 熊言林

查明華 熊言林

(安徽師范大學化學與材料科學學院,安徽 蕪湖 241000)

中圖分類號:O6-3文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2009)09-124-02

摘要:化學是一門以實驗為基礎的自然科學。新課程背景下,我們在教學中一定要利用化學學科的特點,利用化學實驗教學來有效培養和提高學生的科學素養。

關鍵詞:新課程;化學實驗教學;科學素養;培養策略

目前我國新一輪課程改革要求全面提高我國中小學學生的科學素養。那么,什么是科學素養呢?它是一個有著非常深刻豐富內涵且很難準確說明的概念,不同時代和文化背景的人對其理解是不同的。

一、科學素養概念的發展、構成要素和特征

科學素養一詞源自英文“Science Literacy”,最早提出“科學素養”這一概念的是1958年美國學者赫德教授,他認為:“科學素養”是“對科學與科學應用于我們社會經驗里的了解”。目前我國《全日制義務教育化學課程標準(實驗稿)》明確指出:義務教育階段的化學課程以提高學生的科學素養為主旨。新課程從課程功能的角度將科學素養界定為“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態度與價值觀”三個方面,通過這三個方面的目標來培養學生的科學素養。

科學素養的構成要素主要有:科學知識、科學品質和科學能力。雖然人們對科學素養的定義千差萬別,但人們對科學素養的認識仍具有一定的一致性,主要表現在基礎性、豐富性、公平性、開放性、操作性,這便構成了科學素養的特征。

那么國內外科學素養的現狀如何,又存在哪些問題呢?

二、科學素養的現狀與問題

我國自20世紀90年代初開始借鑒國外公眾科學素養調查的指標體系和調查經驗,于1992～2001年圍繞我國公眾(18～69歲)的科學素養基本狀況、我國公眾獲得科學技術信息的主要渠道以及我國公眾對科學技術的態度等問題對我國公眾科學素養進行過四次調查工作。調查結果顯示:我國公眾達到基本科學素養水平的比例在過去5年間平均每年增長0.24個百分點,從1996年的0.2%提高到2001年的1.4%。但與發達國家的差距仍很大,美國1990年已達7%。

在培養科學素養的過程中存在的問題主要有:一是科學素養被曲解。學生的科學素養應是包括知識、能力和非認知因素三個層面的個體素質。二是學生發展片面化。將學生視做科學的附載體,而不是將科學作為學生發展的原材料。三是教育背離社會需要。片面強調知識與識記知識能力的科學素養,不能形成具有正確的價值觀、情感和態度的社會人。

那么科學素養在學生的培養方面具有哪些作用呢?

三、科學素養的作用

1.科學素養是人才素質的時代要求。目前在教育部已經頒布的《基礎教育課程改革綱要》和《科學課程標準》中,都已將科學素養教育作為基礎教育階段的重要內容。需要學科教師、班主任、教育管理部門和全體學生共同努力,全方位教育和多渠道滲透。

2.科學素養是終身學習能力形成的基礎。意大利學者埃特里?捷爾比認為終身學習“是21世紀的生存概念,強調具備終身學習的態度和能力,引導每個公民把終身學習作為生存責任和生存方式,提升其學習的自覺性和學習力。”學校教育是奠定學習者終身學習能力的基礎,科學素養所包含的正是訓練學生基礎學力的必不可少的因素。

3.科學素養是可持續發展觀的需要。可持續發展的觀念是新世紀經濟建設、科技發展的主導思想,目的是為了解決日益嚴重的環境問題和逐漸增加的社會與經濟發展需求間的矛盾。只有具備了科學素養,才能用辯證的眼光看待科學技術對人類的利與弊,才會用可持續發展的方式去發展經濟、使用科學技術,才會形成可持續發展觀。

4.科學素養是人文精神內核的需要。“科學技術是槳,人文精神是舵。”僅有科學技術是遠遠不夠的,科學技術必須受到人文因素的制約。因此,科學素養中滲透著人文精神的元素,人文精神是科學素養不可或缺的成分。利用科學史培養科學素養時,自然而然地就滲透著人文精神的培養。

化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學是培養學生科學素養的主陣地,本文試從化學實驗教學的角度探討科學素養培養的策略。

四、化學實驗教學中培養科學素養的策略

1.以建構主義理論作指導,培養學生的科學素養。建構主義者特別強調情境、協作、會話和意義建構等四大要素。根據該理論,在化學新課程教學中培養學生的科學素養,一要引發學生原有的認知結構;二要通過創設一定情境,通過協作、會話充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神。

2.加強實驗教學,培養學生濃厚的科學興趣。認知心理學認為科學興趣是推動學生學習的一種最直接的動力,它促使學生積極地去學習科學知識,并從中得到滿足。化學實驗是激發學生科學興趣的一個極有效途徑,新奇有趣的實驗能引起學生的直接興趣,使學生在好奇心的驅使下進行學習。

3.改進實驗裝置,培養學生實事求是的科學態度。部分化學實驗進行理想化處理,這非常不利于培養學生實事求是的科學態度。如:把實驗室制備的乙烯直接通入高錳酸鉀溶液、溴水中發生褪色現象,不能說明乙烯能使它們褪色。為此,我們在教學中因勢利導,提出如下題:①如何證明制得的乙烯氣體中混有雜質氣體S02、C02?②如何除去乙烯氣體中混有的S02、C02?引導學生討論、分析、得出結論。

4.開展實驗探究,培養學生求知的科學方法。利用“實驗的探究性活動”有效地培養科學方法。如:利用實驗探究完成“過氧化鈉的性質”教學。

(1)創設問題情景,激發探究欲望。教師表演魔術—滴水著火,學生觀察。

(2)實驗探究(學生活動,教師組織)

①問題情景再現:學生分組再現上述實驗,教師提醒仔細觀察。

②探究方案設計:學生根據現象進行假設,設計方案,教師指導。

③實驗驗證假設:完成過氧化鈉與水的反應,檢驗生成產物。

④實驗

步驟:在盛有過氧化鈉的試管中滴入適量蒸餾水。

現象:產生大量氣泡,試管壁發燙;迅速將帶火星的木條伸入試管內,木條復燃;在所得溶液中加入紫色石蕊試液,溶液變藍。

結論:反應是放熱反應;反應產生氧氣;有堿性物質生成。

⑤結論:過氧化鈉與水能反應,反應放出的熱量使棉花達到著火點,放出的氧氣使棉花迅猛燃燒。

(3)發展應用

將一長玻璃管插入包有過氧化鈉粉末的棉花中,并瞄準過氧化鈉吹氣。在教師指導下,這樣既可提高學生思維邏輯性、深刻性和創造性,更能培養學生求知的科學方法。

(4)拓展、延伸課外實驗。課外實驗是指教師不現場指導下,學生在課外用一些簡單易找的器材,獨立完成設計、制作、操作并得出結論的實驗。如:學習溶液的酸堿性實驗時,可讓學生用pH試紙檢測當地污染水源、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解決辦法,將實驗的方法和結論寫成論文等,從而有效地培養學生的創造精神、提高學生的動手能力。

5.增強實驗創新,培養學生勇于質疑的科學精神。學起于思,思源于疑。認知心理學告訴我們,質疑是探求真理的前提和基礎。要培養學生的科學素養,就必須培養他們勇于質疑的科學精神。在這方面,實驗同樣發揮了它的優勢。例如:在驗證過氧化鈉性質的實驗中,學生要檢驗過氧化鈉與水反應生成的氫氧化鈉,一般會選擇酚酞,此時酚酞通常會先變紅后褪色。有的同學解釋:過氧化鈉有漂白性,過氧化鈉使紅色酚酞褪色。而有些同學卻提出疑問:“在過氧化鈉與水反應后的澄清溶液中加入酚酞,紅酚酞也會褪色,其原因也是因為過氧化鈉的緣故嗎?”

培養學生的科學素養是社會發展的需要,是時代賦予我們的責任,我們要抓住機遇,迎接挑戰。學校教育是培養學生科學素養的主陣地,在教學中,我們一定要利用化學學科的特點,積極探索、不斷創新,采取各種有效措施,有效培養和提高學生的科學素養。

參考文獻:

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