新課標理念下高中化學科學方法的培養

化學教育中科學方法教育的目標包括科學認識的一般過程和科學認識過程的方法兩個層面。新課程高中化學教材在著力構建化學知識體系的同時，力圖從這兩個層面構建符合高中學生探究能力發展需要的科學方法體系。這些科學方法大致可以分為三個層次：第一個層次是化學學科內的特殊方法，如物質的分離和提純方法、化學性質的試驗方法等；第二層次是科學研究的一般方法，包括獲取事實材料的觀察、實驗等方法，加工事實材料的邏輯方法、假說方法、模型方法等；第三層次是哲學方法，如唯物辯證法、系統方法等。

一、充分挖掘化學史的教學價值，確立基本科學方法觀

我國著名化學家傅鷹先生說過：“化學可以給人以知識，化學史更可以給人以智慧”。新編高中化學教材采用資料、閱讀等方式增加了如“金屬鉀的發現”、“氯氣的發現”、“原子結構模型的演變”、“元素周期律的發現”等有關化學史內容。教學中，適時適度地把這些內容融入課堂，可以使教學不只局限于現有知識本身的靜態結果，還可以追溯到它的來源和動態演變，揭示出反映在認識過程中的科學態度和科學思想，使學生學到發展知識和運用知識的科學方法。

例如，在“元素周期表”的教學中，可指導學生先研究德貝萊納的“三元素組”、邁爾的“六元素組”、紐蘭茲的“八音律”，在此基礎上，再研究門捷列夫發現“元素周期律”的過程。這種讓學生象科學家那樣從未知開始研究與學習的教學過程，可以有效地讓學生從中體驗科學家大膽創新、勇于探索、堅持實踐、實事求是的科學態度，學會用聯系和發展的唯物辯證法觀點去認識客觀事物，指導學習和處理面臨的問題，從中體會正確的科學方法對研究化學的重要意義。

二、遵循學生認知規律，分階段指導基本科學方法

新課標高中化學教材是以適應素質教育為宗旨，以《化學課程標準》為依據，吸收近年來我國中學化學教改的成功經驗，按有利于學生身心健康發展和未來社會對人才的要求編寫而成的；從教材設置的內容及能力培養目標來看，充分考慮了學生的年齡特點和已有的認知結構。因此，在教學中，我們應遵循學生的認知發展規律，認真研究教材所蘊涵的能力要素，分階段指導和培養學生的基本科學方法。

三、完善實驗教學體系，豐富和活化學生的科學方法

與舊教材相比，新編教材更突出化學實驗在教學中的作用和地位，更關注學生在實驗中的參與性、研究性和創造性。教學中，我們應根據教學內容和教學進度，充實和完善相關的實驗教學體系，豐富和活化學生的科學方法。

1.實驗探究法。新教材針對化學概念抽象、難懂的特點，編寫時通過增加或改變實驗呈現方式的方法，引導學生通過動手實驗、觀察現象、分析變化等過程，親身體驗知識的發生、發展過程，從中學會發現問題、分析問題、解決問題的能力。例如，《金屬及其化合物》第一節“鈉”的有關性質就由原先的演示實驗改為邊講邊實驗，讓學生在教師預設的實驗流程和啟發引導中，感悟這種可切割金屬的性質；再如，“離子反應”概念的導出，教材通過新增的環環相扣的三個演示實驗，讓學生通過對實驗的觀察與思考，自己歸納出BaCl2溶液和CuSo4溶液之間進行的反應實質上就是Ba2+和So42-之間的反應。這種變“師講生聽”為“學生自主”或“師生互動”的實驗探究方法，正是新教材貫徹培養的科學方法模式之一。

2.優化重組法。對化學實驗裝置或實驗方案加以改進、重組和優化，這是活化科學方法，提高學生科學素質的有效途徑。從這一意義上講，新教材本身就是一個典范，在許多內容的編寫上都作了很好的示范和探索。例如，有關學生基本實驗技能的訓練，教材編寫了以CuSo4晶體和NaOH溶液為原料制取CuO，并以自制的CuO作催化劑制取并收集O2的實驗。讓學生通過一個完整的制取和收集的實驗過程，使以往較為零碎的、孤立的操作得以重組和優化，有效地形成關于基本操作的知識網絡。

因此，教學中我們應認真研究教材，引導學生對有關實驗方案進行改進或優化，對裝置中的儀器、藥品進行變換或替代。例如，實驗室用Zn和H2So4制備H2 ，如果要加快反應的速率，則可從以下幾方面考慮：（1）藥品替代：用粗Zn替代純Zn或用較濃H2So4替代稀H2So4；（2）改進反應條件：向反應液中加入少量Cuso4或對反應液稍加熱；（3）優化裝置：用啟普發生器或相應裝置代替簡易裝置。這種對實驗多角度、多層次的優化設計與改進，可以使學生在討論、比較改進方案的過程中不斷優化思維，形成和提升科學方法。

四、注重社會實踐活動，在研究性學習中升華科學方法

1.介紹研究的基本步驟，促使學生熟悉和掌握科學方法

開設以研究性學習為主體的社會實踐活動課程，其目的在于讓學生在研究問題的過程中，熟悉和掌握科學方法。因此，向學生介紹選題和開展研究的步驟，就顯得十分重要。不妨從以下幾方面展開：（1）問題是如何提出來的？（2）解決這個問題有什么實際意義？（3）這個問題應該從何處著手分析？（4）解決這個問題有哪些基本方法？利用這些方法的理論和實踐的根據是什么？（6）這些方法哪一種（或是否還有其它方法）比較簡捷可行？（7）最后得到什么結論？它的意義及應用范圍和條件如何？（8）還有哪些問題有待于進一步研究？學生按照這條思路去開展研究，就有章可循，易激發對問題的探究欲望，也會在探究的過程中學會思維，促進對科學方法的掌握和運用。

2.創設民主、和諧的討論氛圍，讓學生在交流中升華科學方法

“倘若你有一種思想，我也有一種思想，而我們彼此交流這些思想，那么，我們每個人都各有兩種思想。”這是英國著名戲劇家、諾貝爾文學獎獲得者蕭伯納的一句至理名言。它言簡意賅卻也入木三分地說明了“在交流中學習”的潛在價值。例如，在確定研究課題時，可讓學生：（1）先根據自己的愛好、特長，擬訂個人的研究課題，就研究的目的與步驟、過程與方法、可能遇到的困難、需要獲得的幫助，提出初步方案；（2）組織學生分小組交流個人方案，并就每個方案的研究價值、研究時間、資料來源、實施難度等可行性問題開展討論，遴選出小組的研究課題；（3）組織全班交流，由每個小組推出一位代表向全班介紹該組課題的內容與實施的設想，讓全班同學評價該課題的可行性，教師及時地加以點評，引導全班學生修正和完善方案，直至定稿。通過這種多層次、多角度的討論與交流，可以有效地拓寬學生的思維視野，升華對科學方法的理解和運用能力。