在學中做在做中學
——例談化學教學中的科學方法教育

章國華

(江蘇省連云港高級中學 222002)

科學方法是人類在認識和改造世界過程中遵循或運用的、符合科學一般原則的正確方法.科學方法是科學的靈魂，是人類智慧的結(jié)晶.科學方法與科學知識相伴而生，在化學教學過程中不僅要進行知識的傳授更應(yīng)注重對學生進行科學方法的教育.

一、在學中做——寓科學方法教育于知識學習之中

在學中做，指的是科學方法的教育應(yīng)與學生對化學知識的學習兩者有機結(jié)合起來.科學方法的教育不能脫離具體的化學知識，不能空談科學方法，而應(yīng)將科學方法滲透在知識學習之中.

教師在教學過程中要有意識地對學生進行科學方法的教育，寓科學方法教育于知識學習之中，這樣學生就不是空洞的學習科學方法，而是應(yīng)用科學方法，把科學方法作為學習的工具，在具體的實踐中學習并使用科學方法.

例如，在學習金屬鈉的性質(zhì)時，筆者采用基于事實的推理、論證、實驗驗證的思路設(shè)計教學，片段如下：

師：展示一瓶金屬鈉并告知金屬鈉的保存方法，仔細觀察，由金屬鈉保存在煤油中這一現(xiàn)象，試推測金屬鈉有何物理、化學性質(zhì)？

生：白色固體，密度比煤油大，不溶于煤油，與煤油不反應(yīng)，應(yīng)能與氧氣在常溫下反應(yīng)等.

師：特殊的保存方法，煤油起到了隔絕外界環(huán)境的作用，推測鈉在常溫下能與氧氣反應(yīng)，說明金屬鈉性質(zhì)非常活潑，那么還有哪些事實能證明你的推測呢？

生：金屬活動順序表.

在上述教學過程中，教師通過一系列有層次的問題引導學生進行觀察、推理、論證，使學生在學習化學知識的過程中也接受了科學方法的教育.教師在教學過程中可以根據(jù)所授知識的特點并結(jié)合教學實際積極創(chuàng)設(shè)情境，或有意訓練或潛移默化，使學生逐漸接觸、了解、認識、掌握一些基礎(chǔ)的科學方法，在此基礎(chǔ)上引導學生應(yīng)用科學方法來進行化學知識的學習，最終提高學生的科學素養(yǎng).

二、在做中學——通過“做科學”來學習科學方法

在做中學指通過教學內(nèi)容的設(shè)計讓學生作為發(fā)現(xiàn)者、研究者來進行科學研究，通過“做科學”來學習科學方法.

例如，在學習氣體摩爾體積、阿伏伽德羅定律時，筆者將“阿伏加德羅定律”設(shè)計為科學發(fā)現(xiàn)的教學模式，引導學生運用觀察、抽象、假說、驗證等科學方法發(fā)現(xiàn)規(guī)律.片段如下：

師：用霍夫曼電解水裝置進行電解水及電解飽和食鹽水實驗，觀察不同時間氣體體積變化，比較氫氣和氧氣及氫氣和氯氣的體積關(guān)系

生：氫氣與氧氣的體積比約為2∶1，氫氣與氯氣的體積比約為1∶1

師：對照兩個方程式中氫氣與氧氣及氫氣與氯氣的物質(zhì)的量之比，你能得出什么結(jié)論？

生：氫氣與氧氣的體積比與物質(zhì)的量之比相等均為2∶1；氫氣與氯氣的體積比與物質(zhì)的量之比相等均為1∶1

師：至此，你有怎樣的發(fā)現(xiàn)，其中是否有一定的規(guī)律呢？

生：氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比.

師：如果氣體在不同的溫度和壓強下比值還是否相等？

生：氣體體積和溫度、壓強有關(guān)，同溫同壓下，不同氣體的體積之比與物質(zhì)的量之比相等.

師：這個結(jié)論是否正確呢？是否適用于所有的氣體呢？固體、液體是否適用呢？你如何驗證？

生：積極思考，體積、物質(zhì)的量都是對物質(zhì)多少的描述，可計算驗證.

生：展示計算結(jié)果，歸納總結(jié).

生：同溫同壓下，1mol不同的固體、液體體積相差較大，而1mol氣體的體積數(shù)值非常接近.說明上述結(jié)論只能適用于氣體，即同溫同壓下，氣體的體積之比等于氣體的物質(zhì)的量之比.

師：引導學生閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容，并做出解釋.

生：影響液體、固體體積的主要因素為微粒數(shù)目和微粒大小，不同液體、固體的微粒大小不同，所以等物質(zhì)的量的液體或固體的體積差別較大.

生：影響氣體體積的主要因素為分子數(shù)目和分子間距.當溫度壓強一定時，不同氣體分子間距可看作是相等的，這時影響氣體體積的因素僅為分子數(shù)目，所以氣體體積與分子數(shù)目成正比關(guān)系.即同溫同壓下，氣體的體積與分子數(shù)目及氣體的物質(zhì)的量成正比關(guān)系.

師：表1中1mol氣體在1.01×105Pa、273K 時體積均約為22.4L，其他氣體是否也如此呢？為什么？

生：1.01×105Pa、273K 時即溫度、壓強一定，此時不同氣體分子間距可看作是相等的且有確定的值，所以1mol氣體在1.01×105Pa、273K 時體積有確定的值，約為22.4L.

從對實驗事實的觀察分析中敏感的發(fā)現(xiàn)可能具有的規(guī)律，再經(jīng)過合理的假說、驗證，最終尋求理論解釋的過程中，學生自己發(fā)現(xiàn)了阿伏加德羅定律，對科學方法有了具體的認識，體驗了科學發(fā)現(xiàn)的樂趣，感受了科學方法的魅力.

在“阿伏加德羅定律”的教學中，從提出問題開始到解決問題為止，學生始終處于積極思考、積極探索的學習情境中，將學生學習知識的過程轉(zhuǎn)化為發(fā)現(xiàn)知識的過程，變學科學為“做科學”.

在“做科學”的過程中學生體驗了較為完整的科學探究過程.在這個過程中學生接觸并運用了各種不同科學方法，加深了對常用科學方法的理解和掌握；在“做科學”的過程中還培養(yǎng)了學生的問題意識、嚴謹求是的科學態(tài)度；最重要的是在“做科學”的過程中訓練了學生科學的思維方法即如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題.對學生進行科學方法教育，提高學生的科學素養(yǎng)最終是讓學生能運用科學方法解決實際問題，能從事力所能及的研究，而“做科學”的過程則是一種提前預(yù)演.

通過“做科學”來學習科學，可以有效地激發(fā)學生的學習興趣，使學生積極主動的參與到學習過程中去，促進學生學習方式的轉(zhuǎn)變，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力.教師在教學過程中需轉(zhuǎn)變教學觀念，多嘗試，多實踐，多反思，將知識傳授設(shè)計成發(fā)現(xiàn)式教學模式，變學科學為“做科學”.

“在學中做，在做中學”，是在化學教學過程中對學生進行科學方法教育的具體做法，強調(diào)將科學方法教育與化學知識的學習相結(jié)合，將科學方法作為化學學習的工具，在學習中應(yīng)用，在應(yīng)用中學習.

在高中化學的教學中，結(jié)合教學實際適時對學生進行科學方法的教育不僅使學生知道知識本身是什么，而且知道知識是如何獲得的.在分析知識的產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，不僅優(yōu)化了知識的學習過程，同時使學生獲得科學方法的教育，養(yǎng)成了科學的態(tài)度，最終提高學生的科學素養(yǎng).