芻議在實驗教學(xué)中培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

劉從生

摘要：實驗，是化學(xué)學(xué)科得以建立的根基，在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中具有不可替代的重要作用，在培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)方面的作用更是不容忽視。本文結(jié)合初中化學(xué)實驗的教學(xué)實踐，從觀察能力、探究意識、思維能力、科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新能力等五個方面展開思考與探討，揭示其在培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)方面所起的重要作用。本文對于今后進一步做好初中化學(xué)實驗教學(xué)有一定的啟發(fā)和參考價值。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗；觀察能力；探究意識；思維能力

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2018）25-0151-02

化學(xué)離不開實驗，實驗是化學(xué)的根基。作為一門自然科學(xué)，化學(xué)實驗不僅是學(xué)生獲取化學(xué)知識的重要途徑，也是發(fā)展學(xué)生思維能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的重要手段。教學(xué)實踐表明：講解十遍不如讓學(xué)生動手做一遍實驗。當然，動手實驗過程中，教師要加強指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察實驗現(xiàn)象，理解實驗中蘊含的化學(xué)原理。這樣既可以利用視聽結(jié)合使學(xué)生獲得生動的感性知識，形成化學(xué)概念，也可以促進學(xué)生在觀察能力、探究意識、思維能力、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力等方面得到提升，培養(yǎng)其相應(yīng)的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

1.在實驗教學(xué)中培養(yǎng)觀察能力素養(yǎng)

觀察，就是有目的的看，觀察能力是化學(xué)實驗最基本的能力。學(xué)會正確地觀察，是化學(xué)知識學(xué)習(xí)、思維能力培養(yǎng)的開始。沒有觀察，就不可能有專注的學(xué)習(xí)與思考。利用化學(xué)實驗，指導(dǎo)學(xué)生遵照實驗流程動手操作，細致地觀察實驗現(xiàn)象與結(jié)果，學(xué)生的觀察能力素養(yǎng)就能得到大幅度的提升。

如在學(xué)習(xí)“空氣中氧氣含量測定”實驗時，學(xué)生剛開始往往只是被實驗中絢麗多彩的景象所吸引。我們先讓學(xué)生觀察實驗過程中的現(xiàn)象，即紅磷的燃燒，放出熱能，有大量的白煙產(chǎn)生。而冷卻后，發(fā)現(xiàn)有水進入反應(yīng)容器內(nèi)，大約占到反應(yīng)容器容積的五分之一左右。教師對這些觀察到的現(xiàn)象表示肯定的同時，又提出僅觀察到這些是不夠的。進一步引導(dǎo)學(xué)生進行“由表及里”的觀察，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中的白煙其實是懸浮在氣體中的固態(tài)顆粒。

另外，紅磷保證足量才能消耗盡鐘罩內(nèi)氧氣，冷卻至室溫后，打開止水夾，在大氣壓的作用下，鐘罩內(nèi)有水進入。其實，進入水的體積就是實驗中消耗的氧氣的體積。這個實驗也就證實了一個結(jié)論：空氣中氧氣的含量約為五分之一。

上述實驗化學(xué)方程式為：4P+5O2點燃2P2O5

剛接觸化學(xué)，實驗中的化學(xué)現(xiàn)象極大地刺激了學(xué)生的好奇心，引發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣與探究熱情。但這時觀察到的只是表象，學(xué)生無法對其作出科學(xué)的評價和合理的分析。教師的適時介入，可以引導(dǎo)學(xué)生更加明確觀察的目的，指導(dǎo)學(xué)生觀察方法，更加清楚地知道觀察實驗操作步驟中應(yīng)注意的事項以及實驗中的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象等，從而能較系統(tǒng)地進行實驗觀察，避免了盲目的、看熱鬧的、主次不分的不良觀察，為提升觀察能力素養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.在實驗教學(xué)中培養(yǎng)探究意識素養(yǎng)

無論是演示實驗還是動手操作，其目的都是要讓學(xué)生思考其中的化學(xué)原理。也就是要讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，掌握實驗操作方法的基礎(chǔ)上，探索化學(xué)新的知識點。探索中需要學(xué)生提出猜想，進而驗證猜想，獲得化學(xué)結(jié)論。這種通過實驗進行的新知探索有利于學(xué)生探究意識素養(yǎng)的培養(yǎng)。

如，“燃燒的條件”演示實驗。開始，吸引學(xué)生的自然還是實驗的表象：銅片上的白磷竟然會無緣無故燃燒起來了。在學(xué)生驚訝的目光中，我趁機拋出問題：白磷為什么會無緣無故就燃燒起來，為什么紅磷沒有燃燒？它們屬于同一物質(zhì)嗎？可燃物的燃燒條件又是什么？通過對這些問題的探究，師生互動總結(jié)出燃燒的條件。實驗教學(xué)沒有到此為止，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進一步探究問題——白磷在熱水中會不會燃燒呢？這個問題馬上吸引了學(xué)生的注意力，他們學(xué)習(xí)的激情被充分調(diào)動起來了。有的同學(xué)說：不能，因為生活經(jīng)驗告訴我們，“水火不容”嘛！也有的同學(xué)說：能，只要讓熱水中的白磷和氧氣充分接觸。誰也說服不了誰！怎么辦？馬上實驗驗證。教師演示實驗步步推進，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，熱水中的白磷只要接觸到氧氣就能燃燒。學(xué)生看到白磷只要接觸氧氣就火星四射時，歡呼雀躍，非常興奮。整個實驗結(jié)束后，學(xué)生們會被其中蘊含的探究意識的魅力深深吸引，逐漸培養(yǎng)了學(xué)生探究意識素養(yǎng)。

上述實驗化學(xué)方程式為：4P+5O2點燃2P2O5

3.在實驗教學(xué)中培養(yǎng)思維能力素養(yǎng)

學(xué)生剛接觸化學(xué)時，往往把注意力放在物質(zhì)變化絢麗多彩的表象上，卻沒有進行相應(yīng)的理性思考。這時，教師應(yīng)通過問題情境的創(chuàng)設(shè)來逐步打開學(xué)生的思維，培養(yǎng)其思維能力素養(yǎng)。

在演示實驗或?qū)W生實驗中不可避免有一些“反常”現(xiàn)象的發(fā)生。比如：在演示實驗“用過氧化氫與二氧化錳制取氧氣，并檢驗”中，有時帶火星的木條沒有復(fù)燃，只是火星更明亮，欲燃又止。化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H2O2MnO22H2O+O2↑。

又如：“空氣中氧氣含量的測定”實驗中，時常出現(xiàn)進入鐘罩內(nèi)的水不足容積的五分之一。為什么會出現(xiàn)這些“反?！钡幕瘜W(xué)實驗現(xiàn)象呢？其實，這是一個培養(yǎng)學(xué)生思維能力的良好契機，在教學(xué)中，我們不僅不應(yīng)忽視這些“反常”，反而要利用這一契機，引導(dǎo)學(xué)生提出猜想， 通過實驗驗證猜想，幫助他們透過現(xiàn)象看本質(zhì)，積極主動參與到實驗探究的活動中來，從而培養(yǎng)其思維能力素養(yǎng)。

4.在實驗教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度素養(yǎng)

通過化學(xué)實驗，學(xué)生在活動中不僅掌握了化學(xué)的學(xué)習(xí)方法，形成了過程性的化學(xué)知識與技能，更重要的是學(xué)生在實驗過程中通過猜想、觀察、嘗試、驗證等思維過程，體驗了化學(xué)學(xué)習(xí)中實事求是的價值觀，養(yǎng)成其一絲不茍的科學(xué)嚴謹態(tài)度。很好地體現(xiàn)與實現(xiàn)了教學(xué)的三維目標。

化學(xué)實驗中有不少規(guī)范性的操作，如儀器的使用與操作規(guī)范。其中還包括遵守實驗規(guī)則， 注意實驗的安全和節(jié)約藥品等習(xí)慣的養(yǎng)成。實驗中還要求學(xué)生對觀察到的實驗現(xiàn)象要如實記錄與填寫。為了達到這個目的，在實驗教學(xué)中，我認真進行示范，對學(xué)生嚴格要求，對實驗過程進行具體的指導(dǎo)。如，在學(xué)習(xí)“酸的化學(xué)性質(zhì)”時，我們進行了鹽酸和帶銹鐵釘反應(yīng)的實驗。實驗中，學(xué)生觀察到鐵釘銹斑為鹽酸所溶解，從而鐵釘表面顯得光鮮亮麗。由于鹽酸溶液過量，當銹斑消失后，鐵釘和鹽酸還會繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣，我們還能觀察到鐵釘?shù)谋韺硬粩嘤袣馀菝俺龅默F(xiàn)象。為此，我要求學(xué)生如實填寫實驗現(xiàn)象，并嘗試對實驗現(xiàn)象進行化學(xué)原理剖析。

開始銹斑溶解，是稀鹽酸與鐵銹反應(yīng)生成了氯化鐵和水。

化學(xué)方程式為：6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2O。

隨后，鐵釘冒出氣泡是鹽酸和鐵反應(yīng)生成了氯化亞鐵和氫氣。

化學(xué)方程式為：2HCl+FeFeCl2+H2↑。

這樣，學(xué)生體驗到實驗過程中實事求是的觀察與思考的重要性，培養(yǎng)了他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

另外，實驗結(jié)束，我都要花五六分鐘，指導(dǎo)學(xué)生洗滌和整理實驗儀器，堅持實驗藥品整理復(fù)原，保證桌面清潔干凈。做好實驗的善后工作。對于實驗的成功與失敗如實記錄并進行原因分析。這樣，長期堅持，日積月累，學(xué)生的科學(xué)態(tài)度素養(yǎng)自然就得以形成。

5.在實驗教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力素養(yǎng)

江澤民說過“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力?！眲?chuàng)新能力素養(yǎng)是學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識和基本技能的基礎(chǔ)上，形成的對新問題和新情境有意識的努力加以解決的能力傾向。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力素養(yǎng)是我們著力追求的教學(xué)目標。問題是創(chuàng)新的動力，是思考的源泉。因此，我們要設(shè)計層層深入的問題鏈，引發(fā)學(xué)生的思考。要通過問題引發(fā)學(xué)生的好奇心，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。

例如：教學(xué)中和反應(yīng)“在NaOH溶液中加入稀HCl”的實驗。 我把教材中的實驗改為三步驟進行。

步驟一：“向盛有NaOH溶液的試管中慢慢滴入稀HCl”，并設(shè)計了三個問題組織討論：

①當把這兩種物質(zhì)放在一起，有明顯的現(xiàn)象發(fā)生嗎？

②如果這兩種物質(zhì)被我們有意識地放在一起，卻沒有發(fā)生明顯的化學(xué)現(xiàn)象，能不能斷言這兩種物質(zhì)相互之間不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)呢？

③如何設(shè)計實驗來證明確實發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢？

在這些問題情景下，教師逐步引導(dǎo)以酚酞作指示劑來證明。

步驟二：教師提出問題：“酚酞遇堿變什么色呢？”學(xué)生答：“紅色。”繼而教師演示：以酚酞作指示劑，滴有酚酞的NaOH溶液呈紅色，慢慢滴入稀HCl溶液，并搖晃，發(fā)現(xiàn)溶液紅色慢慢退去。教師問：“溶液紅色褪去說明什么？ ”學(xué)生討論后回答“說明溶液中NaOH沒有了，也就是NaOH與滴入的稀HCl發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?！比缓蟮贸鼋Y(jié)論：滴入的鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，紅色褪去，表明稀HCl和NaOH反應(yīng)后酸堿中和，溶液呈現(xiàn)中性。反應(yīng)化學(xué)方程式為：NaOH+HClNaCl+H2O。

步驟三：假如返滴NaOH溶液，溶液呈堿性，溶液會變紅嗎？

先學(xué)生討論，然后學(xué)生動手實驗，結(jié)果一目了然。

這樣的逐級設(shè)計，既循循善誘，又訓(xùn)練和整合了學(xué)生的思維，發(fā)展了其逆向思維能力，也使學(xué)生的探究意識得以發(fā)揮，滿足了學(xué)生的創(chuàng)新欲望。這樣日積月累逐漸培養(yǎng)起學(xué)生的創(chuàng)新能力素養(yǎng)。

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)是我們化學(xué)實驗教學(xué)的出發(fā)點和歸宿。本文結(jié)合化學(xué)實驗教學(xué)探討了在化學(xué)實驗教學(xué)中對觀察能力、探究意識、思維能力、科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新能力等的學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)。同行們通過各種不同的途徑或許能達到“殊途同歸”之目的，正所謂教無定法， 因材施教。不過，教學(xué)也有法可循，那就是抓好學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成。讓我們從初中化學(xué)開始，抓開頭化學(xué)實驗過程中良好習(xí)慣的養(yǎng)成，日積月累、循序漸進，這對提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和人文素養(yǎng)都是大有裨益的。