淺議化學實驗教學中提升學生實驗素養的途徑

王紅梅 胡揚根 曾小華

摘 要：化學是一門以實驗為基礎的學科，如何培養學生良好的實驗素養是一個值得深思的課題。基于實驗素養的構成，可以從注重培養學生安全意識、提升學生科學素養和培養學生的環保意識三個方面來提升學生的化學實驗素養。

關鍵詞：化學實驗教學；實驗素養；科學素養

素養是指個人修養所達到的程度和表現，從廣義上講，素養是一個人思想、文化、道德品質、知識水平及能力等各方面實際水平的綜合體現。實驗素養是學生個體在實驗中的態度、能力、精神、品格、知識、技能、習慣和作風等多方面專業實際水平的綜合體現。傳統的化學實驗教學模式，多以教師直接向學生集中講解實驗的原理和步驟，然后學生照著書上的步驟進行操作，久而久之就會造成學生對科學的關心與熱愛程度降低，就會造成對科學探究的方法和過程的理解程度低下，自己設計實驗方案的意識和能力薄弱，不能形成科學性思維，實驗素養難以提升。本文從注重學生安全意識的培養、注重學生科學素養的提升以及注重學生環保意識的培養三個方面來探討在化學實驗教學中提升學生實驗素養的途徑，從而使學生養成良好的實驗習慣，認真觀察并準確如實記錄實驗現象的能力，分析、推理，得出科學結論的能力，以及較熟練的操作技能，環保意識以及合作的精神等等。

一、 注重學生安全意識的培養

安全無小事，責任大于天，化學實驗中安全意識的培養也是形成良好實驗習慣的一個方面。據統計，我國在1998年～2008年間共發生學校火災事故86起，造成60人死亡、121人受傷，直接經濟損失高達3364萬元。針對高校實驗室事故原因的分析發現，引發事故的因素包括人的不安全行為、物的不安全狀態、環境的不安全條件和管理缺陷等，其中90%以上引發實驗室事故是由于人的不安全行為、不規范操作或對危險因素的認識不足、防護不當或者缺失造成的。例如近些年的，2014年12月4日，常州工程職業技術學院一實驗室發生爆炸，是老師實驗操作不當所致；2014年3月18日，北京師范大學化學樓一實驗室發生火災，是學生實驗操作不慎而引燃實驗室的。一些事故案例沒有辦法排除偶然性，但如果擁有安全意識，是可以盡量避免此類事故發生的。

對于學生的安全意識的培養，要注意以下方面：一、 上實驗課之前要讓學生學習實驗室規則，做到自覺遵守實驗室準則；二、 要讓學生知道實驗室有關的危險情況有哪些？如何應對這些危險？哪些物質有害或有危險？三、 要讓學生知道所做實驗的規范操作和不規范操作有哪些？四、 定期開展滅火器的使用等消防技能培訓、消防撤離演練和急救技能的培訓等等。總之，實驗室的安全是每個人的責任，要以認真的態度對待。

二、 注重學生科學素養的提升

科學素養一詞源自英文“Scientific Literacy”，指的是對科學和技術的基本知識、基本觀點和科學價值觀所具有的基本了解。科學素養包括科學知識與技能、科學方法和能力、科學行為和習慣、科學精神和態度等，教師應該在化學實驗中引導學生學會觀察、學會思考，鼓勵學生“發現——提出”問題，引導學生增強科學合作意識，促進學生科學素養的提升。

（一） 培養學生的觀察能力

在化學實驗教學過程中，教師要引導學生仔細觀察，觀察過程中要堅持實事求是的科學態度。伽利略曾說過，“一切推理都是必須從觀察與實驗得來”，可以看出觀察在實驗中是很重要的。教師在組織學生觀察實驗過程中，應讓學生將觀察和思考融合在一起，例如在球棍模型這個實驗教學過程中，做好每一個分子的球棍模型之后，觀察它們的結構并應該思考它們有怎樣的化學性質。在熔點的測定這個實驗中，教師要指導學生重點觀察固體出現水化現象和剛剛全部熔化時的情況并記錄對應的初熔和末熔溫度。在做有機化合物的性質實驗時，也要指導學生應該重點觀察哪些現象以便得出正確的結論。觀察是探索性很強的認識活動，有時會出現未曾發現過的新情況，在歷史的長河中，由于實驗中的仔細觀察導致科學上的新發現這樣的例子很多。

（二） 培養學生質疑問難的能力

古希臘學者亞里士多德曾經說過“思維自疑問和驚奇開始”，就是質疑是學生學習的內驅力，是思維的導火線。在實驗教學中，教師應鼓勵學生解放思想、敢于并善于質疑問難，對習以為常的現象或權威們的說法勇于持懷疑、批判的態度。教師應該讓學生在實驗中積極主動的思考，多想想、多試試，才能發現更多的奧秘，才能更好地創新。

在實驗前教師應讓學生預習，寫預習報告，提出并發現問題。教師要知道實驗教學的首要目的就是要培養學生的懷疑精神、探究意識以及創新意識。在實驗中教師應側重對疑難問題進行解答，讓學生記錄原始數據，不符合的應分析原因。

（三） 培養學生的探究學習能力

化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗是進行科學探究的主要方式。教師應讓學生通過一些探究活動，體驗科學研究的過程，要教給學生“發現問題——實驗探究——實驗驗證——得出結論”的科學研究的基本方法。在實驗的選擇上，教師可以參考其他大學的實驗教材，在基礎性實驗教學的基礎上，增加綜合性實驗和設計性實驗，加強學生綜合知識和運用知識的能力。增加的綜合性實驗和設計性實驗可以根據醫學生的特點開設一些例如小檗堿、蘆丁、咖啡因等的提取及定性檢驗和定量測定，在實驗過程中，教師指導學生利用圖書館等資源來查閱文獻，分析整理資料，引導學生自行設計出實驗方案，再獨立進行實驗操作。學校也可以通過開放化學實驗室或者讓學生參與教師的科研項目來培養學生的探究學習能力。總之，培養學生的探究學習能力是學生學習科學概念、發展科學思維能力、提升科學素養的一個強有力的工具。

（四） 培養學生的合作精神

合作精神是個人與個人、群體與群體之間為達到共同目的，彼此相互配合的一種聯合行動、方式的精神。合作精神是大局意識、協作精神和服務精神的集中體現。在學科交叉、跨學科合作攻關的大背景下，越來越強調團隊合作，因此對學生團隊精神的培養顯得尤為重要。具體而言，可以探索性、開放性實驗課題或大獎賽的形式，首先選定和培養一個團隊負責人，讓其組建一個小組，通過制定可行的研究目標，建立有效的溝通和協作機制并自主完成選題、文獻調研、實驗方案構思與設計、實驗的實施、結果分析等過程，從而最大限度地調動學生的積極性、自主性和創造性，培養學生溝通協作、互利共贏的團隊精神。

三、 注重學生環保意識的培養

在實驗教學中，要注重學生綠色環保意識的培養，將環保的理念貫穿到整個實驗過程中，有利于培養良好的科研素養，也有利于培養高素質、綜合性人才。具體可從如下幾個方面入手：①節約藥品，試劑和溶劑倡導循環利用，減少不必要的浪費，最大限度減少污染源；②正確、規范處理“三廢”；③化學實驗微型化，規定用量和濃度，從而縮短反應時間，節省溶劑和試劑；④創新改進實驗方案，盡量避免使用有毒化學試劑或溶劑，多采用連續性、高效的實驗方案，減少不必要的中間環節。例如：以苯為原料制備硝基苯、以硝基苯為原料制備苯胺、以苯胺為原料制備乙酰苯胺、以乙酰苯胺為原料制備對氨基苯磺酰胺等。在各次的實驗中分別練習蒸餾、回流、升華、萃取、抽濾、重結晶、熔點測定等基本操作。通過這樣的連續性實驗，體現了有機實驗“綠色化”特點，同時增強了學生的有機合成基本功，開闊了學生的合成思路，有利于培養學生嚴謹的科學態度強化學生實驗的責任心、積極性和主動性。

綜上所述，提升學生的化學實驗素養的探討途徑，歸納為以下幾點：（1）教師潛移默化地培養學生的安全意識、環保意識和良好的實驗習慣；（2）師生共同努力培養學生嚴謹的實驗態度和質疑的科學精神；（3）增加設計性、綜合性實驗等途徑培養學生探究學習能力。（4）放開手、充分調動學生的主觀能動性。當然，在以后的實驗教學中，還需要探索改革、不斷更新教學理念，更好地提升學生的實驗素養。

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作者簡介：

王紅梅，胡揚根，曾小華，湖北省十堰市，湖北醫藥學院藥學院化學教研室。