淺析科學精神在化學教學中的培養

晏昊晨

摘 要：科學精神是中國學生發展核心素養的重要組成部分，在化學教學中培養學生的科學精神尤為重要。文章在分析了討論了科學精神在化學教學中的重要性的基礎上，從理性思維、批判質疑、勇于探究三個方面探索了科學精神在化學教學中的培養。

關鍵詞：科學精神;化學教學;培養

在高中化學教學中培養學生的科學精神，是化學教學的重要任務。在化學教學中必須積極采取有效的途徑，加強對學生科學精神的培養，這是深化化學教學改革，實施素質教育的必然要求，也具有重要的現實意義。

一、科學精神的內涵

什么是科學？每個人對科學都有不同的理解，美國國家科學教育提出的標準是：“科學是格物致知的一種途徑，它以實證為判斷尺度，以邏輯為辯論的武器，以懷疑為審視的出發點。”所謂格物致知，就是探究事物原理，而從中獲得智慧或某種經驗。通過科學的教育，學生應該知道什么是科學，什么不是科學，科學能夠做什么，科學不能夠做什么以及如何在學科中起作用。科學精神是由文化素養引申而來，素養和素質含義接近，但素養更強調后天修習涵養的作用，即學習提高的重要性。科學精神是《中國學生發展核心素養》的重要內容，是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程;是分析綜合，推理論證等科學思維方法的內化; 它是基于事實證據和科學推理來質疑和批判不同觀點和結論，繼而提出創造性見解的能力和品質。

二、科學精神在化學教學中的培養

（一）理性思維理性思維的核心內容主要包括崇尚真知

能理解和掌握基本的科學原理和方法;尊重事實和證據，有實證意識和嚴謹的求知態度;邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等。由于化學課程的內容涉及到對物質理化性質的理解、數學計算、有關化學式的書寫，所以學好化學就必須結合物理、數學、英語等基礎學科，更重要的是要有宏觀和微觀的思維。

化學是一門在原子分子層面上研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的科學，宏觀思維、微觀思維和符號表征是化學學科有別于其他學科的基本特性之一。其中，宏觀思維要求能通過觀察、辨識一定條件下物質的形態及變化規律的宏觀現象。微觀思維要求能從物質的微觀層面理解其組成、結構和性質的聯系，能根據物質的微觀結構預測物質在特定條件下可能具有的性質和可能發生的變化。符號表征要求，了解化學符號蘊涵的意義，使符號表征成為概括、提升宏觀認識與微觀認識的重要環節。例如在學習“分子與原子”時，課程目標要求學生能夠了解化學反應的實質就是分子分離成原子，原子重新組合成新的分子的過程。不論分子還是原子都是我們看不見，摸不到的，這就需要學生用微觀思維去思考和想象。學生如果能做到把微觀的分子和原子想象成宏觀的其他物體，類似于兒童搭的積木，從本來的樣式分開，再重新組合成全新的外觀和樣式。這樣就不是單純的宏觀思維和微觀思維，而是賦予了“靈魂”的宏微結合的載體，這種學習體驗不再需要刻板的記憶，而是富有意義的建構活動。

（二）批判質疑

批判質疑的核心內容是具有問題意識;能獨立思考、獨立判斷;思維縝密、能從多角度辯證地分析問題，做出選擇和決定等。科學教育的作用就是幫助學生發展所需要的智能，自主思考、探索，發展學生的探究能力，抓住問題，尋找解決途徑，收集評判依據，勇于發展和創新。例如，“原電池”教學時就可以將科學教育很好的地體現出來。首先組織學生實驗，通過銅絲與鋅粒在稀硫酸中接觸，銅絲表面產生大量氣泡，激發學生的好奇心和求知欲，進而引發猜想“鋅失去的電子轉移到銅上去了”。事實確實如此嗎？學生通過實驗收集證據，驗證猜想得出結論，從而形成“原電池”的概念。猜想驗證的過程其實就是證據推理的科學思維過程。如何判斷一個裝置是否屬于原電池？就需要具備批判質疑意識，學生嘗試從電極、電解質溶液、閉合回路、氧化還原反應等方面做出判斷。借助于獨立思考，獨立判斷的能力，不管遇到怎樣陌生的情景，只要將復雜的反應、陌生的裝置與模型中的要素一一對應，就能很好地解決相關問題。這種模型建構源自科學研究，是人類認識事物的重要方法，因而批判質疑也是學生學習化學的重要環節之一。對發現的問題提出質疑，從而深入探究，進而揭示其本質和規律的認知方式。化學教學中提升學生批判質疑意識，有利于培養學生追求真理的科學精神，能加深學生對于具體事物的復雜聯系或本質屬性的理解和認識。

（三）勇于探究

勇于探究的重點是：具有好奇心和想象力;能不畏困難，有堅持不懈的探索精神;能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法等。探究的目的是為了尋求真理。化學是一門以實驗為基礎的科學。在化學教學中以實驗來引導學生探究，有助于學生發現和提出有探究價值的化學問題，培養學生的問題意識;根據問題解決，明確探究目的，設計并優化實驗方案，有助于學生了解科學探究的一般方法，培養學生的創新意識;通過相互合作完成實驗操作、觀察記錄實驗現象，對實驗現象進行信息加工并獲得結論，有助于培養學生的科學精神。所以說實驗探究既是科學精神的內在要素，又是綜合培養學生核心素養的一種有效方法。

例如，學習“氧氣的實驗室制取與性質”時可采用“發現探究式”的教學模式，引導學生在問題情境中發現問題，在實驗探究中解決問題。

[引導發現]觀察藥品，展示高錳酸鉀，閱讀說明，從“氧氣是助燃劑”，引出問題。鐵在氧氣中能燃燒么？

[猜想與假設]根據硫，磷均能在氧氣中燃燒，猜想鐵也能在氧氣中燃燒。

[制訂計劃]設計用高錳酸鉀制取氧氣，再用加熱后燒紅的細鐵絲放入盛滿氧氣的集氣瓶中。

[進行實驗]

[收集證據]在氧氣中鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。

[推理與結論]鐵絲可以在氧氣中燃燒，生成Fe3O4。

上述“氧氣的實驗室制取”探究實驗中，學生不僅能掌握氧氣的制取的相關知識，又可以根據氧氣的性質做出猜想，通過實驗收集證據，并基于證據進行分析推理，得出鐵能在氧氣中燃燒的結論，是在實驗教學中基于證據推理培養學生科學思維的一則教學案例。

參考文獻

[1] 謝蘊.談高中化學教學中培養學生科學精神的方法[J].數理化解題研究，2015（12）.

[2] 麻威武，繆煜清.化學實驗教學中培養學生科學精神探析[J].麗水學院學報，2005（02）.