怎样利用实验教学提高学生的科学素质

叶文彬

化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验能为学生正确认识物质及其变化规律提供事实依据。实验教学具有目的性、探索性、现实性和易感知性,在化学教学过程中具有不可替代的地位。随着新课程改革的深入,学生的科学素质教育日益显得突出。下面笔者结合自己的实验教学经历,谈谈如何利用实验教学提高学生的科学素质。

1.科学观察品质的形成

钠与水反应有“变化快、信息呈现多”的特点,学生初次接触这个实验时,视觉受到强烈刺激,觉得好奇、有趣,结果观察时顾此失彼,一般很难一次收集到全面的信息。我一改以往“一次实验、交流补充信息”为“二次实验、自我完善信息”的教学方式。先让学生分组实验,自主观察、自我发现。当多组小组信息记录不全时,我及时安排他们再做一遍,并适时调控学生的情绪,提醒他们不能只看热闹,更要看门道,观察既要有序全面,又要敏捷,善于捕捉转瞬即逝的实验现象,及时唤醒多种感官。眼观色形态,手感冷和热,鼻嗅气味,耳听声音,全方位收集信息,以获取对实验的全面深刻认识。学生通过第二次实验,不仅观察兴趣得到了满足,收集到的信息更多更全,更重要的是“悟”出了观察的窍门,掌握了观察的要领。

2.科学处理信息能力的提高

在科学研究活动中,处理信息比收集信息更重要。对信息进行有效的筛选、整合、重组,得出科学判断是科学探究的核心。教师既要引导学生全面进行信息积累,更要指导他们合理取舍,正确判断。如钠与水反应看似只是一个化学反应,实际上伴随着化学变化,物质的物理性质也表现出来,如钠的密度比水小,熔点较低。教师应引导学生整合所有信息,根据学科知识结构进行重组,抽取有关物理性质和化学性质的信息,把交织在一起的实验现象进行优化处理,提高信息处理能力。

3.科学探究习惯的养成

学生观察钠和水反应的实验后,得出有气体产生的结论。以往为节省时间,顺水推舟,很快转入下一环节的学习。实际上学生形成这一判断的思维过程存在偏差。我在指导学生实验时发现他们观察到一缕缕或一股股“气”从烧杯口逸出时低声议论有气体产生,我以此为切入点,追问:“你看到有气体产生,推测可能是什么气体呢?”根据守恒原理,学生只能得出氧气或氢气的判断,(有的学生干脆借教材上的描述,直接认定看到的是氢气)我再问:“你真的看到氧气或氢气吗?”学生这才恍然大悟,他们看到的并非氧气或氢气,那么什么信息才能反映钠与水反应有气体生成呢?带着这样的疑问,我引导学生深思探究:钠球为什么会游动?是什么发出嘶嘶的响声?经分析学生真正明白了钠与水反应有气体生成的信息源,也深深体会到善于思考、刨根问底的习惯对科学研究的重要性。

4.科学创新思维的培养

化学实验以其生动直观、现象新奇等特点而引起学生强烈的好奇心和求知欲,容易使学生对教学活动产生浓厚的兴趣,而兴趣是创造性思维的前提和条件。在实验教学中,教师要利用发散性问题启发、诱导学生产生多种独特的想法,提高学生的创造性思维能力,这对于学生掌握知识、形成能力有特别重要的意义。

设计、探索实验,不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能,而且要求他们灵活地、创造性综合运用这些知识和技能。设计性或探索性实验在激发学生的创造欲望,培养他们的创新意识和创造能力等方面所具有的作用,是其它常规实验无法比拟的。如学习原电池知识后,教师可以布置一个课外作业:利用生活中的某些物品自制简易原电池。再如做“乙醇的催化氧化”实验时教师可以只给学生一根铜丝和酒精灯,让学生想办法完成实验,自己思考,设计方案,解释原理,并亲自动手操作,亲自实践,领略“创新”成功的滋味。教师还可以结合教学内容,选择适当的实验设计题,让学生发挥自己的聪明才智,大胆设计方案,探索解决问题的多种途径和方法,再亲自动手实验。对步骤繁杂、现象不明显甚至是不合理行不通的方案,教师也要让学生试一试,让学生在实验中发现问题,从失败中总结经验,取得效益,不断改进和完善方案,然后对不同方案进行评价。上评价课时,教师要善于营造积极宽松的思维氛围,鼓励学生提出个人意见。当有争议时,教师要肯定学生的标新立异,保护学生的好奇心、求知欲和创新精神。对学生学习上存在的问题,教师要及时予以点拨,疏通探索问题的思维障碍和某些知识的局限,让学生在获得全面丰富的化学知识的同时开发创造性思维。

5.科学精神的培养

钠与水反应这一教学素材蕴含着诸多科学精神教育因素。实验时由于试剂不纯,会导致异常现象。如用自来水做实验,因其中含有少量Ca2+、Mg2+,产生难溶物而使溶液出现浑浊;再如钠表面不洁净,会产生刺激性气味。我支持鼓励学生如实汇报,并引导他们学会识别真伪,培养学生求真务实的科学精神。

化学是一门以实验为基础的学科,化学实验教学是最全面、最有效的教学形式之一,教师要通过化学实验教学,使学生逐渐体会到化学实验是研究和学习化学的最基本方法,学会利用化学实验来探索问题和解决问题的科学方法。通过化学实验,学生还可以培养实事求是的科学态度、严谨求实和一丝不苟的科学精神,不仅能提高化学学习的质量,而且能培养适应社会发展的基本素质。