小议化学实验教学中科学素养的培养

王绍志

21世纪,国际竞争已经演变成科技的竞争、人才的竞争、教育的竞争。从一定意义上说,“谁掌握了面向21世纪的教育,谁就能在21世纪的国际竞争中处于战略主动地位”。因此,教育面临着时代的严峻挑战,同时也面临着巨大的发展机遇。教育必须改革,以适应时代的需要。因此,教学中应融入科学素养教育,立足于培养和提高学生可持续发展能力,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,面向全体学生,全面推进素质教育。在《九年义务教育全日制初级中学化学教学大纲》中就明确指出:“实验教学不仅能提供给学生认识化学规律的感性材料,同时还能培养学生的观察力、思维能力和实验技能。”这实际上是科学素养的具体要求。那么,在化学实验教学中如何更好地体现科学素养的教育呢?那就是实验教学必须进行改革,在课堂教学中注重学生的创新精神和实践能力的培养,提供多动手、多观察、多思考的机会,发展创新思维,改变实验教学的形式和方法。

一、增加探索性实验,培养科学素养

探索性试验是学生在已有知识的基础上,通过自学教材,阅读资料,根据实验研究的目的和要求,为探索科学现象和规律而设计的切实可行的实验研究方案,对培养学生的思维能力、创新能力、自学能力、分析及解决实际问题的能力有独特的作用。因此,在实验教学中尽可能增加一些探索性实验。探索性实验对初中生来说是比较困难的,教师必须给予适当的、适时的点拨和引导。笔者是分五个阶段引导学生的。第一个阶段是采取多种方法使学生熟知各种器材的正确使用方法和作用。本阶段采取游戏、小竞赛等活动使学生能正确规范地使用各种实验器材,这一阶段对培养学生对化学实验的兴趣有一定作用。第二个阶段是让学生根据具体的要求完成有关实验,用于培养学生掌握实验基本技能、实验操作能力和学习化学的兴趣。例如,在家里利用废铝线、食醋、雪碧塑料瓶、塑料管、茶杯来制取一瓶氢气,先查阅有关资料设计好实验方案,再动手做一做。这一阶段对学生们正确规范地使用各种实验器材,提高学生的思维能力有不可估量的作用。第三阶段是让学生运用学过的化学知识,用实验的方法解决简单的化学问题。例如,在演示铁钉生锈的实验结束后,分别给学生一些铁钉做材料,设计一个实验,探究铁钉在什么条件下容易生锈。这一阶段对学生解决实际问题的能力及观察能力有独到的作用。第四阶段是要求学生自己设计实验,并通过实验来证明一些结论。例如,让学生设计实验来证明制造蜡烛的石蜡具有有机化合物的一些共同性质。这一阶段对培养学生的思维能力有很大帮助。最后一个阶段是让学生自己设计实验来探究物质组成、结构、性质和变化方面的一些规律。例如,学生自己设计实验来证明木炭的吸附性受哪些因素的影响。这种创新使学生的个性得到充分地发挥和展示,是学生科学素养的具体体现。

二、运用媒体技术,发展学生多方面能力

媒体技术在实验教学中的恰当运用,可以使教学更加有趣,使抽象的内容转化为具体的事物,使复杂的过程简单化,能帮助学生灵活地掌握知识,发展多方面的能力。

(一)媒体技术在演示实验中的运用

演示实验一般是指教师单独表演实验,它既有展示化学知识的直观效应,也有表演操作的示范作用。但是有些实验由于反应现象细微,多数学生看不清,教师只能拿着反应容器穿梭在学生中间。装置复杂的实验只能让学生轮流到讲台前观看。这样既浪费了时间,又影响了课堂秩序。如果利用投影演示,上述缺点就能克服。例如,铁跟稀盐酸的反应演示实验,按传统的做法,由于反应速度慢,学生很难看到气泡的产生,在演示时笔者利用了投影仪把实验做了如下改动:增加了金属锌和铜,同时把每种金属制成了其元素符号的形状,把金属放在表面器皿中,这样,学生在自己的座位上就能清楚、形象的看到实验现象了。通过实验学生既复习了元素符号的知识,又理解了金属铁为什么是一种比较活泼的金属。整个过程非常直观,学生的学习兴趣非常浓,增加了其求知欲,优化了演示效果。

(二)媒体技术在学生实验中的运用

学生实验是全面培养学生的实践能力和创新精神的重要途径。如何组织好学生实验有很高的艺术性,是值得钻研的课题。实验前和实验中对学生的指导是非常重要的,教师运用电教手段把实验目的、方法和步骤及注意事项讲解一下,能收到较好的效果。例如:学生在做“氧气的制取和性质”的实验时,笔者先把制取氧气的课件投到屏幕上,同学们看到了氧气制取装置分步组装及正确收集氧气的过程,同时把用排水法收集氧气时先撤酒精灯后撤导气管的错误操作出现的后果演示了一次。通过媒体的运用,学生们能够规范实验步骤,通过实验,同学们加强了对实验装置和操作的规范性和科学性的认识。

三、变演示实验为随堂实验,培养学生的科学态度和科学思维方法

随堂实验又称为边讲边实验,它是指在教师的指导下学生一边观察实验现象,一边思考,通过自己动手操作实验得出结论的一种实验。在教学过程中必须使学生常处于存疑中,调动他们的积极思维,以便分析解决问题。例如:学习“质量守恒定律”一节时,在引入新课后,进行“设疑引导,逐一操作”(每桌上发下实验用品)。学生带着下列问题自己动手做铁和硫酸铜溶液反应的实验。

1.铁片是什么颜色的?为什么和生活中的铁制品差异很大?

2.实验中的铁片为什么折成A的形状?

3.铁片和硫酸铜溶液反应的现象是什么?

4.参加化学反应的各物质的质量总和是否等于生成的各物质的质量总和?

学生们通过观察实验,讨论问题,获得了更多的基本操作机会,培养了更多分析问题的能力及综合能力。

四、重视课内外结合,调动学生的主观能动性

把课本上的知识同现实的生活实际、工农业生产和自然现象联系在一起,从而引导学生了解化学实验与自然现象的关系,引导学生自己动手通过实验解决一些简单的实际问题。例如:学习完“水”一节的知识,要求学生在课外调查本地水的污染情况,政府及有关部门对水质的监测,治理水质污染采取了何种措施……这种课内外结合的实验,既巩固了课本知识,又培养了学生学习化学的兴趣,同时扩大了学生的知识面。

总之,学生科学素养的培养是通过多种途径进行的。在实验教学中,既要关注学生实验规范的养成,又要鼓励学生求异和创新。教师要充分发挥自己的聪明才智,大胆创新,努力把学生培养成为全面发展的合格人才。