高 祥
(江苏省扬中市外国语中学,江苏 扬中)
著名数学家、语言学家、科学家周海中说:“科学精神是推动社会进步的强大力量。”一个人的科学精神并非与生俱来,而是要在后天的教育过程中循序渐进地培养。科学精神的基本内涵包括实事求是、严谨规范以及开拓创新等。
在初中化学实验教学中,学生在观察各种实验现象的时候必须要做到实事求是,学生在操作每一步化学实验的时候必须要做到严谨规范,学生在设计一些实验方案的时候必须要适度地开拓创新。而在这些过程中,教师正好可以富有成效地培养学生求真、求严以及求新的科学精神。
科学精神的核心是实事求是。在探索真理的道路上,唯有实事求是、求真务实,方能在实践中获得真知。任何弄虚作假、投机取巧的行为,都会让探究者与真理的方向背道而驰。
伽利略说:“一切推理都必须从观察与实验得来。”因此,在初中化学实验教学过程中,为了透过形形色色的实验现象探索化学理论知识的本真,学生必须要实事求是地观察、记录以及分析各种实验现象。之所以要如此,是因为形形色色的化学实验现象正是呈现各种化学理论知识的一个窗口。
以沪教版九年级化学中检测空气中氧气含量的主题实验为例,在实验过程中,学生必须要实事求是地观察各种实验现象,才能相对比较准确地检测出空气中氧气的含量。
在该实验过程中,学生会观察到如下现象:红磷燃烧产生大量的白烟,一段时间之后,钟罩内的水面上升约五分之一。此现象不仅表明红磷燃烧生成的白烟能够溶解于水,还表明空气中氧气的体积约占空气的五分之一,氮气的体积约占空气的五分之四。此外,此现象还表明空气中的氮气并不支持燃烧这一特性。
由此可见,在初中化学实验教学过程中,学生以实事求是观察实验为舞台,能够在不知不觉中形成求真的科学精神。
严谨规范既是实验操作之前提,又是科学精神之关键。在操作各种化学实验的过程中,学生必须要自始至终本着严谨规范的原则。唯有如此,才能确保在化学实验中出现正常的现象,才能确保整个化学实验过程的安全,才能确保化学实验结果的准确。
鉴于此,在初中化学实验教学过程中,教师要以让学生严谨规范地操作化学实验为抓手,循序渐进地培养学生求严的科学精神。
比如说,在稀释浓硫酸的主题实验中,规范的操作步骤应该是:将浓硫酸沿着器壁缓缓地注入水中(如果水是盛在烧瓶中的,那么,就必须要使用玻璃杯引流浓硫酸),并使用玻璃棒不断地进行搅拌,以确保浓硫酸稀释所产生的热能够及时地释放。在稀释浓硫酸的过程中,如果学生将操作步骤本末倒置,那么,势必就会引发严重的安全事故。
显而易见,学生在严谨规范地操作化学实验的过程中,不仅能够探究出准确的实验结果,还能够逐渐形成求严的科学精神。
开拓创新是科学精神的活力,是推动科学不断向前发展的源头活水。在探索科学知识的道路上,如果人们故步自封、裹足不前,那么,终有一天,科学探究之路就会步入“死胡同”。相反,在科学探究之路上,人们唯有通过开拓创新、不断进取,才能走进一个科学新世界,打造一片科学新时空。
窃以为,在初中化学实验教学过程中,教师要引领学生在紧紧围绕科学实验主题的前提下,让学生不断尝试自主设计一些实验方案。如此这般,教师就可以富有成效地培养学生的开拓创新精神。
以高锰酸钾制取氧气的主题实验为例,某学生针对在高锰酸钾制取氧气实验过程中“试管口塞棉花团”和实验结束时“先把导管移出水面再撤走酒精灯”的原因理解不够深刻的困境,对部分实验的装置进行了创新与改进。具体如下图:在这套经过创新与改进的实验装置中,当打开弹簧夹1关闭弹簧夹2的时候,洗气瓶中的水就会变为紫红色。这样一来,学生就能够理解实验装置中试管口塞棉花团的原因。当打开弹簧夹2关闭弹簧夹1的时候,水槽中的水倒吸入瓶中许多。如此一来,学生就能够更加透彻地理解收集氧气后要先把导管移出水面再撤走酒精灯的原因。如此这般,以开拓创新设计实验为基础,学生就能够在初中化学实验过程中逐渐形成求新的科学精神。
综上所述,在初中化学实验教学过程中,教师要自始至终地引导学生实事求是地观察实验,据此培养学生求真的科学精神;教师要始终如一地指引学生严谨规范地操作实验,以此培养学生求严的科学精神;教师要坚持不懈地鼓励学生开拓创新地设计实验,借此培养学生求新的科学精神。
总而言之,教师不仅要让学生以化学实验为窗口进一步理解相关化学知识,还要以化学实验为推手深层次培养学生的科学精神。