新课程背景下化学实验教学与科学素养的培养策略探

查明华 熊言林

(安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽 芜湖 241000)

中图分类号:O6-3文献标识码:A文章编号:1673-0992(2009)09-124-02

摘要:化学是一门以实验为基础的自然科学。新课程背景下,我们在教学中一定要利用化学学科的特点,利用化学实验教学来有效培养和提高学生的科学素养。

关键词:新课程;化学实验教学;科学素养;培养策略

目前我国新一轮课程改革要求全面提高我国中小学学生的科学素养。那么,什么是科学素养呢?它是一个有着非常深刻丰富内涵且很难准确说明的概念,不同时代和文化背景的人对其理解是不同的。

一、科学素养概念的发展、构成要素和特征

科学素养一词源自英文“Science Literacy”,最早提出“科学素养”这一概念的是1958年美国学者赫德教授,他认为:“科学素养”是“对科学与科学应用于我们社会经验里的了解”。目前我国《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》明确指出:义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨。新课程从课程功能的角度将科学素养界定为“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个方面,通过这三个方面的目标来培养学生的科学素养。

科学素养的构成要素主要有:科学知识、科学品质和科学能力。虽然人们对科学素养的定义千差万别,但人们对科学素养的认识仍具有一定的一致性,主要表现在基础性、丰富性、公平性、开放性、操作性,这便构成了科学素养的特征。

那么国内外科学素养的现状如何,又存在哪些问题呢?

二、科学素养的现状与问题

我国自20世纪90年代初开始借鉴国外公众科学素养调查的指标体系和调查经验,于1992～2001年围绕我国公众(18～69岁)的科学素养基本状况、我国公众获得科学技术信息的主要渠道以及我国公众对科学技术的态度等问题对我国公众科学素养进行过四次调查工作。调查结果显示:我国公众达到基本科学素养水平的比例在过去5年间平均每年增长0.24个百分点,从1996年的0.2%提高到2001年的1.4%。但与发达国家的差距仍很大,美国1990年已达7%。

在培养科学素养的过程中存在的问题主要有:一是科学素养被曲解。学生的科学素养应是包括知识、能力和非认知因素三个层面的个体素质。二是学生发展片面化。将学生视做科学的附载体,而不是将科学作为学生发展的原材料。三是教育背离社会需要。片面强调知识与识记知识能力的科学素养,不能形成具有正确的价值观、情感和态度的社会人。

那么科学素养在学生的培养方面具有哪些作用呢?

三、科学素养的作用

1.科学素养是人才素质的时代要求。目前在教育部已经颁布的《基础教育课程改革纲要》和《科学课程标准》中,都已将科学素养教育作为基础教育阶段的重要内容。需要学科教师、班主任、教育管理部门和全体学生共同努力,全方位教育和多渠道渗透。

2.科学素养是终身学习能力形成的基础。意大利学者埃特里•捷尔比认为终身学习“是21世纪的生存概念,强调具备终身学习的态度和能力,引导每个公民把终身学习作为生存责任和生存方式,提升其学习的自觉性和学习力。”学校教育是奠定学习者终身学习能力的基础,科学素养所包含的正是训练学生基础学力的必不可少的因素。

3.科学素养是可持续发展观的需要。可持续发展的观念是新世纪经济建设、科技发展的主导思想,目的是为了解决日益严重的环境问题和逐渐增加的社会与经济发展需求间的矛盾。只有具备了科学素养,才能用辩证的眼光看待科学技术对人类的利与弊,才会用可持续发展的方式去发展经济、使用科学技术,才会形成可持续发展观。

4.科学素养是人文精神内核的需要。“科学技术是桨,人文精神是舵。”仅有科学技术是远远不够的,科学技术必须受到人文因素的制约。因此,科学素养中渗透着人文精神的元素,人文精神是科学素养不可或缺的成分。利用科学史培养科学素养时,自然而然地就渗透着人文精神的培养。

化学是一门以实验为基础的自然科学,化学是培养学生科学素养的主阵地,本文试从化学实验教学的角度探讨科学素养培养的策略。

四、化学实验教学中培养科学素养的策略

1.以建构主义理论作指导,培养学生的科学素养。建构主义者特别强调情境、协作、会话和意义建构等四大要素。根据该理论,在化学新课程教学中培养学生的科学素养,一要引发学生原有的认知结构;二要通过创设一定情境,通过协作、会话充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神。

2.加强实验教学,培养学生浓厚的科学兴趣。认知心理学认为科学兴趣是推动学生学习的一种最直接的动力,它促使学生积极地去学习科学知识,并从中得到满足。化学实验是激发学生科学兴趣的一个极有效途径,新奇有趣的实验能引起学生的直接兴趣,使学生在好奇心的驱使下进行学习。

3.改进实验装置,培养学生实事求是的科学态度。部分化学实验进行理想化处理,这非常不利于培养学生实事求是的科学态度。如:把实验室制备的乙烯直接通入高锰酸钾溶液、溴水中发生褪色现象,不能说明乙烯能使它们褪色。为此,我们在教学中因势利导,提出如下题:①如何证明制得的乙烯气体中混有杂质气体S02、C02?②如何除去乙烯气体中混有的S02、C02?引导学生讨论、分析、得出结论。

4.开展实验探究,培养学生求知的科学方法。利用“实验的探究性活动”有效地培养科学方法。如:利用实验探究完成“过氧化钠的性质”教学。

(1)创设问题情景,激发探究欲望。教师表演魔术―滴水着火,学生观察。

(2)实验探究(学生活动,教师组织)

①问题情景再现:学生分组再现上述实验,教师提醒仔细观察。

②探究方案设计:学生根据现象进行假设,设计方案,教师指导。

③实验验证假设:完成过氧化钠与水的反应,检验生成产物。

④实验

步骤:在盛有过氧化钠的试管中滴入适量蒸馏水。

现象:产生大量气泡,试管壁发烫;迅速将带火星的木条伸入试管内,木条复燃;在所得溶液中加入紫色石蕊试液,溶液变蓝。

结论:反应是放热反应;反应产生氧气;有碱性物质生成。

⑤结论:过氧化钠与水能反应,反应放出的热量使棉花达到着火点,放出的氧气使棉花迅猛燃烧。

(3)发展应用

将一长玻璃管插入包有过氧化钠粉末的棉花中,并瞄准过氧化钠吹气。在教师指导下,这样既可提高学生思维逻辑性、深刻性和创造性,更能培养学生求知的科学方法。

(4)拓展、延伸课外实验。课外实验是指教师不现场指导下,学生在课外用一些简单易找的器材,独立完成设计、制作、操作并得出结论的实验。如:学习溶液的酸碱性实验时,可让学生用pH试纸检测当地污染水源、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解决办法,将实验的方法和结论写成论文等,从而有效地培养学生的创造精神、提高学生的动手能力。

5.增强实验创新,培养学生勇于质疑的科学精神。学起于思,思源于疑。认知心理学告诉我们,质疑是探求真理的前提和基础。要培养学生的科学素养,就必须培养他们勇于质疑的科学精神。在这方面,实验同样发挥了它的优势。例如:在验证过氧化钠性质的实验中,学生要检验过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠,一般会选择酚酞,此时酚酞通常会先变红后褪色。有的同学解释:过氧化钠有漂白性,过氧化钠使红色酚酞褪色。而有些同学却提出疑问:“在过氧化钠与水反应后的澄清溶液中加入酚酞,红酚酞也会褪色,其原因也是因为过氧化钠的缘故吗?”

培养学生的科学素养是社会发展的需要,是时代赋予我们的责任,我们要抓住机遇,迎接挑战。学校教育是培养学生科学素养的主阵地,在教学中,我们一定要利用化学学科的特点,积极探索、不断创新,采取各种有效措施,有效培养和提高学生的科学素养。

参考文献:

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[3]李金凤,在化学实验教学中培养和提高学生的科学素养[J],延边教育学院学报.2004.18

[4]于艳波,化学教学中培养学生科学素养的思考[J],长春师范学院学报(自然科学版).2005.24