在化学实验中培养学生科学素养
天津一中 张文萍
摘要：《课程标准》强调“以培养科学素养为宗旨”，“以探究学习为核心”。通过化学实验使学生逐步领会科学的本质，乐于探究，培养他们对科学的兴趣和求知欲。培养学生科学素养的目标，是通过培养创新意识、实事求是的科学作风、激发探究意识和良好的行为习惯等三个方面来体现的。常言说：“授人以鱼，不如授人以渔。”因此，在上述三个层面中，过程和方法特别重要。通过实验这个载体，要让学生有更多的机会主体体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中培养科学素养，获得科学方法。
关键词：科学素养；创新意识；实验能力；探究意识
化学是一门以实验为基础的自然科学。实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段,它不但能培养学生的科学兴趣、科学态度，还能培养学生良好的实验观察能力、对实验现象的分析能力和对问题的解决能力; 通过化学实验的探究过程,培养学生实事求是、严肃认真的科学态度,,形成良好的科学素养。 化学实验的中心任务就是培养学生的科学素质及实验工作能力。在实验教学中要引导学生有目标、有重点地进行训练，既重视操作技能的培养，又注意科学思维方法的养成，还要培养创新能力。
一、通过化学实验培养学生创新意识
化学实验以其丰富内涵在培养学生创新能力方面有着其他任何教学手段不可替代的功能和作用。我们应该充分利用好这一资源优势，加强并改进实验教学，通过挖掘实验教学功能有利于培养学生创新精神和创造能力开展课外实验，锻炼创新实践能力。
在实验教学中，要经常引导学生对书本中的实验进行“鸡蛋里挑骨头”式的思考：大胆启发学生从安全、简单、微型化和更便于观察实验现象的角度出发，如何对实验进行改进？以此克服学生的自卑感，敢于不唯书、不唯师、不迷信权威，敢于大胆设想和创新，不据于常规，勇于“别出心裁”和“标新立异”，这是培养学生创新个性和创新技法的重要途径，同时也使学生体会到创造发明的无穷乐趣。例如，当学生在做Cu与浓硫酸反应实验时，发现按教材所述进行实验产生的SO2环境污染很大，教师便可因势利导，启发学生改进实验并设计出可行方案：（1）及时停止反应（即开即用）——用一断绕成螺旋状的可移动的长铜丝代替铜片；（2）及时处理尾气——用吸饱强碱液的棉球塞于试管口。又如，学生做Na2O2与H2O反应实验时发现：不仅实验药品多，而且带火星木条复燃成功率不高。此时可引导学生将实验微型化——设计成针筒实验：先在废旧小针筒（平放）中放入少量的Na2O2，然后将湿棉花推入后直立，再把带火星的木条置于小口处，现象明显又节约药品，这样对实验进行改进，既是要培养和开发学生的创造精神，仅靠课堂教学是远远不够的还必须让学生把课内所学的知识、方法，应用于课外实践活动中，使学生获得创新实践能力。
二、引导学生设计实验通过化学实验培养学生实事求是严肃认真的科学作风，改变学生能力结构
化学实验着眼于教学。学生对化学实验的掌握，不能仅仅满足于对实验现象的观察，也不能满足于对实验表面的刺激，应该根据学生的特点，立足于在有限的时间内，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能。这就要求实验按正确的操作方法和实验步骤、实验规则进行。从学习实验内容，明确实验目的，填写实验报告，到检查实验用品是否齐全，规格是否符合要求，观察实验现象是否正确，实验步骤是否正确，取用药品是否适量，处理废料是否符合规定，到实验完毕仪器整理、清洗是否符合要求，这都是从细微处培养学生实事求是、严谨认真、细致耐心的科学作风的重要途径。否则，马马虎虎、粗枝大叶，不仅不能达到实验的目的，而且还有可能造成实验事故。同时，让学生多动手，变演示实验为分组实验，有条件的话，可以组成课外兴趣小组，在教师指导下，变验证性实验为探索研究性实验，让他们通过自己动手，自行观察、研究、分析、推理、归纳、总结，最大限度地发挥学生的主观能动性和提高学生的分析问题解决问题的能力。甚至通过一些失败的教训，也可以培养学生结合理论解决实践问题、探索科学奥秘的信心和勇气及锲而不舍的精神。
三、开展研究性实验，激发探究兴趣
探索过程实验是不断提出矛盾、不断解决矛盾的过程。教给学生科学的探索方法是实验教学中的重点。现代教学理论认为：在授予学生现代科学知识系统的同时，应该提供探索和发展的过程，使学生学会学习，学习的过程与学习的结果同样重要。这就要求教师在教学设计中要结合科学的实验方法启发诱导，学生在教师的点拨引导下，从模仿逐渐形成探索的技能和技巧，使学生在学习化学过程中，认识到化学实验并不是简单的“抓药配方”，而是通过实验事实去分析、推理、论证，从而获取正确的结论，使学生能逐步熟悉、掌握和运用科学地研究自然的一般程序：提出问题——收集资料——提出假说——实验论证——应用实践。科学的探索方法是在不断实践中培养出来的，它对培养学生辨证唯物主义的科学态度、培养学生的操作能力、观察能力、分析思维能力都十分有利。
例如在一次课外活动中学生先分别做了（1）在锥形瓶里放入木炭和红棕色（NO2）气体，经振荡后会有什么现象？气体哪里去了？(2)仔细观察木炭的结构，有什么特点？（3）如果在集气瓶的一端连接导气管，另一端通入水里又有什么现象？放置一个倒置的边缘刚浸在水面的漏斗昵？（4）它又是怎么样脱去红墨水中的颜色的，这在化学上称之为什么？
在这样的学习过程中，学生对他自己的学习是很负有相当的责任的，他们提出很多的疑问：原先的红棕色气体哪里去了？水会进入集气瓶吗？为什么？多数学生预测出水不会进入集气瓶，是因为木炭的疏松多孔的结构里已经有空气了，就算是红棕色消失了，集气瓶里的气体一样都没有减少！并不能证明是木炭把气体给吸附了。 木炭具有的这个能力是吸附能力？而且它是在滤去红墨水中的颜色的，这能叫吸附吗？小石块也行吧。
在学生的争论当中，我让学生主动去探索，把他们自己的假设当作行动计划，看所发生的结果是否与预料中的结果相一致。然后再推翻，再重新验证它能否吸附其它气体？如果假设一致，并与更广泛的事实相符合。那么通过认真细致的考察事实、比较、小组成员讨论，层层递进，步步深入，积极参与探索活动过程，得出木炭确实具有吸附性的结论，而且通过探究有了深刻的认识，有利于学生探索能力的培养，形成科学的思维品质。
四、通过培养学生良好的行为习惯，促进科学素养形成
化学实验也是对学生进行思想教育的重要手段，通过典型实验，恰当地渗透辩证唯物主义观点，培养良好的品德行为习惯。通过操作规范，现象明显的成功实验，使学生体验成功的喜悦，形成健康向上的心理。例如，许多化学反应的实施，要满足许多条件才行。要引导学生总结出物质性质是内因，反应条件是外因的辩证唯物主义观点；通过缓慢氧化引起自燃的实验，渗透由量变到质变的思想；借助侯氏制碱法原理的实验，介绍侯德榜的感人事迹，教育同学们从小树立学好本领报效祖国的雄心壮志；结合每一个演示实验的特点，有侧重对学生进行艰苦奋斗、勤俭节约、遵纪守法、不怕挫折、爱护环境的教育；借助学生实验加强爱护公物、尊重他人、团结协作、注重安全、整洁有序的教育，纠正学生在实验中浪费药品，乱放乱倒废弃物等不良习惯。针对学生实际操作不规范，成功率不高的现象，老师首先要身教做好示范。说明实验怎样才能做成功，还要总结成功的关键因素，并以自己操作技艺影响培育学生。同时要培养学生实事求是，严肃认真的治学精神和良好心理。如在实验时，老师就心虚手乱、局促拘谨，学生自然就会对实验产生畏惧，失去信心，就会影响实验的成功。
总之，化学实验是对学生进行能力训练和心理培养的重要阵地，我们必须充分发挥化学实验的教育功能，树立科学的世界观，形成良好的科学素养。
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在化学实验中培养学生科学素养
申报人单位 天津一中
申报人姓名 张文萍
申报人学科 化学