试谈化学教学中培养学生的科学素养

张 楠

摘 要:科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质五大要素构成。化学是一门基础自然科学,化学科学的原理、观点和方法,也是一般公民科学素养的重要组成部分。我国新的中学化学课程标准明确提出以提高学生的科学素养为宗旨。因此每一位中学化学教师,在学科教学中培养学生的科学素养,是义不容辞的责任。

关键词:化学教学;科学素养;科学意识;科学能力;科学品质

科学素养(Scientific Literacy):指能运用科学原理和方法解释或处理生活和工作中的常见问题,其重点在于对科学的态度,观察和思考问题的科学性,以及批判精神。

我国有学者认为,可把科学素养分成四个方面来阐述:一是科学知识、技能和科学方法,二是科学能力,三是科学观,四是科学品质;还有专家把科学素养的结构划分为知识结构、智力结构和非智力结构来论述。

结合国内外专家、学者对科学素养内涵的观点,联系我国教育、教学的实际情况,有学者提出,应该把科学与社会、技术关联的观点引入到对科学素养内涵的理解中来,把这种内涵称为科学意识。因此,目前对科学素养的普遍认识是:科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质五大要素构成,这五大构成要素构成一个相互联系、相互影响的有机整体。

在这五大构成要素中,科学知识是基础,是培养和形成其他要素的载体;科学能力是核心,包括各种科学思维能力和科学实践能力等内容;科学方法是科学素养的重要组成要素,是科学的认识方法;科学意识和科学品质是科学素养的重要表现形式,而科学意识又包含科学的世界观、在社会生产及生活中有理解和应用科学的意识等内容;科学品质则主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情感、动机等内容。

我国的《化学课程标准》明确指出:高中化学课程在九年义务教育的基础上,以进一步提高学生的科学素养为宗旨,激发学生学习化学的兴趣,尊重和促进学生的个性发展;帮助学生获得未来发展所必需的化学知识、技能和方法,提高学生的科学探究能力;在实践中增强学生的社会责任感,培养学生热爱祖国、热爱生活、热爱集体的情操;引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响,理解科学、技术与社会的相互作用,形成科学的价值观和实事求是的科学态度;培养学生的合作精神,激发学生的创新潜能,提高学生的实践能力。因此在化学教学中培养学生的科学素养,有着非常重要的意义。

在化学教学中培养学生的科学素养主要体现在以下几个方面。

一、在化学课程中培养学生的科学意识

科学意识就是从科学的角度理解问题、分析问题和解决问题的思想观念及其行为。科学意识也是科学素养的重要表现形式,教会学生知道化学与日常生活、生产及社会的紧密关联是化学课程的又一功能。因此,在教学中要高度重视化学与社会、生活的联系。

例如:可以结合化学课程对学生进行环境教育,培养学生的环境意识。环境教育首先要使学生认识到保护环境的重要性,因此,环境危机意识是环境教育最适宜的切入点。全球的十大环境问题,其中有多项都可用化学知识来分析说明,使学生了解环境问题的前因后果及相应的解决办法,进而关注这些问题,以达到培养学生的环境忧患意识的目的。如:教师可以结合卤素知识介绍臭氧层空洞;结合二氧化硫性质介绍酸雨;结合氮的氧化物性质介绍城市环境污染;结合高分子聚合物介绍“白色污染”等等。

同时也要让学生认识到科学技术是一把双刃剑。科学技术的发展给人类带来巨大的物质财富,这是有利的一面;但是也带来许多弊端:如磷元素是植物生长的营养元素,含磷化合物进入水体,少量促进植物生长,过量则使水中植物疯长,引起水体富营养化,造成水体污染。我国生产的洗衣粉有些是含磷洗衣粉,它们的大量使用是造成水体污染的重要原因之一,而水体污染严重影响了人类的生存与发展。造成环境被污染破坏的原因还有社会因素,例如不加节制地开采、消耗各种天然资源,使我们面临着能源危机、水源危机、矿产资源危机。结合这些事实对学生进行可持续发展的教育,使学生树立起并从自己做起,从日常生活做起,爱惜一切资源的意识。

二、在教学中重视学生的探究过程,培养学生的科学能力

科学能力是科学素养的核心,化学科学能力是指学生在学习化学知识、应用化学知识解决实际问题的过程中,表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知;化学知识的记忆和想象;对微观世界和化学现象的理解、概括、抽象、推理和论证;应用化学科学知识解释客观世界和解决实际问题的能力。在化学教学中,我们应从观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等方面,培养和提高他们的化学科学能力。

为此,在教学中要改革传统的教学模式,积极引导学生从客观实际中探求知识,让学生在收集信息、处理信息、亲自动手实验等探究过程中获得新的知识。这样他们得到的才可能不仅仅是知识,还有科学能力等。要把科学知识体系、学生的认知发展和社会的需要这三方面有机地联系起来综合考虑,重视学生的探究过程,将科学思维过程融入学生的知识结构之中。这就要求教师在备课过程中,一定要认真规划如何让学生自主、探究、合作学习,即确定整节课的具体学习过程,使学生能围绕着一个主题探究活动。

例如探究碘盐中的碘元素究竟是以哪种微粒形式存在时,可分为以下几个步骤:(1)创设情境,提出问题:通过教师创设问题情境,激发学生去探究碘盐中的碘元素究竟是以哪种熟悉的微粒形式存在。(2)提出假设、猜想:在这个步骤中,鼓励学生根据所学的知识,展开丰富的想象大胆进行猜想。只有这样,才能使学生的能力得到提高。学生经过思考提出如下假设:①I2的形式;②IO3-的形式;③I-的形式;④I-、IO3-共存的形式……(3)设计实验方案:学生根据自己的假设,分小组设计实验方案,以小组为单位进行汇报,小组间进行相互评价、分析,最终形成正确的实验方案。在这一过程中尽量地展现学生的思维,通过学生与学生的交流、评价、相互补充形成正确的认识。教师要创设各种学生需要的条件,为学生解决问题提供帮助,调动学生积极参与学习过程。这一阶段教师还应帮助学生修正方案,不断调整学生的探索目标和课题既定目标之间的偏差。(4)实验验证阶段:学生根据上述实验设计方案进行实际操作。在这一阶段重点培养学生的实验动手能力和观察能力。(5)得出结论:学生通过对实验现象的分析和讨论,得出共同结论,加碘盐中碘元素不以I2、I-存在,也不可能I-、IO3-共存。加碘盐中碘元素以IO3-形式存在(IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O)。由于IO3-不稳定,故加碘盐在菜出锅前加入更好,可以防止IO3-受热分解。

三、在化学课程中培养学生的科学品质

科学素养的重要表现形式还有科学品质。科学品质主要指科学态度、精神以及对科学的兴趣、情感、动机等内容。我国著名的无机化学家、化学教育家戴安邦先生,早在1934年就在《科学教育》杂志上提出:“科学教学不单只传授知识,而要进行全面的教学,包括人的科学思想和品德的培养。”这反映了他早期的教书育人的思想。经过数十年的实践,1989年他又在《大学化学》上撰文,认为:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教学要求既传授化学知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德。”因此,我们应该给学生提供尽可能多的活动方式和活动机会,使学生在科学实践中锻炼、学习和体验,使他们在实践中享受科学探索的乐趣,在实践中萌生科学精神。

在化学教学中,培养学生树立科学态度,有助于学生将来以科学的眼光看待、处理事务。如在实验教学中,要求学生认真记录实验中观察到的各种现象,当实验现象与所学理论有不同时,要认真分析研究;当实验失败时,要及时查找实验失败的原因,重新实验。使学生养成在科学研究中实事求是的认真态度。

人们对某种事物或活动的本身或结果感兴趣,会促使其持续积极地进行下去。培养学生对化学的兴趣和爱好,对于学生学好化学有很大的帮助。在化学教学中,教师要尽可能地激发学生对化学的兴趣。化学是以实验为基础的自然科学,化学实验在化学教学中占了很大比重,有很多实验具有鲜明的实验现象,通过教师的演示和学生自己实验,可以激发起学生对化学的兴趣。在科学技术高速发展的今天,新的科技产品不断涌现,其中有许多都与化学密切相关:如具有绝热性能的高分子材料等等。适当地给学生介绍化学发展的前沿,可以使学生对化学的兴趣不断增强。

新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习,使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。教师在教学中要根据化学学科的特点,结合学生的实际,有目的、有计划地组织指导学生的学习活动,采取多种方式激励他们学习的主动性和积极性,培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力等。同时,要重视对学生进行志趣、情感、意志、态度等方面的培养、教育,从而达到全面提高学生化学科学素养的目的。

[参 考 文 献]

[1]中华人民共和国教育部.化学课程标准(实验)[M].北京师范大学出版社,2003.

(责任编辑:张华伟)