以实验为载体，提高学生的科学素养

单明娟

科学是一门以实验为基础的学科，实验法是科学教学重要的思想方法和科学方法。改变知识本位、学科本位的观念，实现从科学知识迈，向科学素养(尤其是提高科学素养)的转变，既是课程改革的必然要求，也是科学课程的总目标。

亚里士多德说：“毫无疑问，我们应该教给孩子们对他们确实有用的东西。”科学教学中，这“确实有用”的东西就是“科学素养”。具有科学素养的人能够提出、发现和解答与日常生活有关的问题，能够描述、解释和预言自然现象。

科学教学中如果能注重以实验为基础，充分利用实验教学资源，精心组织实验教学，积极开展探究活动，通过实验启发学生由“观”生“趣”、由“趣”生“疑”、由“疑”生“思”、由“思”得“知”，这对于激发学生学习兴趣，增强问题意识，培养学生观察能力、动手能力、思维能力，优化思维品质具有举足轻重的作用。

一、实验在提高学生科学素养中的作用

(一)观察实验现象激发学习兴趣

教师针对不同的教学内容，利用丰富生动有趣的实验现象，可以有效激发学生学习科学的兴趣和探索科学奥秘的强烈求知欲。例如，铁丝燃烧火星四射；氧气使带火星的木条复燃；二氧化碳灭火；用澄清的石灰水和碳酸钠溶液制取“牛奶”……这些都会令学生兴奋激动，再结合现象分析原因，便可自主获得结论。

当然，应当注意，兴趣并非一产生就能持续稳定。这就需要教师不断用新奇的实验现象不断强化学生的学习兴趣，从而使学生暂时的浅层兴趣逐渐转化为较深层的兴趣。那些把实验“停留”在黑板上、书本上，背实验现象、实验步骤、实验结论的做法是错误的。

(二)呈现实验过程，优化思维品质

1培养思维的深刻性

例如，做“氢气还原氧化铜”的实验时，在笔者介绍实验的注意事项后，有学生提出：“假如实验结束时，没有继续通氢气到试管冷却为止，会有什么现象呢?”这时，笔者不急于回答学生的问题，而是引导学生进行两种不同的实验操作，预见实验可能出现的不同现象。实验后，根据不同现象(有没有产生红色的铜)，组织学生讨论、分析，从而得出结论。由于强化了实验过程的呈现，这一教学对培养学生思维的深刻性大有好处。事实上，科学实验功能的体现不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果，更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程。不重视过程的实验等于把生动活泼的科学现象变成了静止的某个预期的“结论”，引不起学生的积极思维。

2培养思维的独创性

例如，在“如何用实验方法区分食盐水和纯水”的教学中，笔者让学生自己去发现问题、去设计实验。布置任务后，给学生一段时间让他们先独立思考。学生设计出很多方案，汇总起来竟然有27种之多。(1)尝(味道)；(2)蒸发(有无盐粒)；(3)洗伤口(疼痛感)；(4)放鸡蛋(沉、浮)；(5)导电(强、弱)；(6)泡泡菜(生、熟)；(7)养鱼(死、活)；(8)治鱼的霉斑(效果)；(9)放菠萝(味道)；(10)称质量(轻、重)；(11)放冰箱(结冰快慢)；(12)加盐(有无沉析)；(13)晒干(有无盐粒)；(14)放铁钉(生锈快慢)；(15)放冰块(溶解快慢)；(16)放木条(沉、浮)；(17)退烧(效果)；(18)放鸡血(是否凝结)；(19)过滤(有无杂质)；(20)加糖(溶解状况)；(21)洗碗(清洁程度)；(22)滴油(扩散状况)；(23)洗茶垢(清洁程度)；(24)漱口(治牙痛)；(25)养海鱼(死、活)；(26)养花(死、活)；(27)用试纸(效果)。虽然不是每种方法都简单、可行、有效，有些还基本雷同，但每个人都有独立的见解、新颖的观点，这是很宝贵的。然后，笔者组织学生一起分析、讨论、比较设计方案的可行性和优缺点等。最后，选择优秀的设计方案，由学生在课堂上演示，对比较好的方案给予表扬，对较差的也要从其中找出某方面的优点给予肯定，从而调动各层次学生的创造积极性，发展思维的独创性。

(三)借助实验结果就事论理

学生应当具备学会透过现象找出事物本质特性和规律的本领。现象往往是表面的、零散的，如何通过现象找出事物规律性的东西，是培养学生分析、概括、推理、判断等思维方法的重要过程。就“事”论“理”中的“事”就是实际存在的问题，“理”是对实际问题作出必要的理论分析和说明。如在“大气压”教学中，笔者设计了“喝饮料比赛”：准备两只瓶子，一只瓶口有塞子，一只没有。在有塞子的瓶子中放一个装有清洁饮用水的小瓶，在没有塞子的瓶子中也放一个装有清洁饮用水的小瓶。请一位班里公认力气较大的男同学用吸管插入瓶塞吸水，请一位班里公认力气较小的女同学用吸管吸另外一瓶水。在全班同学都认为男同学必胜的情况下，结果却是女同学赢了。学生对实验结果的预测和实验结果根本不相吻合，究竟是什么原因导致的呢?通过实验，学生明白了大气压的原理，原来水不是吸出来的，而是压出来的。

二、以实验为载体提高学生科学素养的策略

(一)围绕实验主题提炼问题

围绕实验主题提炼问题，可以增强学生的问题意识，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

一是提出系列性问题。例如，在演示氢气还原氧化铜的实验中，由于注意点较多，笔者提出了以下问题，以指导学生观察实验：氧化铜在反应前后颜色有什么明显变化?试管口有什么变化?试管口为什么要向下倾斜?导管为什么要伸入试管底部?开始加热前为什么要先通一会儿氧气?实验结束后，为什么要先熄灭酒精灯再通一会儿氧气?以上问题的设置，使学生对本实验应掌握的内容一目了然。

二是提出对比性问题。例如，围绕制取二氧化碳的实验内容，笔者提出了如下问题：不用稀盐酸而改用浓盐酸跟石灰石反应，行不行?为什么?又例如，围绕物质燃烧条件的实验内容，笔者提出了如下问题：为什么用嘴对蜡烛迅速吹气火焰灭，而对炉火迅速吹气却反而越吹越旺?通过对比性问题的提炼，有利于学生辨析概念，掌握原理，养成思考实验问题的习惯。

(二)利用实验手段开展探究活动

在课堂实验中，尽量将验证性实验转化成探索性实验，将演示实验放手让学生去做(注意演示实验并不是指教师做的实验)，让学生主动参与、乐于探究，可以提高学生的探究兴趣和探究能力，从而提高学生的科学素养。

培养学生的探究能力仅仅靠课堂是不够的，我们必须拓展实验时空，对实验进行改进、改组和改造，充分利用实验这一科学学科特有的载体，培养学生的实践操作能力，使学生养成“瓶瓶罐罐做仪器、拼拼凑凑做实验”的良好动手习惯。

课外活动是课堂的延伸，开展课外活动不仅拓宽了学生的知识面，使学生掌握了研究问题的科学方法，同时也提高了学生的思维能力与实践能力。因此，教师要根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外活动，将课堂教学与课外活动紧密结合

起来，使科学教学更加完善。例如：(1)用pH试纸测定家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋等物质的pH，测定土壤的pH；(2)让学生回家指导家长合理施肥、浇花、移栽植物；(3)除去热水瓶水垢，冰箱除臭；(4)熟悉家庭电路、换接保险丝、自制水果电池等。

此外，还可以引导学生使用科学知识和科学方法处理生活、生产中与科学相关的问题。例如，通过阅读说明书和尝试性操作，学习使用电器和仪器的能力；利用科学知识并沿着正确的思维路线发现和排除自行车或家庭上下水系统故障的能力；等等。

(三)组织实验教学，培养学生的能力

1明确实验目的，培养学生的观察能力

在实验教学中，往往会出现这样的问题：实验现象错综复杂，学生情绪兴奋，实验做完后，学生只记住他感兴趣的实验现象，而不明白这些现象说明了什么问题。因此，在实验过程中培养学生的观察能力值得高度重视。为了更好地培养学生的观察力，在进行实验时，教师必须让学生知道观察什么，怎样观察，实验的初始状态如何，结果如何。只有明确观察目的，仔细观察，不管实验现象如何，都能抓住本质。

2合理设计实验，培养学生的动手能力

苏联教育学家苏霍姆林斯基说过：“人的心灵深处，总有一种把自己当做发现者、研究者、探索者的固有需要。”在实验教学中，教师应让学生自己根据问题去设计实验，做实验，归纳实验现象，作出分析、判断。这不仅能启发学生积极思维，而且可以培养学生的动手能力。例如，教师可设计这样的问题：有两瓶失去标签的稀硫酸和稀盐酸溶液，如何鉴别?教师可指导学生自己设计实验，自己动手实验，观察并分析实验现象。学生通过实验就能发现：用氢氧化钡溶液和可溶性的钡盐溶液进行区分，现象明显，而用硝酸银溶液鉴别，则两者都有白色沉淀生成。对于这些实验现象，教师可与学生一起分析原因，查溶解性表。学生可得出这样的结论：鉴别稀硫酸和稀盐酸溶液不能用硝酸银溶液。这样既培养了学生的实验技能、动手能力，又使学生享受了实验过程的快乐。

实验对激发学习兴趣、优化思维品质、明晰科学道理均能起到积极而重要的作用，通过实验这一有效载体，积极开展探究活动，可以培养学生的观察能力、动手能力、思维能力以及提出问题、分析问题、解决问题的能力，学生的综合素质也可在实验中得到提高，并最终内化成科学素养。教师只有充分认识到这一点，并有意识地加以实践尝试，才能帮助学生实现从掌握科学知识为目标到提高科学素养为目标的转变。