浅谈在化学实验教学中培养青少年的科学素养

吕秋娥

摘要：全面提高青少年科学素养是素质教育的内在要求，是时代的需要。本文试从化学实验教学中通过对学生观察力培养、实验基本操作的强化训练，培养青少年良好的科学品质以及通过研究性实验、设计和改进实验，培养学生科学研究方法及科学精神方面谈谈管见。

关键词：化学；实验教学；青少年； 科学素养

中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1006-5962（2013）06-0251-02

科学素养是衡量一个国家国民素质水平及其国际竞争力的重要指标之一，提高国民素质，尤其提高全民科学素质已成为世界各国的重要战略。2010年第八次中国公民科学素养调查显示：我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%，相当于日本、加拿大和欧盟等主要发达国家在20世纪80年代末的水平。改革开放伊始，邓小平就提出了"科学技术是第一生产力"的论断。青少年是国家的未来，全面提高青少年的科学素养是素质教育的内在要求，是社会长远发展的需要。如何提高青少年的科学素养是所有教育工作者应不断思考、努力实践的大事。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验对于学生的科学观察、实验操作及科学研究等科学素养以及综合素质的全面提高都具有重要作用。

1 重视观察实验，打好科学能力基础

公民科学素养主要包括科学知识、科学能力、科学方法、科学意识、科学品质等要素，而科学观察能力是科学能力的基础。俄国化学家门捷列夫曾说过："科学的原理起源于实验的世界和观察的领域，观察是第一步，没有观察就没有接踵而来的前进"。可见，在实验教学中务必注重引导学生进行观察，培养学生的科学观察能力。

1.1 按一定的认知目的安排观察活动。科学观察的目的性，要求教育者引导学生观察实验时要有明确的重点。例如：镁带的燃烧，应观察是否生成了新的物质。在酒精灯上点燃镁条，最引人注意的现象是产生耀眼的白光，生成白色粉末。如果观察仔细，还会发现白色粉末的外围有时附着黑色的颗粒，看到燃烧的上方有浓烈的白烟升腾。镁是比较活泼的轻金属，它能与许多非金属单质及氧化物反应，表现出良好的还原性。在初中，我们知道：2Mg+O2=2MgO；到高中我们知道：3Mg十N2=Mg3N2；学习镁的知识后还知道：2Mg十CO2=2MgO十C。 镁条燃烧时生成白色固体，其主要成分是氧化镁和氮化镁。若实验室里CO2的浓度较高，燃烧后就常可看见粉末的边缘是黑的，固体成分是氧化镁、氮化镁和炭黑。实验中诸如此类的展示，能使学生明确实验观察的目的和重点。化学实验观察的重点有：①化学实验仪器的形状、大小、比例、尺寸和造型等。②实验仪器的持拿方法和使用方法、实验装置的安装方法、教师进行演示实验操作的步骤和方法。③实验物质的颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔点、沸点和酸碱性等特征及其变化和现象。

1.2 制订周密的观察计划，养成全面观察的好习惯。化学实验现象千变万化，某些现象稍纵即逝，若无周密的观察计划，就可能失掉观察机会，以至于影响实验结论。所以，要引导学生养成全面观察的习惯，以保证对变化的过程的细节有详尽的认识，获得完整的信息，发现并掌握事物的本质及变化规律。

1.3 指导学生学会写实验观察记录。化学实验观察记录是用文字、化学术语、数字、计量单位、化学实验仪器和装置图、线图、表格等形式，对实验观察现象进行简要、概括记述的方法，要求做到准确无误、完整周密、详细有序。

2 重视操作实验，提升学生应知应会能力

化学实验的基本技能训练包括常用仪器及实物基本画法、常用仪器的构造功能及使用特点。如滴管伸入溶液前为什么要先挤捏胶头、使用时不能伸入试管或接触烧杯内壁、不能横放或倒拿等等，要教会学生熟练地掌握加热、过滤、溶解、蒸发、气体收集、仪器的装配与连接等基本操作，弄清道理、掌握要领、操作正确。

3 重视研究性实验，培养学生创造能力

研究性实验是指教育者指导学生围绕某个问题进行实验、观察现象、分析结果，从中发现科学概念或原理以获得知识，培养探究能力的一种方法，强调学生自主，通过亲身感知、直接体验、主动观察、动手等方式，重新认识外部世界、重新认识自我。在"有意无意之间"的潜移默化中实现认识、技能、情感、态度、道德的变化和发展。其主要流程及功能如下：

流程：提出课题→ 形成假设→ 实验探究→ 分析评价→ 巩固开拓

功能：明确目标、创设探究情景、发现新知、获得结论、迁移创新。

例："铁的化合物"教学。将课本上的演示实验改为分组实验，让学生在课堂上亲自制取氢氧化亚铁，观察它的变化过程和产生的现象，针对操作过程拟出以下思考题：①锌与稀硫酸反应时不能加热，为什么（新）铁钉与稀硫酸反应却要加热？②新制的硫酸亚铁溶液中要多加入几枚铁钉，并在溶液上面加一层植物油，各起什么作用？③用滴管吸取硫酸亚铁溶液前一定要先挤压出胶囊中的空气再伸入溶液，这是为了什么？④吸取硫酸亚铁溶液后的滴管又为什么一定要伸入氢氧化钠溶液液面下再挤出硫酸亚铁溶液？⑤不按上述步骤，让学生直接把硫酸亚铁溶液加到氢氧化钠溶液中反应所制得的氫氧化亚铁与上述制法所得到的现象有何不同？是什么原因？通过上述问题的分析、探究，学生不仅看清了氢氧化亚铁的状态、溶解性，而且详细地观察到氢氧化亚铁的变化过程，从而归纳出氢氧化亚铁的化学性质。接下来再提出新问题：Fe（Ⅱ）的化合物与Fe（Ⅲ）化合物是否可以相互转化？在什么条件下转化？通过学生讨论设计，课后在开放的实验室验证，在新旧知识不断"冲突" 的实验过程中，发挥出学生的联想能力和知识迁移能力，引发创新思维。

4 重视设计实验，培养学生的整体把握能力

化学实验设计是指实验之前根据一定的目的和要求，运用有关的化学知识和技能，对实验仪器装置、步骤和方法在头脑中所进行的一种规划。化学设计需要学生把握各种科学方法，具备严肃认真、一丝不苟和敢于创新的精神，是有利于学生科学方法的训练和科学品质的培养的。 例如：设计检验浓硫酸与木炭粉在加热的条件下反应产生的所有气体产物的实验方案：①用什么装置制备三种气体产物？②三种气体产物如何检验？引发旧有知识，H2O用无水硫酸铜检验，SO2用酸性品红试液检验，CO2用澄清的石灰水检验。

③检验顺序应怎样？ 选用什么仪器？④可能出现的现象。⑤问题讨论。此设计起点高，涉及到新情景、新材料、新问题。但落点低，反应装置与制氯气相似。把它们综合起来加大了难度，不仅要考虑单一物质，还要考虑物质之间的相互影响，但充分体现了学生的主体地位，使学生亲身体验到类似科学家发明、发现的过程，培养了学生的科学探索精神和科学研究能力，有利于促进学生创新个性的形成和发展。

参考文献

[1] 人民日报：我们需要怎样的科学素养 2011.

[2] 刘知新.主编：化学实验论，广西教育出版社 1998.

[3] 刘正贤.主编：中学化学实验大全，上海教育出版社.

[4] 金茹.在化学实验中培养学生的科学素养，新课程学习（下）2011.