谈深度学习视野下在化学教学中培养和发展学生的科学能力

杨学博 康彩凤

【摘要】科学能力是科学素养教育的核心，是否具有科学能力决定着学生能否将所学得的科学知识和科学方法融会贯通，灵活运用于科学知识的探究学习过程和社会生活中。科学能力并不是一个抽象的概念，它是学生科学素养在行为上的具体表现，它的培养需要通过一定的具体方式和方法。通过化学实验，才能养成良好的实验习惯，掌握正确的实验方法。

【关键词】化学教学 科学能力 化学实验 实验方法 深度学习

科学能力是科学素养教育的核心。是否具有科学能力，决定着学生能否将所学得的科学知识和科学方法融会贯通，灵活运用于科学知识的探究学习过程和社会生活之中。科学能力并不是一个抽象的概念，它是学生科学素养在行为上的具体表现，它的培养需要通过一定的具体方式和方法。通过化学实验，才能养成良好的实验习惯，掌握正确的实验方法，培养科学能力。

一、化学教学是培养学生科学能力的有效途径

过去，我国的教学大纲对培养科学能力是具体到观察能力、实验能力、思维能力、自学能力和创新能力等五个方面。有的学者认为，科学能力还应包括记忆能力、想象能力、决策能力、组织能力、归纳能力等。这些都是对科学能力的表现类型所做的划分。我认为，科学能力应是获取科学知识和探索科学新知识的能力。自然科学方法论是培养学生科学能力的依据，科学能力的形成过程是在科学知识教与学的过程中形成的，需要从“问题”的角度来实施教学，即在提出问题、解决问题、发展问题的过程中综合培养学生各方面的科学能力。按照认知心理学的观点，学生通过提出、解决和发展问题的历程，可同时经历知识的应用、科学方法的练习、证据的搜寻与评价，并有助于学习经验的迁移。从科学哲学所强调的科学动态发展观点来看，“问题”可以说是科学发展的原动力。从教育的意义上说，促进学生科学认识发展的最大的动力是“问题”，因而从“问题”的角度来发展学生的科学认识，是培养科学能力的最佳途径。

科学认识发展过程的最重要的起点是“提出问题”，它的目的是解决问题和产生新的问题。提出问题是认识和解决同题、形成或应用知识的开端;解决问题是建立知识和应用知识、方法的综合过程，同时又为提出新的问题、发展知识结构提供条件，发展问题的能力具有更多的创造性因素，综合程度更高，是化学教学中科学能力培养的高层次要求。

二、在化学教学中培养和发展学生的科学能力

科学能力是一个属于能力范畴的概念，其内容广泛。笔者认为，在中学化学教学中应特别注意培养学生以下几方面的能力：

1.观察能力。化学教学中，需要学生观察的内容是很多很多的，观察的目的是为了获得丰富的感性材料，然后通过思维活动形成化学概念，了解化学原理，认识物质的性质或了解分子、原子等微粒的结构。观察要有明确的目的，要教给学生观察的方法，善于引导学生科学用眼、耳、鼻、手等感觉器官去细心捕捉各种直观现象，使他们逐步养成良好的观察习惯，逐步掌握正确的观察方法，提高观察能力。

2.实验能力。实验能力必须通过化学实验来培养，离开化学实验便无法培养学生的化学实验能力。培养学生的实验技能一般过程是：教师讲解示范、学生模仿练习再到独立操作。学生实验能力的培养要与培养学生实事求是、尊重实验事实的科学态度，训练学生严格操作、细心观察的科学方法紧密结合起来。学生只有严肃认真、一丝不苟地对待每一个化学实验，才能养成良好的实验习惯，掌握正确的实验方法，形成实验能力。

这方面的训练主要来自于课后的学生实验，除此之外，还有一些家庭实验、研究性学习或者是化学兴趣小组的学生实验。

3.思维能力。思维能力是能力的核心。化学学科的特点有利于培养学生分析、综合、抽象、概括的能力，有利于培养学生对事物进行对比、类比、判断、推理的能力和跨越时空的想象能力及辩证思维能力。

思源于疑。积极的思维活动源于发现问题和解决问题，没有问题就无从思维。在化学教学中，诱发学生思维活力的重要手段是善于提出启发性问题或质疑问题，给学生创造思维的良好氛围，引导学生经过分析、比较、联想、演绎或推理等思维过程求得知识、加深理解。运用假说是自然科学中的一种广泛应用的方法。用假说的方法，可能刺激和保持学生的搜学习兴趣和注意力，加深对新知识的领会，促进其思维科学的发展。

4.理解能力。理解能力是反映学生科学能力好坏的一个重要方面，是学生学习消化知识、不断扩大知识范围和增大知识深度，以及提高自学能力所必不可少的能力。培养学生的理解能力应要求学生做到：掌握所学化学概念和规律产生的背景、实验条件和现象;掌握所学化学概念和规律的确切含义;会分析物质发生变化时的原因;掌握所学的化学知识和其他化学知识的联系和区别，掌握所学的化学概念和规律的成立条件和应用范围，且会依据对基本概念和规律的解释，做出正确的推断。

5.自学能力。国外有学者进行过一项调查表明，在一個工程师和科学家一生所运用的知识总量中，从幼儿园到研究生，通过学校获得的知识仅占25%左右。这意味着人的一生所需要的知识大部分要在工作中通过不断的学习来取得，其中最主要的是自己看书学习的能力。自学能力是一种较高要求的科学能力，是建立在观察、理解、思维、记忆等能力基础上的一种比较综合的独立学习的能力，它是多方面能力的综合。

6.创造能力。未来社会需要越来越多的创造型人才，培养学生的创造能力是教育的主要目标之一。创造能力可以通过教育和训练予以提高。化学教学中，培养学生的创造能力应注意以下几方面：应该有意识地使用创造教育的教学模式组织学生进行深度学习活动，从而培养创造性的思维能力，注意培养学生类似联想、对比联想、因果联想等能力，使学生对中学化学中关于化学实验中的问题能够完全攻克。注意利用课外活动培养学生的创造能力，在丰富多彩的兴趣小组活动中，让他们充分施展才能和创造力。

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课题项目：《深度学习视野下的高中化学必修2单元教学设计与应用》GHB（2018）3176课题系列论文。