化学教育与科学素养的培养

《标准（实验稿）》把化学教育作为科学教育的重要组成部分，确立了化学课程改革的重点，即以提高学生的科学素养为主旨；重视科学、技术与社会的相互联系；倡导以科学探究为主的多样化的学习方式；强化评价的诊断、激励与发展功能。

科学素养有着丰富的内涵，化学教材专家王祖浩先生认为，“科学知识”“科学的过程和科学的方法”“科学的本质和价值”是构成科学素养的基本要素。戴安邦教授指出：“只重传授化学知识和技术是片面的化学教育。全面的化学教育要求化学教学既传授知识和技术，更训练科学方法和思维，还培养科学精神和品德。”这段话指出了化学教学的正确方向，同时又简明地概括出了科学素养的基本内容。而在化学教育启蒙阶段如何在教学中培养学生的科学素养，笔者想从以下四方面努力。

（一）转变观念，激发兴趣，按认知规律组织教学

从目前看来，个别学校受“升学与考试”的影响，在初三前的暑期就快节奏地赶上化学课，不做实验，大量地压学生记概念，记化学用语，完全忽视了学生的认知心理，把一个多姿多彩的化学世界变成了枯燥无味的记忆仓库，把学生轻松愉快的心情变成了无奈抱怨的状态，很多学生可能就此失去了学习化学的兴趣。

初三年级，化学作为一门新开学科，这就要求我们教师要充分发挥实验教学的作用，如可以精心做好小小照明弹、肥皂泡“炸弹”“清水变牛奶”“铜绿受热的变化”等有趣的实验，教给学生简单的操作方法、观察方法、记录方法，调动学生的全部感官，使之手脑并用，注意力高度集中。通过一段时间的教学实践，使学生掌握物质的物理变化和化学变化等概念，及其两类变化之间的区别与联系。同时，初步感觉科学实验的乐趣。这样“寓教于乐”，会使学生对学习化学产生浓厚的兴趣。在学生掌握了一些基本操作后，尽可能地给学生动手机会，指导学生实验，既较好地完成实验教学，又能培养学生持久的兴趣。而保持浓厚的学习兴趣又是学好化学的重要动力。

新课程教材的设计符合学生心理认知规律，且十分重视学生的可接受性，因此笔者采取“降低要求、删除难点、分散融合”等方法对初中化学的“分化点”做了处理：化学计算更多地要求学生从量的角度去了解化学变化的含义，避免烦琐的数学运算，如化学概念的教学不再要求过分强调定义的严密性，而要注意概念形成的阶段性、发展性和学生的可接受性，贯彻“循序渐进、螺旋上升”的原则。由于化学概念比较抽象，学生往往望而生畏。因此，从学生熟悉的身边的真实现象导入，使学生从感知概念到形成概念；在教材中引出概念不仅为了知识表述的简约性，重要的是通过概念启迪学生进一步思维，拓宽知识视野，建立相关知识之间的联系，运用已学概念去理解新的事物，对化学现象做出合理的解释。化学概念本身是发展的，我们应在认识过程中逐步深化。对暂时无法给出严格科学定义或学生难以理解的概念，我们可以用泛指、列举或比喻的手段去说明；也可通过对同类实验现象的分析，从经验中概括出有关的属性；微观概念可借助宏观现象或学生的直接经验去描述，以降低学习难度。

（二）精心设计教学环节，渗透科学态度教育

我们把科学精神和科学品德合起来称之为科学态度。在心理学中，科学态度属于非智力因素范畴，主要是指学习的兴趣、学习习惯、不断探索新知识的精神、高度的科学责任感和实事求是的工作作风等。科学态度对科学素养的全面提高具有举足轻重的作用，科学态度的培养是科学素养教育的重要内容。

对于化学教育而言，科学态度主要包括以下七点：（1）自觉运用辩证唯物主义观点指导化学学习、尊重化学的客观事实；（2）重视化学知识与实践的结合；（3）善于从各个方面提出问题，勇于探索，敢于创新；（4）对待知识持严肃认真、一丝不苟的态度；（5）坚韧不拔，勇于克服困难；（6）勤学好问、谦虚谨慎、坚持真理、改正错误；（7）对自然和社会有高度责任感。而笔者认为，我们可以在初中化学教学中通过以下五条途径来培养学生的科学态度：

第一，知识教学和实验训练一定要实事求是，严谨认真。我们必须自己做到也要求学生做到：①不凭主观臆造、书写不存在的化学式和化学反应式。②对于能够发生的化学反应，要注意反应物的状态（或浓度）温度等条件。③真实地反映和记录实验现象及数据。当观察到的实验现象与课本的叙述不一致时，不能违背事实来复述课本中有关实验的描述。首先应该尊重事实，然后找出不一致的原因，必要时重新进行实验。在定量实验中观测数据与预期的不一致时不得拼凑数据。④化学实验中切实按照规范的动作进行操作，严格按照规定的剂量取用药品，按照规定控制反应条件。细致观察、及时记录，不放过稍纵即逝的实验现象；养成良好的实验习惯。⑤对作业、考试题中的错误认真分析原因，并加以改正。

第二，通过介绍化学科学领域的新成就，如核电能、氢燃料、大化纤、航天材料、新医药等。让学生感受科技进步对经济和社会的发展所做出的巨大贡献，激励学生奋发进取。

第三，结合教材内容开展课外专题报告，有重点地介绍中外化学家的事迹。将各位科学家的生平、研究精神、取得的成绩如实地介绍给学生，包括失败的研究，让学生了解他们，才可能学习他们，如居里夫人，学生在学化学之前就知道一些她的故事，但上课时依然细致地介绍了关于她热爱科学，不畏劳苦历时四十多个月，终于从两吨铀的废矿渣中提炼出0.1克光谱纯的氯化镭，并测定了镭的相对原子量的科学探索过程，再如戴维聚光烤焦了伯爵的钻戒，等等，这些科学家的任何一个发明、创造以及贡献，都体现了他们批判地继承了前人的科学研究成果，又体现了他们大胆创新、勇于探索、坚持实践、刻苦钻研、精益求精的科学精神和实事求是、坚持真理的科学态度。科学家艰苦奋斗、坚韧不拔、永不满足的好奇心和求知欲，以及为科学献身的生活经历对学生来说都是最好的教育。

第四，可以在教学中渗透人口、资源、生态与环境、工业与污染等现状的内容，让学生认识到科技和生产的两重性，认识到我们面临的环境生态危机、矿产资源危机和水源能源危机等，引导学生关心当代社会面临的重大问题，关心如何保护人类的生存环境和可持续发展问题，培养学生对自然、对社会的高度责任感。

第五，用科学知识分析一些客观的自然现象，组织学生向社会公众进行科普宣传，做到尊重科学，破除迷信、反对邪教。

（三）用科学方法组织教学，重视科学方法教育

方法是指人们从事科学研究的活动中所采用的途径、手段和方式，是人类认识世界和改造世界的强大武器，科学方法的教育是培养学生科学素养和能力的重要途径。科学方法是学生获得化学知识的主要手段和重要工具。在化学学习中，获得感性认识必须借助于观察和实验的方法；获得化学概念和理论，要用到科学抽象、假设、模型和数据处理的方法，也会用到比较、分类、综合、归纳、演绎、推理、类比等逻辑方法。

1.用科学的方法整合教材内容，优化教学过程

教学内容的安排与组织应注重由浅入深，循序渐进，螺旋上升，使之符合学生的生理、心理发展顺序以及认知规律，这是组织课程内容的一条主要线索。按照从感知到理解、从已知到未知、从易到难等认识规律，一是注重由浅入深，循序渐进。初中阶段，学生的认知心理特点倾向于直接的形象思维，习惯于从整体上观察认识事物。根据这一特点，初中化学课程以阐述直观的、具体的物质和现象为主，内容组织可从学生接触的周围事物、现象和生活常识着手，逐步引导学生理解化学知识。首先，教师应从宏观角度引导学生初步认识与人类社会密切相关的空气、氧气、水以及其他几种常见的和重要的元素、化合物，体验物质及其变化的多样性。然后，引导学生逐步深入微观领域，认识原子、分子，初步在微观层次上认识事物变化，以及初步了解物质及其变化的简单分类等。这个阶段，通过观察、实验探索或验证，可以使学生形成生动的感性认识，再经过思考进行分析、综合，上升到理性认识，使学生理解、领会一些化学基本概念、基本原理、基本观念，初步学习运用最基本的化学用语，初步学会用化学语言描述常见的化学现象和化学事实等。二是分散难点，设计合理的知识梯度。按照学生的认知规律、知识概念采取由低级到高级分阶段螺旋上升，前面的知识要为后面的知识打基础，同一知识模块内知识和技能也有反复，在重复过程中，一些知识不断深入和拓展。在教学内容上，按照从宏观到微观的编排顺序，先讲述丰富多彩的物质世界。然后，按照由浅到深、由现象到本质的顺序，依次讲述构成物质的微粒、化学反应的类型和物质的转化等知识，最后讲述化学与环境、资源等问题，强调人与自然的和谐共处及可持续发展的观点。随着内容纵向的展开，各方面的知识也要相应地不断深入或拓宽。

2.在教学组织中注重科学方法的运用和训练(www.xing528.com)

在化学教学中，教师应突出科学方法在知识形成过程中的重要作用，改变以陈述方式为主的传统做法，要有计划地在教学中介绍有关的科学方法。化学科学中常用的科学方法包括观察、实验、分析、概括、推理和假设论证等。初中阶段，学生以形象思维为主，初中化学教学应突出体现观察、测量、比较简单的实验条件控制、记录、表格化、化学用语化和表征性抽象等科学方法，如可列表让学生观察记录“蜡烛燃烧”的形象，让学生经历相应的思维活动过程，来体验和认识一些科学方法。教师除了对学生进行一般科学方法的教育和训练外，还应注重对学生进行科学认识模式的训练：（1）以观察和实验为主的模式，如质量守恒定律，可按照科学认识的一般过程（事实—分析—推论—实验验证—结论）来施教，即通过观察、测量和实验，将实验现象和数据加以分析归纳，找出规律性的知识，做出推论和预测，当这些推论和预测经过多次论证后，将其中的正确部分进一步上升到定律，再逐渐形成理论。（2）以实验数据、图表为主的模式，要突出资料和事实的处理和科学抽象等方法。（3）以语言、符号为主的认识模式，如原子的构成，这种模式是根据已知来认识未知，要突出模型方法的假说方法。

（四）变革学习方式，在实践中培养学生的科学探究能力

针对多年来形成的初中化学“听、记、背、练”的观念，《标准》将科学探究作为“改变学生学习方式的突破口”，并强调科学探究是重要的学习活动和实践活动；是一种使学生体验探究过程和探究快乐的学习活动，是一种有效的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。

长期以来，人们在理解和实施探究性教学时常出现两种偏差：一是有些人随意地给一些人们早已熟知的教学形式贴上探究的标签，即“泛化探究”；二是有人认为探究活动自始至终都应由学生自主发现，由学生独立完成，即“神化探究”。若想正确理解探究性学习，在教学实践中实施探究性学习计划，首先应当实际准确地把握基础教育的内涵与特征。具体说来，化学学习上的科学探究是指学生在教师指导下，以类似科学研究的方式去进行学习，在掌握知识内容的同时，让学生体验、理解和应用探究问题的方法，培养创新精神和实践能力。它的基本思想是让学生在“重新发现”和“重新组合”知识的过程中进行学习，鲜明地体现出“创新学习”的本质。它兼顾了课堂教学模式改革和学生综合实践活动，它既可表现为“专题研究学习”，也可表现为在各学科中采用探究性学习的方法来组织课堂教学。可以说“参与”和“体验”是科学探究的两大特点。

笔者认为，教师在科学探究性学习的具体实施时应着重要体现以下四个特性：

（1）自主性，即让学生放开手脚，独立自主地从事学习活动，这是探究性学习的前提。

（2）探究性，即教师只需设计并为学生提供探索和发现的真实情景，由学生独立发现知识，以培养他们的探究精神和创新精神，这是探究性学习的核心。

（3）创造性，即鼓励学生多向思维，从多角度更全面地认识同一事物，这是探究性学习的重要路径。

（4）合作性，即让学生学会与人合作，在合作中探究、学习，这是探究性学习的重要组织形式。

根据探究性学习的内涵和特征，在实施探究性学习的教学过程中，其一般性的教学模式是：提出问题—收集证据—形成解释—评价结果—检验结果—提出新问题，其中，提出问题是科学探究的前提；收集证据是科学探究的基础；形成解释是科学探究的关键；评价结果是科学探究的重要环节；检验结果既是科学探究前一个阶段的结束，又是新阶段的开始，因为从中提出新问题便开始了新一轮的科学探究的过程。同时，在这个教学模式中，学生是否找到正确的结论并不是很重要，重要的是学生是否真正参与了整个过程，是否在探究过程中具有创造性。

针对科学探究的内涵和特征以及一般性的教学模式，笔者认为教师要做好以下两点：

第一，教师要更新观念，注重学习，重构教学方式。

教师在实施探究式学习方式中扮演的角色十分重要，教师必须转变传统的教育教学观念，建立正确的人才观，将学生的发展放在首位；要通过学习培训理解探究的本质，掌握一些基本的技巧和策略，如怎样激发问题、设置情境、设计方案，收集和处置信息等；教师应根据新课程的理念不断改变传统的教学思维，并随课程标准倡导的学习方式的转变而重建自己的教学方式。教学中必须以学生为中心，设计好每一节课，关注学生的学习过程，倡导个性化活动。

第二，教师要注意创设情境，强化实验和实践活动，注重方法指导。

科学探究要求学生在“做科学”中学习科学，教师要尽可能将学生置身于真实的问题情境中，并使其发现问题、提出问题，体验事物的变化过程、条件和结果，体验这些变化对人们的生产、生活的影响。化学实验是进行科学探究的主要方式，它的功能是其他教学手段无法替代的。因此，教师要进一步明确以实验为基础是化学教学观的核心思想，增强学生的主体意识和主动参与意识，从《标准》提出的建议着手，考虑给学生更多的动手实验的机会，如变演示实验为学生实验、增加探索性实验，适当增加学生设计实验、上实验习题课等方式，让学生以浓厚的兴趣和饱满的学习热情参与实验活动；还要发挥教师的主导作用，搞好组织引导，重视按科学方法指导设计方案、大胆猜想、搜集证据、实验操作、归纳提炼、形成结论等，强调知识形成的过程性和学生的体验感。

当然由于种种原因，人们往往理想化和绝对化地理解探究，认为每一类学生的活动都具有高度的自主性和探索性才行。这样的看法既不符合科学研究实际，也不符合学生科学学习的现实。由于教育教学目标的整体性和丰富性，学生的学习方法也必然是多样而变化的。一般来说，初中学生的学习方式主要有两种，即探究和接受，我们提倡探究性学习并不是完全排斥接受性学习，关键问题要看所学知识的层次和类型。诚如奥苏贝尔指出的那样：“接受学习完全可以是有意义的学习。”而且对于特定的学生来说，一些内容的学习，用探究的方式不仅效率低，而且效果往往不如接受学习。所以，我们在教学过程中要合理安排两类学习方式的应用。

总之，现代化学教育的核心就是培养科学素养，在化学教育中不但要加强化学双基的传授，同时必须重视使学生感悟和学习贯彻在知识体系中的科学方法、科学态度。