化学学科课堂教学中科学精神的养成

发表时间:2021/5/17   来源:《家庭教育导读》2021年2期   作者:张琪 刘卓
[导读] 摘要:科学精神是科学素养的重要组成部分 , 培养科学精神对学生的发展具有促进作用。加强初中生科学精神培养 , 可帮助学生形成对待社会和自然的科学态度 , 形成正确的世界观、人生观和价值观 , 培养其探究精神、协作精神和创新精神。文章以勤于思考,促进学生勇于探究,注重“绿色化学 , 环境保护”意识的渗透,设置“陷阱”实验 , 培养学生严谨求实精神三部分内容介绍化学学科课堂教学中如何培养学生的科学精神
张琪 刘卓 沈阳师范大学 110034 摘要:科学精神是科学素养的重要组成部分 , 培养科学精神对学生的发展具有促进作用。加强初中生科学精神培养 , 可帮助学生形成对待社会和自然的科学态度 , 形成正确的世界观、人生观和价值观 , 培养其探究精神、协作精神和创新精神。文章以勤于思考,促进学生勇于探究,注重“绿色化学 , 环境保护”意识的渗透,设置“陷阱”实验 , 培养学生严谨求实精神三部分内容介绍化学学科课堂教学中如何培养学生的科学精神。 关键词:科学精神;化学教学;实验探究 一、科学精神 (一)科学精神的内涵 《中学化学学科德育实施指导纲要(试行)》指出“科学精神”即从认识到提出新问题、想出新思路、找到新办法、发现新规律等创新活动是提高科学认识水平、推动科学不断发展进步的不竭动力。在实验探究和问题解决活动中不断增强问题意识和创新意识,不满足于现有的理论和问题解决的方法,敢于根据事实和独立思考探索新规律、新方法,形成不迷信权威,敢于质疑、勇于创新的科学品质。 (二)课程标准中的要求 中华人民共和国教育部颁布的 2017 年版普通高中化学课程标准中提出了学科核心素养,核心素养是学生通过学习要达到的正确价值观念、必备品格和关键能力。化学学科核心素养指出学习化学学科要有证据意识,化学是一门以实验为基础的学科,学生通过实验探究观察现象,根据现象分析问题, 从而得到结论,用这个真实可靠的证据揭示现象的本质和规律,有理有据。在实验探究过程中,要勤于实践,善于合作, 敢于质疑,勇于创新,要有安全意识和严谨求实的科学态度, 具有探索未知、崇尚真理的意识,具有节约资源、保护环境的可持续发展意识,能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断,能参与有关化学问题的社会实践活动 [1],促进学生树立勇于创新、求真求实的思想品质。 二、化学学科中科学精神养成的有效策略 (一)勤于思考,促进学生勇于探究 科学探究活动是培养学生科学观念与能力的重要途径, 也是培养创新精神与实践能力的有效手段。《中国学生发展核心素养》对勇于探究素养的要求是:具有好奇心和想象力; 能不畏困难,有坚持不懈的探索精神,能大胆尝试,积极寻求有效的问题解决方法等。教师可引导学生通过关注实验异常现象,提出问题,建立假设,设计实验方案,开展探究活动,培养学生科学探究能力,还有利于丰富化学拓展性教学的内涵 [2]。 如铜与硝酸银溶液反应的实验,在教材中其实验目的是为了探究金属活动性顺序。在实际操作中,学生很容易观察到铜丝表面有银白色固体出现,但细心的同学有时会发现试管内溶液未显蓝色,与所学知识不符,这是什么原因呢?教师可组织学生展开讨论,作出不同的假设。如溶液未显蓝色可能是因为 Cu2+ 浓度太小之故,并设计方案如下:用浓度更大的 AgNO3 溶液,多次实验,观察实验现象,得出结论。有的小组作出铜丝中可能含有比铜活泼的金属的假设,设计相应的探究方案:取上述相同的铜丝,浸入硫酸溶液中,观察实验现象,若有气泡产生,则可证明铜丝中有比铜活泼的金属, 反之没有。或者也可把铜丝插入硫酸铜溶液中,通过观察硫酸铜溶液颜色是否变浅或变色来判断。 (二)注重“绿色化学 , 环境保护”意识的渗透 在初中化学实验中, 许多内容涉及有毒、爆炸、着火、腐蚀人体皮肤及衣物等相关隐患 , 为使安全意识渗透到有关实验中 , 贯彻“绿色化学”思想 , 防患于未然 , 需针对相关实验做好应急处理 [3]。 如初中化学中 ,CO 还原氧化铜的实验操作中对尾气的处理从环保角度让学生思考 , 防止剩余 CO 扩散到空气中所采取的措施 , 同学们各抒己见 , 有的说在尾气排放时用燃着酒精灯 烧掉多余的 CO, 有的用气球收集统一处理等 , 教师总结出最佳方案 , 得到满意的结果。

无论是演示实验还是分组实验 , 都要把可能出现的问题罗列给学生思考 , 特别是有毒有害的气体 , 更应让学生知道其危害性 , 以便采取相应的措施,教师要从不污染或尽可能少污染教室的环境, 不吸入有毒烟雾, 以及安全和便于观察 , 多视角出发让学生讨论、分析。教师要根据学生讨论分析的情况, 加以总结, 对于上述实验要开启排风扇和窗户, 取用最小剂量的药品。在用硫粉与O2 和与在空气中燃烧对比实验时, 应在通风橱内进行或用一个设计好的附属装置, 把生成 SO2 气体通入苛性钠溶液被吸收 , 尽量不使 SO2 排在空气中 , 以确保实验的安全和强化学生环保意识、安全意识。 在化学实验中 , 对学生进行绿色安全教育时 , 引导学生思考三个方面的问题 :(1) 取用药品要定量化 , 量少 , 操作简便 ,现象明显。(2) 要操作准确、规范。(3) 处理废弃药液和用剩药品回收等问题 , 都需从环保、安全角度思考 , 规范操作。把绿色、环保的意识渗透到实验中 , 以期达到培养学生严谨的科学态度和健康的实验心理。 (三)设置“陷阱”实验 , 培养学生严谨求实精神 学生在接受新知识时需要一定的过程, 而教师在教学中更多的是将完善、简明的实验过程展现给学生 , 但却隐蔽思维过程中失败的那一部分。而所“隐蔽”的这一部分却往往是学生易出错的部分。故在化学实验中 , 教师应合理利用“陷阱” 实验 , 让学生产生思维冲突与矛盾 , 继而提高其严谨的科学态度和科学精神 [4]。 就以“质量守恒定律”这一实验为例, 教师在利用碳酸钠粉末与盐酸的反应来验证其定律时 , 可在实验课堂上着重强调该定律 , 并提出问题 , 如“实验反应前后天平是否还保持平衡 ?”让学生对实验反应进行猜想 , 继而验证实验。将少量的碳酸钠粉末放入锥形瓶中 , 并将盐酸放入被小细线系住的小试管中 , 使碳酸钠粉末与盐酸隔离开 , 并整体放在天平上 , 适当调节天平直至其平衡后 , 拉动细线 , 使碳酸钠粉末与盐酸充分接触后 , 让学生观察此现象。在反应结束后 , 学生便可看到天平失去了平衡 , 与学生前面所猜想的结果产生矛盾。故学生便会提出质疑 : 质量守恒定律是否正确 ? 是实验药品或实验器材发生问题吗 ? 此时 , 教师便可拿出一个带有分液漏斗与橡胶塞的锥形瓶 , 并根据上述实验步骤再次实验 , 学生便会看到天平平衡了。根据两次实验所反应的现象 , 学生便会提出 :“为什么第一次实验与第二次实验现象不一致 ?”让学生将实验装置进行对比 , 使其自主思考解决问题 : 第一次实验所使用的锥形瓶是敞开瓶口的 , 而第二次实验所使用的锥形瓶是完全封闭的。同时 , 教师还可引导学生提出 :“在对质量守恒定律进行验证时 , 需要注意什么 ?”让学生在激烈的探讨中得出结论“封闭的化学实验装置可生成气体”。故学生便可 在未完全了解与掌握学科知识的前提下 , 通过“陷阱”实验来突显实验过程中较为薄弱的环节 , 继而使学生在这一环节中加深理解与探究 , 扩充知识面与深度 , 提升问题意识。 化学教学蕴含着丰富的科学精神 , 通过化学课堂教学的一些 手段实施新课程、培养学生科学精神。特别是以实验为契机 , 充分发挥学生的主体作用 , 调动学生的积极性 , 让学生在学习化学知识、提高化学实验能力的过程中培养科学精神, 提升科学精神。参考文献: 中华人民共和国教育部 . 普通高中化学课程标准 [M].北京 : 人民教育出版社 ,2017,9 [1] 韩红芳 . 基于科学精神培养的化学教材实验拓展教学[J]. 化学教与学 ,2019(09):74-75+5. [2] 王立虎 . 在化学实验教学中培养学生的人文主义精神[J]. 林区教学 ,2009(10):96-97. [3] 王锐敏 . 初中化学实验中学生问题意识与创新精神的培养 [J]. 中国校外教育 ,2018(35):61+76. [4]
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