中学化学教学中如何培养学生科学素养
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中学化学教学中如何培养学生科学素养
在21世纪的今天，科学素养已越来越成为一个现代人基本素养中不可缺少的重要组成部分。依据国际科学教育界对科学素养的界定和我国的实际情况提出科学素养应该主要包括五个方面，即：科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质。新的化学大纲也明确要求新化学课程的教学内容，必须适应21世纪我国社会主义现代化建设的各类人才的需要，只有具备较高的文化知识水平和科学素养的人们，才能适应社会的发展需要，使社会得到和协、健康的发展。那么，在全面推广素质教育、培养学生创新精神的今天，我们中学化学教师应如何在化学教学中培养学生的科学素养，为学生的终生生活和个性的健康，以及学习和工作的发展打下良好的基础呢？以下是本人的几点粗略见解。
一、在化学理论教学中培养学生的科学素养
科学能力是科学素养中的核心。我认为，从社会的发展和进步来看，这种能力的重要性远远超过对具体科学概念的掌握。科学能力应是获取科学知识和探索科学新知识的能力，科学能力是在科学知识的教与学的过程中形成的，教师在教学过程中应采用各种不同的教学方法和手段组织学生学习各种科学知识，训练和培养学生的各种科学能力。
1．培养实验能力（包括观察能力）
观察与实验能力是科学能力的基本要素，是一种全面的综合能力，包含相当高的独立探索能力和创造性。我认为在实际教学过程中，可以从以下几个方面来培养学生的实验能力：
① 按一定的认知目的安排学生观察或实验活动。 ②让学生独立地完成观察与实验。
③使学生学会如何记录、分析、观察和实验，学会处理所得资料及数据。
④启发并指导学生得出正确合理的结论并书写实验报告。
例如：高一教材第四章钠的性质的教学，教师可安排学生先做钠与水的反应实验，观察记录实验现象，教师再根据学生观察到的现象（钠浮于水面、熔成小球、发出嘶嘶声并四处游动、加入酚酞溶液变红），引导学生认识钠的性质（即钠密度小、熔点低、反应生成气体和碱）。
2．培养思维能力
思维是智力的核心。思维能力包含的范围很广，化学学科知识的特点非常有利于培养学生分析、综合、抽象概括的能力，也非常有利于培养他们对事物对比、类比、逻辑推理的能力。在化学教学过程中，应注意利用有关化学知识的特点，进行相关思维能力的培养。
例如：进行卤族元素教学时，教师应指导学生认识同一族元素都具有相同的最外层电子数，因而具有相近的化学性质，使学生学会知道氯气的性质后可以演绎推理出其他卤族元素的性质，培养学生演绎思维能力。同时利用卤族元素具有不同的电子层数，又可以进行各元素性质的对比，找出它们的异同点，培养学生的对比和分析能力。我认为，教师应有意识的将这样的思维过程贯穿于整个元素及化合物知识的教学过程中。
3．培养自学能力
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。使学生具有自学能力，能独立地获得和探索新知识，这是教育的最终目标之一。在化学教学中可以从以下几个方面来培养学生的自学能力：
①重视学生阅读能力的培养，教导学生掌握科学的阅读方法。
教师在教学中应强调阅读的重要性，有意识的安排学生阅读课本有关内容，并且指导学生将重点语句在课文上做出显著的标记，以便今后有重点地阅读。
②着重对学生进行学习方法训练。
教师应精心设计问题，安排学生自学，并指导学生总结、归纳。如：学习了卤素、氧族性质后，再学习碱金属族的性质，教师即可安排学生自学课本有关内容。指导学生与卤素、氧族元素的性质学习过程进行比较，使学生掌握元素及化合物性质的学习方法。
4．培养理解能力
理解能力是反应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。我认为在教学中应帮助学生并要求学生在学习化学知识时能做到：
①掌握所学化学概念和规律产生的背景或实验的条件和现象。
教师在教学过程中应强调并要求学生掌握化学概念及规律时，不仅要记住结论，而且要了解认识的过程。如：在讲授浓度、温度和压强对化学平衡的影响时，教师应指导学生正确观察、记录实验中颜色的变化，使学生了解为什么做这些实验，这些实验要验证什么问题，结论是什么，从而对勒沙特列原理有明确认识。
②掌握所学化学概念和规律的确切含义，学会分析物质发生变化的原因。
③掌握所学化学知识与其他化学知识的联系、区别。如：在烃的衍生物的教学过程中，教师应指导学生认识物质间的转化关系，并认识转化发生的条件。 ④掌握所学的化学概念和规律的成立条件和应用范围，且能根据对基本概念和规律的解释作出正确的推断。
5．培养创造能力
培养学生创造力也是教育的主要目标之一，未来社会需要更多的创造型人才。人人都具有创造能力，只是程度高低不同而已，创造能力能通过教育和训练予以提高。创造性的思维能力是创造能力的核心，在化学教学中，培养创造性思维能力应注意以下几个方面：
①在教学实践中，应该有意识地使用创造教育的教学模式，组织学生进行学习活动，从而培养创造性的思维能力。
②注意创造性思维的发散性特点，培养学生善于对已知事物进行怀疑和再思考，能够打破习惯性思路，提出几种另外的解决问题的办法。
③注意联想能力的培养。化学学科的特点有利于培养学生类似联想、对比联想，因果联想等能力。
二．在化学实验教学中培养学生的科学素养
化学是一门以实验为基础的学科。它通过教师演示实验或组织学生亲手实验操作，能把书本知识由微观变为宏观，把抽象变成具体，变无形为有形，使学生易于获取多方面知识，巩固学习成果，培养学生的各种能力。
1．在演示实验的教学中培养学生的科学素养
在讲铜与浓硝酸反应的实验时，按照教材的要求做完实验，结果现象明确，效果很好，但是，前面几排的同学被产生的NO2呛得直咳嗽，于是我趁机提问：这种方法有什么不足之处？学生身临其境，很快回答出产生NO2多、污染空气。我再问：如何改进？学生提出下列方法：①加水冲稀；②用冷水冷却试管；③将铜片及时拿走。经过讨论：①②方法违背实验原则，而③的方法是好的，但如何拿走铜片，很费脑筋，用镊子夹很费事，且很可能拿不出来，后来经过讨论，在③的思路上进行改进，用一根粗铜丝代替铜片，其中铜丝的一端绕成螺旋状伸入试管底部与浓硝酸反应，另一头在试管外部，这样，当实验现象明显时，如果要使反应停止，只要将铜丝拉出即可。我表扬了提出这种方法的学生。学生们很兴奋，于是我又提出第三个问题，我把一根铜丝插入微热的稀HNO3中，学生观察到在液面上有红棕色气体。按道理应观察到无色气体，这是为什么？学生回答：因为产生无色气体NO易与O2反应而生成NO2（红棕色气体） ， 如何证明生成的是NO而不是NO2呢？学生回答：应注意让产生的气体与O2分开，即事先应把试管内空气排净。如何排净呢？经过提示，学生讨论，先加少量石灰石固体，石灰石与HNO3先反应产生CO2以排出空气。然后再插入铜丝反应，观察产生气体果真为无色气体，不再有红棕色气体生成。紧跟着我又作了一个实验：在试管中放入稀H2SO4，然后加入铜片，让学生观察，学生观察后回答：不反应。然后往混合物中加入少量NaNO3晶体，这时学生看到NaNO3晶体溶解其中，铜片表面有气泡生成，这时教师提问：铜片表面为什么有气泡生成，产生的气体是什么气体？经过讨论，学生明确：因溶液中有由H2SO4提供的H+，加入NaNO3晶体后，加入了NO3- ，相当于加入稀HNO3 。在这个演示实验的演示及后面一系列问题的设计中，不仅使学生充分地感受到解决问题中的愉悦感和成就感，而且还培养了学生的自信心，激发了学生的兴趣，将兴趣转化为持久的动力，同时也培养和提高了学生的科学能力。
2．在分组实验的教学中培养学生的科学素养 分组实验，是培养学生能力的重要手段。学生通过亲自实验，熟练掌握操作技能、技巧；而后巩固验证，加深和扩大他们所学到的理论知识。做实验的过程就是理论联系实际的过程。因此，要认真组织好每一次的学生分组实验。对每一章每一节实验做到实验目的明确，要求具体，计划周密，要使学生学会并掌握操作技术。如，使用试管的操作方法，要求他们能正确地拿试管，夹持试管，洗刷试管等。在进行碱和酸的反应实验中，要求他们会振荡试管，用试管加热物质，注意试管的倾斜方向等。要使学生掌握操作要领，培养学生动手能力。
学生动手实验时，教师必须及时防止和纠正在实验操作上的错误，训练学生正确地进行实验。例如：学生做银镜反应的实验时，常因仪器不干净，或溶液碱性不够而做不出理想的实验效果，教师就应及时引导学生分析原因，找出操作上的失误后，重新操作，保证实验现象明显，效果良好。学生动手操作，掌握了一定的实验基本技能后，坚持经常练习，久之就会熟能生巧。事实证明，通过组织分组实验，不仅培养了学生的动手能力，还培养了实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。
三．开辟化学第二课堂，培养学生科学素养
以实验为基础，开辟化学第二课堂，建立“教学相长，师生互动”的双向教学机制，做到趣味性与科学性相结合，知识性与技术性相结合，寓教于乐，突出以学生为主体，贯穿启发式教学思想，重点培养学生的思维能力、动手能力和创造能力。
比如结合学生感兴趣的内容，又符合化学学科要求必须掌握的基本技能，我们可以设计如下第二课堂的内容：①基本仪器的使用。②生活中的小实验例如：食用氯化钠中是否含碘元素的定性检验；测定空气中氧气的体积分数等。③提纯实验——从茶叶中提取咖啡碱。④自来水中Ca2+、Mg2+的测定。等等。通过化学第二课堂的开设，可以培养学生们科学的学习态度，敏锐的观察能力以及他们的实验动手能力；加强学生对自然科学客观实在性的认识；培养学生科学实验过程中的团结协作精神；开阔学生们的视野，使他们对科学知识产生了浓厚的兴趣。
四．在化学讲座中培养学生的科学素养
讲座可减少学生看书时间而获得大量的信息，可谓短时间高效益。用讲座形式来激发学生学习化学的兴趣，对拓宽学生的知识面，培养分析、解决问题的能力，培育科学素养等都是十分有效的。利用讲座培养学生的科学素养可有两种形式：①在讲座中渗透；②专题讲座。例如，在讲授电化学知识后，可举行“原电池的开发和利用”讲座。在这个讲座中可向同学们介绍各类电池的实际应用环境与设计要求的一致性。如介绍镍镉电池的回收利用问题，镍镉电池含大量的镍、镉和铁，其中镍是钢铁、电器、有色金属、电镀等方面的重要原料。镉是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属，又是有毒重金属，故可以利用镉及其氧化物蒸气压高的特点，在高温下使镉蒸发而与镍分离，也可以将废电池破碎后，一并用硫酸浸泡而分离出镉。新型的氢氧燃烧电池的设计，大大提高了此类电池能量的利用率，如果大面积推广，可以大大缓和能源紧张的矛盾，还可以起到保护环境的作用。通过这些例子学生自然明白了从普莱德发明第一只铅蓄电池后140年来，其给人类社会的发展带来了巨大的促进作用，但由于大量生产电池而造成的资源消耗和废旧电池所带来的环境污染也是有目共睹的，那么如何生产出利于民又无害于民、无害于自然的电池呢？这将使学生牢记在心，从而达到培养科学素养的目的。
