浅析科学精神在化学教学中的培养

发布时间:2020-09-29 阅读数:433

晏昊晨

摘要：科学精神是中国学生发展核心素养的重要组成部分，在化学教学中培养学生的科学精神尤为重要。文章在分析了讨论了科学精神在化学教学中的重要性的基础上，从理性思维、批判质疑、勇于探究三个方面探索了科学精神在化学教学中的培养。

关键词：科学精神;化学教学;培养

在高中化学教学中培养学生的科学精神，是化学教学的重要任務。在化学教学中必须积极采取有效的途径，加强对学生科学精神的培养，这是深化化学教学改革，实施素质教育的必然要求，也具有重要的现实意义。

一、科学精神的内涵

什么是科学？每个人对科学都有不同的理解，美国国家科学教育提出的标准是：“科学是格物致知的一种途径，它以实证为判断尺度，以逻辑为辩论的武器，以怀疑为审视的出发点。”所谓格物致知，就是探究事物原理，而从中获得智慧或某种经验。通过科学的教育，学生应该知道什么是科学，什么不是科学，科学能够做什么，科学不能够做什么以及如何在学科中起作用。科学精神是由文化素养引申而来，素养和素质含义接近，但素养更强调后天修习涵养的作用，即学习提高的重要性。科学精神是《中国学生发展核心素养》的重要内容，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程;是分析综合，推理论证等科学思维方法的内化; 它是基于事实证据和科学推理来质疑和批判不同观点和结论，继而提出创造性见解的能力和品质。

二、科学精神在化学教学中的培养

（一）理性思维理性思维的核心内容主要包括崇尚真知

能理解和掌握基本的科学原理和方法;尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度;逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为等。由于化学课程的内容涉及到对物质理化性质的理解、数学计算、有关化学式的书写，所以学好化学就必须结合物理、数学、英语等基础学科，更重要的是要有宏观和微观的思维。

化学是一门在原子分子层面上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，宏观思维、微观思维和符号表征是化学学科有别于其他学科的基本特性之一。其中，宏观思维要求能通过观察、辨识一定条件下物质的形态及变化规律的宏观现象。微观思维要求能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。符号表征要求，了解化学符号蕴涵的意义，使符号表征成为概括、提升宏观认识与微观认识的重要环节。例如在学习“分子与原子”时，课程目标要求学生能够了解化学反应的实质就是分子分离成原子，原子重新组合成新的分子的过程。不论分子还是原子都是我们看不见，摸不到的，这就需要学生用微观思维去思考和想象。学生如果能做到把微观的分子和原子想象成宏观的其他物体，类似于儿童搭的积木，从本来的样式分开，再重新组合成全新的外观和样式。这样就不是单纯的宏观思维和微观思维，而是赋予了“灵魂”的宏微结合的载体，这种学习体验不再需要刻板的记忆，而是富有意义的建构活动。

（二）批判质疑

批判质疑的核心内容是具有问题意识;能独立思考、独立判断;思维缜密、能从多角度辩证地分析问题，做出选择和决定等。科学教育的作用就是帮助学生发展所需要的智能，自主思考、探索，发展学生的探究能力，抓住问题，寻找解决途径，收集评判依据，勇于发展和创新。例如，“原电池”教学时就可以将科学教育很好的地体现出来。首先组织学生实验，通过铜丝与锌粒在稀硫酸中接触，铜丝表面产生大量气泡，激发学生的好奇心和求知欲，进而引发猜想“锌失去的电子转移到铜上去了”。事实确实如此吗？学生通过实验收集证据，验证猜想得出结论，从而形成“原电池”的概念。猜想验证的过程其实就是证据推理的科学思维过程。如何判断一个装置是否属于原电池？就需要具备批判质疑意识，学生尝试从电极、电解质溶液、闭合回路、氧化还原反应等方面做出判断。借助于独立思考，独立判断的能力，不管遇到怎样陌生的情景，只要将复杂的反应、陌生的装置与模型中的要素一一对应，就能很好地解决相关问题。这种模型建构源自科学研究，是人类认识事物的重要方法，因而批判质疑也是学生学习化学的重要环节之一。对发现的问题提出质疑，从而深入探究，进而揭示其本质和规律的认知方式。化学教学中提升学生批判质疑意识，有利于培养学生追求真理的科学精神，能加深学生对于具体事物的复杂联系或本质属性的理解和认识。

（三）勇于探究

勇于探究的重点是：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。探究的目的是为了寻求真理。化学是一门以实验为基础的科学。在化学教学中以实验来引导学生探究，有助于学生发现和提出有探究价值的化学问题，培养学生的问题意识;根据问题解决，明确探究目的，设计并优化实验方案，有助于学生了解科学探究的一般方法，培养学生的创新意识;通过相互合作完成实验操作、观察记录实验现象，对实验现象进行信息加工并获得结论，有助于培养学生的科学精神。所以说实验探究既是科学精神的内在要素，又是综合培养学生核心素养的一种有效方法。

例如，学习“氧气的实验室制取与性质”时可采用“发现探究式”的教学模式，引导学生在问题情境中发现问题，在实验探究中解决问题。

[引导发现]观察药品，展示高锰酸钾，阅读说明，从“氧气是助燃剂”，引出问题。铁在氧气中能燃烧么？

[猜想与假设]根据硫，磷均能在氧气中燃烧，猜想铁也能在氧气中燃烧。

[制订计划]设计用高锰酸钾制取氧气，再用加热后烧红的细铁丝放入盛满氧气的集气瓶中。

[进行实验]

[收集证据]在氧气中铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。

[推理与结论]铁丝可以在氧气中燃烧，生成Fe3O4。

上述“氧气的实验室制取”探究实验中，学生不仅能掌握氧气的制取的相关知识，又可以根据氧气的性质做出猜想，通过实验收集证据，并基于证据进行分析推理，得出铁能在氧气中燃烧的结论，是在实验教学中基于证据推理培养学生科学思维的一则教学案例。

参考文献

[1] 谢蕴.谈高中化学教学中培养学生科学精神的方法[J].数理化解题研究，2015（12）.

[2] 麻威武，缪煜清.化学实验教学中培养学生科学精神探析[J].丽水学院学报，2005（02）.