淺議化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的途徑

王紅梅 胡揚(yáng)根 曾小華

摘 要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，如何培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)是一個(gè)值得深思的課題?；趯?shí)驗(yàn)素養(yǎng)的構(gòu)成，可以從注重培養(yǎng)學(xué)生安全意識(shí)、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)三個(gè)方面來(lái)提升學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)；科學(xué)素養(yǎng)

素養(yǎng)是指?jìng)€(gè)人修養(yǎng)所達(dá)到的程度和表現(xiàn)，從廣義上講，素養(yǎng)是一個(gè)人思想、文化、道德品質(zhì)、知識(shí)水平及能力等各方面實(shí)際水平的綜合體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)是學(xué)生個(gè)體在實(shí)驗(yàn)中的態(tài)度、能力、精神、品格、知識(shí)、技能、習(xí)慣和作風(fēng)等多方面專業(yè)實(shí)際水平的綜合體現(xiàn)。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，多以教師直接向?qū)W生集中講解實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，然后學(xué)生照著書(shū)上的步驟進(jìn)行操作，久而久之就會(huì)造成學(xué)生對(duì)科學(xué)的關(guān)心與熱愛(ài)程度降低，就會(huì)造成對(duì)科學(xué)探究的方法和過(guò)程的理解程度低下，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的意識(shí)和能力薄弱，不能形成科學(xué)性思維，實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)難以提升。本文從注重學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)、注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升以及注重學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)三個(gè)方面來(lái)探討在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的途徑，從而使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，認(rèn)真觀察并準(zhǔn)確如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，分析、推理，得出科學(xué)結(jié)論的能力，以及較熟練的操作技能，環(huán)保意識(shí)以及合作的精神等等。

一、 注重學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)

安全無(wú)小事，責(zé)任大于天，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中安全意識(shí)的培養(yǎng)也是形成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的一個(gè)方面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在1998年～2008年間共發(fā)生學(xué)?；馂?zāi)事故86起，造成60人死亡、121人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3364萬(wàn)元。針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室事故原因的分析發(fā)現(xiàn)，引發(fā)事故的因素包括人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全條件和管理缺陷等，其中90%以上引發(fā)實(shí)驗(yàn)室事故是由于人的不安全行為、不規(guī)范操作或?qū)ξｋU(xiǎn)因素的認(rèn)識(shí)不足、防護(hù)不當(dāng)或者缺失造成的。例如近些年的，2014年12月4日，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院一實(shí)驗(yàn)室發(fā)生爆炸，是老師實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)所致；2014年3月18日，北京師范大學(xué)化學(xué)樓一實(shí)驗(yàn)室發(fā)生火災(zāi)，是學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不慎而引燃實(shí)驗(yàn)室的。一些事故案例沒(méi)有辦法排除偶然性，但如果擁有安全意識(shí)，是可以盡量避免此類事故發(fā)生的。

對(duì)于學(xué)生的安全意識(shí)的培養(yǎng)，要注意以下方面：一、 上實(shí)驗(yàn)課之前要讓學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，做到自覺(jué)遵守實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)則；二、 要讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)室有關(guān)的危險(xiǎn)情況有哪些？如何應(yīng)對(duì)這些危險(xiǎn)？哪些物質(zhì)有害或有危險(xiǎn)？三、 要讓學(xué)生知道所做實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作和不規(guī)范操作有哪些？四、 定期開(kāi)展滅火器的使用等消防技能培訓(xùn)、消防撤離演練和急救技能的培訓(xùn)等等。總之，實(shí)驗(yàn)室的安全是每個(gè)人的責(zé)任，要以認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待。

二、 注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升

科學(xué)素養(yǎng)一詞源自英文“Scientific Literacy”，指的是對(duì)科學(xué)和技術(shù)的基本知識(shí)、基本觀點(diǎn)和科學(xué)價(jià)值觀所具有的基本了解?？茖W(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)方法和能力、科學(xué)行為和習(xí)慣、科學(xué)精神和態(tài)度等，教師應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、學(xué)會(huì)思考，鼓勵(lì)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)——提出”問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)科學(xué)合作意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

（一） 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，觀察過(guò)程中要堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。伽利略曾說(shuō)過(guò)，“一切推理都是必須從觀察與實(shí)驗(yàn)得來(lái)”，可以看出觀察在實(shí)驗(yàn)中是很重要的。教師在組織學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)讓學(xué)生將觀察和思考融合在一起，例如在球棍模型這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，做好每一個(gè)分子的球棍模型之后，觀察它們的結(jié)構(gòu)并應(yīng)該思考它們有怎樣的化學(xué)性質(zhì)。在熔點(diǎn)的測(cè)定這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，教師要指導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)觀察固體出現(xiàn)水化現(xiàn)象和剛剛?cè)咳刍瘯r(shí)的情況并記錄對(duì)應(yīng)的初熔和末熔溫度。在做有機(jī)化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，也要指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)該重點(diǎn)觀察哪些現(xiàn)象以便得出正確的結(jié)論。觀察是探索性很強(qiáng)的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)未曾發(fā)現(xiàn)過(guò)的新情況，在歷史的長(zhǎng)河中，由于實(shí)驗(yàn)中的仔細(xì)觀察導(dǎo)致科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)這樣的例子很多。

（二） 培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑問(wèn)難的能力

古希臘學(xué)者亞里士多德曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“思維自疑問(wèn)和驚奇開(kāi)始”，就是質(zhì)疑是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，是思維的導(dǎo)火線。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生解放思想、敢于并善于質(zhì)疑問(wèn)難，對(duì)習(xí)以為常的現(xiàn)象或權(quán)威們的說(shuō)法勇于持懷疑、批判的態(tài)度。教師應(yīng)該讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中積極主動(dòng)的思考，多想想、多試試，才能發(fā)現(xiàn)更多的奧秘，才能更好地創(chuàng)新。

在實(shí)驗(yàn)前教師應(yīng)讓學(xué)生預(yù)習(xí)，寫預(yù)習(xí)報(bào)告，提出并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。教師要知道實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要目的就是要培養(yǎng)學(xué)生的懷疑精神、探究意識(shí)以及創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)側(cè)重對(duì)疑難問(wèn)題進(jìn)行解答，讓學(xué)生記錄原始數(shù)據(jù)，不符合的應(yīng)分析原因。

（三） 培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)能力

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式。教師應(yīng)讓學(xué)生通過(guò)一些探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，要教給學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——實(shí)驗(yàn)探究——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論”的科學(xué)研究的基本方法。在實(shí)驗(yàn)的選擇上，教師可以參考其他大學(xué)的實(shí)驗(yàn)教材，在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生綜合知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力。增加的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以根據(jù)醫(yī)學(xué)生的特點(diǎn)開(kāi)設(shè)一些例如小檗堿、蘆丁、咖啡因等的提取及定性檢驗(yàn)和定量測(cè)定，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師指導(dǎo)學(xué)生利用圖書(shū)館等資源來(lái)查閱文獻(xiàn)，分析整理資料，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，再獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)校也可以通過(guò)開(kāi)放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室或者讓學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)能力?？傊?，培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)能力是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念、發(fā)展科學(xué)思維能力、提升科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)強(qiáng)有力的工具。

（四） 培養(yǎng)學(xué)生的合作精神

合作精神是個(gè)人與個(gè)人、群體與群體之間為達(dá)到共同目的，彼此相互配合的一種聯(lián)合行動(dòng)、方式的精神。合作精神是大局意識(shí)、協(xié)作精神和服務(wù)精神的集中體現(xiàn)。在學(xué)科交叉、跨學(xué)科合作攻關(guān)的大背景下，越來(lái)越強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作，因此對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)顯得尤為重要。具體而言，可以探索性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)課題或大獎(jiǎng)賽的形式，首先選定和培養(yǎng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，讓其組建一個(gè)小組，通過(guò)制定可行的研究目標(biāo)，建立有效的溝通和協(xié)作機(jī)制并自主完成選題、文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、結(jié)果分析等過(guò)程，從而最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、自主性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生溝通協(xié)作、互利共贏的團(tuán)隊(duì)精神。

三、 注重學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要注重學(xué)生綠色環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)，將環(huán)保的理念貫穿到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有利于培養(yǎng)良好的科研素養(yǎng)，也有利于培養(yǎng)高素質(zhì)、綜合性人才。具體可從如下幾個(gè)方面入手：①節(jié)約藥品，試劑和溶劑倡導(dǎo)循環(huán)利用，減少不必要的浪費(fèi)，最大限度減少污染源；②正確、規(guī)范處理“三廢”；③化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化，規(guī)定用量和濃度，從而縮短反應(yīng)時(shí)間，節(jié)省溶劑和試劑；④創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，盡量避免使用有毒化學(xué)試劑或溶劑，多采用連續(xù)性、高效的實(shí)驗(yàn)方案，減少不必要的中間環(huán)節(jié)。例如：以苯為原料制備硝基苯、以硝基苯為原料制備苯胺、以苯胺為原料制備乙酰苯胺、以乙酰苯胺為原料制備對(duì)氨基苯磺酰胺等。在各次的實(shí)驗(yàn)中分別練習(xí)蒸餾、回流、升華、萃取、抽濾、重結(jié)晶、熔點(diǎn)測(cè)定等基本操作。通過(guò)這樣的連續(xù)性實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了有機(jī)實(shí)驗(yàn)“綠色化”特點(diǎn)，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的有機(jī)合成基本功，開(kāi)闊了學(xué)生的合成思路，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)的責(zé)任心、積極性和主動(dòng)性。

綜上所述，提升學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的探討途徑，歸納為以下幾點(diǎn)：（1）教師潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；（2）師生共同努力培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和質(zhì)疑的科學(xué)精神；（3）增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)等途徑培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力。（4）放開(kāi)手、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。當(dāng)然，在以后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還需要探索改革、不斷更新教學(xué)理念，更好地提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：

王紅梅，胡揚(yáng)根，曾小華，湖北省十堰市，湖北醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院化學(xué)教研室。