淺析科學精神在化學教學中的培養(yǎng)

晏昊晨

摘 要：科學精神是中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，在化學教學中培養(yǎng)學生的科學精神尤為重要。文章在分析了討論了科學精神在化學教學中的重要性的基礎上，從理性思維、批判質疑、勇于探究三個方面探索了科學精神在化學教學中的培養(yǎng)。

關鍵詞：科學精神;化學教學;培養(yǎng)

在高中化學教學中培養(yǎng)學生的科學精神，是化學教學的重要任務。在化學教學中必須積極采取有效的途徑，加強對學生科學精神的培養(yǎng)，這是深化化學教學改革，實施素質教育的必然要求，也具有重要的現(xiàn)實意義。

一、科學精神的內(nèi)涵

什么是科學？每個人對科學都有不同的理解，美國國家科學教育提出的標準是：“科學是格物致知的一種途徑，它以實證為判斷尺度，以邏輯為辯論的武器，以懷疑為審視的出發(fā)點?！彼^格物致知，就是探究事物原理，而從中獲得智慧或某種經(jīng)驗。通過科學的教育，學生應該知道什么是科學，什么不是科學，科學能夠做什么，科學不能夠做什么以及如何在學科中起作用?？茖W精神是由文化素養(yǎng)引申而來，素養(yǎng)和素質含義接近，但素養(yǎng)更強調(diào)后天修習涵養(yǎng)的作用，即學習提高的重要性。科學精神是《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》的重要內(nèi)容，是基于經(jīng)驗事實建構理想模型的抽象概括過程;是分析綜合，推理論證等科學思維方法的內(nèi)化; 它是基于事實證據(jù)和科學推理來質疑和批判不同觀點和結論，繼而提出創(chuàng)造性見解的能力和品質。

二、科學精神在化學教學中的培養(yǎng)

（一）理性思維理性思維的核心內(nèi)容主要包括崇尚真知

能理解和掌握基本的科學原理和方法;尊重事實和證據(jù)，有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度;邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等。由于化學課程的內(nèi)容涉及到對物質理化性質的理解、數(shù)學計算、有關化學式的書寫，所以學好化學就必須結合物理、數(shù)學、英語等基礎學科，更重要的是要有宏觀和微觀的思維。

化學是一門在原子分子層面上研究物質的組成、結構、性質及其變化規(guī)律的科學，宏觀思維、微觀思維和符號表征是化學學科有別于其他學科的基本特性之一。其中，宏觀思維要求能通過觀察、辨識一定條件下物質的形態(tài)及變化規(guī)律的宏觀現(xiàn)象。微觀思維要求能從物質的微觀層面理解其組成、結構和性質的聯(lián)系，能根據(jù)物質的微觀結構預測物質在特定條件下可能具有的性質和可能發(fā)生的變化。符號表征要求，了解化學符號蘊涵的意義，使符號表征成為概括、提升宏觀認識與微觀認識的重要環(huán)節(jié)。例如在學習“分子與原子”時，課程目標要求學生能夠了解化學反應的實質就是分子分離成原子，原子重新組合成新的分子的過程。不論分子還是原子都是我們看不見，摸不到的，這就需要學生用微觀思維去思考和想象。學生如果能做到把微觀的分子和原子想象成宏觀的其他物體，類似于兒童搭的積木，從本來的樣式分開，再重新組合成全新的外觀和樣式。這樣就不是單純的宏觀思維和微觀思維，而是賦予了“靈魂”的宏微結合的載體，這種學習體驗不再需要刻板的記憶，而是富有意義的建構活動。

（二）批判質疑

批判質疑的核心內(nèi)容是具有問題意識;能獨立思考、獨立判斷;思維縝密、能從多角度辯證地分析問題，做出選擇和決定等。科學教育的作用就是幫助學生發(fā)展所需要的智能，自主思考、探索，發(fā)展學生的探究能力，抓住問題，尋找解決途徑，收集評判依據(jù)，勇于發(fā)展和創(chuàng)新。例如，“原電池”教學時就可以將科學教育很好的地體現(xiàn)出來。首先組織學生實驗，通過銅絲與鋅粒在稀硫酸中接觸，銅絲表面產(chǎn)生大量氣泡，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，進而引發(fā)猜想“鋅失去的電子轉移到銅上去了”。事實確實如此嗎？學生通過實驗收集證據(jù)，驗證猜想得出結論，從而形成“原電池”的概念。猜想驗證的過程其實就是證據(jù)推理的科學思維過程。如何判斷一個裝置是否屬于原電池？就需要具備批判質疑意識，學生嘗試從電極、電解質溶液、閉合回路、氧化還原反應等方面做出判斷。借助于獨立思考，獨立判斷的能力，不管遇到怎樣陌生的情景，只要將復雜的反應、陌生的裝置與模型中的要素一一對應，就能很好地解決相關問題。這種模型建構源自科學研究，是人類認識事物的重要方法，因而批判質疑也是學生學習化學的重要環(huán)節(jié)之一。對發(fā)現(xiàn)的問題提出質疑，從而深入探究，進而揭示其本質和規(guī)律的認知方式?；瘜W教學中提升學生批判質疑意識，有利于培養(yǎng)學生追求真理的科學精神，能加深學生對于具體事物的復雜聯(lián)系或本質屬性的理解和認識。

（三）勇于探究

勇于探究的重點是：具有好奇心和想象力;能不畏困難，有堅持不懈的探索精神;能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法等。探究的目的是為了尋求真理?；瘜W是一門以實驗為基礎的科學。在化學教學中以實驗來引導學生探究，有助于學生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題，培養(yǎng)學生的問題意識;根據(jù)問題解決，明確探究目的，設計并優(yōu)化實驗方案，有助于學生了解科學探究的一般方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識;通過相互合作完成實驗操作、觀察記錄實驗現(xiàn)象，對實驗現(xiàn)象進行信息加工并獲得結論，有助于培養(yǎng)學生的科學精神。所以說實驗探究既是科學精神的內(nèi)在要素，又是綜合培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的一種有效方法。

例如，學習“氧氣的實驗室制取與性質”時可采用“發(fā)現(xiàn)探究式”的教學模式，引導學生在問題情境中發(fā)現(xiàn)問題，在實驗探究中解決問題。

[引導發(fā)現(xiàn)]觀察藥品，展示高錳酸鉀，閱讀說明，從“氧氣是助燃劑”，引出問題。鐵在氧氣中能燃燒么？

[猜想與假設]根據(jù)硫，磷均能在氧氣中燃燒，猜想鐵也能在氧氣中燃燒。

[制訂計劃]設計用高錳酸鉀制取氧氣，再用加熱后燒紅的細鐵絲放入盛滿氧氣的集氣瓶中。

[進行實驗]

[收集證據(jù)]在氧氣中鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。

[推理與結論]鐵絲可以在氧氣中燃燒，生成Fe3O4。

上述“氧氣的實驗室制取”探究實驗中，學生不僅能掌握氧氣的制取的相關知識，又可以根據(jù)氧氣的性質做出猜想，通過實驗收集證據(jù)，并基于證據(jù)進行分析推理，得出鐵能在氧氣中燃燒的結論，是在實驗教學中基于證據(jù)推理培養(yǎng)學生科學思維的一則教學案例。

參考文獻

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