如何在化学实验中培养和提高学生的科学素养

如何在化学实验中培养和提升学生的科学素养
化学是一门以实验为基础的学科，做好化学实验不但能够激发学生学习化学的兴趣、协助学生形成化学概念、获得化学知识和实验技能、形成各种水平，而且还能够教学生掌握科学的学习方法、形成准确的科学态度、培养良好的科学精神。

所以，增强实验教学，充分发挥实验教学的功能和优势，培养学生的科学素质是每位化学教师责任。

作者认为我们应做到以下几个方面：
一、教师要转变实验教学观点，改变传统实验教学模式，培养学生掌握科学的研究方法。

传统的化学实验多为教师先演示，学生观察现象，然后归纳得出物质的性质、制法，最后由学生通过实验验证。

在实验中学生往往仅仅简单机械地重复，没有积极地思维和创新，也没有探索的目标和方向。

这种实验模式缺乏对学生独立思考水平、丰富想象力、独立动手实践水平、创新意识及创造水平的培养，不利于学生科学素养的提升。

所以，必须改变传统实验教学模式。

例如：
在学习《二氧化碳的实验室制法》一节中，教师首先交待实验室制取二氧化碳所需的药品以及反应原理，通过度析让学生根据制氧气的实验装置来自行设计制取二氧化碳的实验装置，并画出实验装置图。

再以小组为单位讨论分析所设计装置的优缺点，分别展示后让他们找出最正确方案，自己组装仪器实行实验。

随后又出示课前准备好的错误装置，让学生比较分析得出常发生的错误，比方：夹持试管的部位、导管的长短等等。

然后进一步提出以下几个问题：
1、二氧化碳有哪些性质？
2、如何证明二氧化碳的密度大于空气的密度？
3、请绘制实验室制取并验证二氧化碳化学性质的实验连续装置图。

提出问题以后，学生的气氛立即活跃起来，相互之间讨论的异常激烈，经过充分讨论、改正，最后得出准确的装置。

在这种既紧张又轻松愉快的教学过程中，不但发展了学生的创造性思维，改变了以往的“填鸭式”教学，更使学生分析问题解决问题的水平有了提升，培养了学生的科学意识和科学修养，让学生尝到了成功的喜悦。

二、能够增补演示实验，增强学生对知识的理解，培养学生的观察水平和思考水平
演示实验在化学教学中占了很大的比例，教师的一举一动对学生都有很大的影响，教师做的每一步都是一个示范操作的过程，对学生起着潜移默化的作用。

所以，教师演示不但要规范，还要熟练、有条不紊、从容不迫，以严谨的科学态度去影响学生，促动学生的动手水平。

实验课前应认真准备做好预做工作，掌握好实验成功的条件和关键，对实验所用的仪器、药品、时间等做好精心的充分准备。

在教学过程中也需要增补一些实验来增强学生对知识的理解，例如，在讲解金属活动性顺序时，可增加了钠与水反应的实验：在烧杯中加入了少量的水并滴入几滴酚酞试液，再加入金属钠。

让学生清楚的观察到金属钠在水中变成一个闪亮的小球，在水面上四处游动，
水溶液迅速表现红色等实验现象。

针对实验的这些现象和学生的观察，提出了几个问题情景实行思考和分析讨论：钠为何从煤油中取出来？为何能用小刀切开？为何遇水熔成一个闪亮的小球？溶液为何变成了红色？通过对这些问题实行分析和解释，钠在自然界中的存有形态、钠的保存、燃烧的钠能否用水灭火，钠放入硫酸铜溶液中能否把铜置换出来等一系列问题也就迎刃而解了。

通过这样的实验，诱发、拓宽、深化了学生的思维。

三、展开研究性实验，激发探究兴趣
探究实验过程是持续提出矛盾、持续解决矛盾的过程。

教给学生科学的探究方法是实验教学中的重点。

现代教学理论认为：在授予学生现代科学知识系统的同时，应该提供探究和发展的过程，使学生学会学习，学习的过程与学习的结果同样重要。

这就要求教师在教学设计中要结合科学的实验方法启发诱导，学生在教师的点拨引导下，从模仿逐渐形成探究的技能和技巧，使学生在学习化学过程中，理解到化学实验并不是简单的“抓药配方”，而是通过实验事实去分析、推理、论证，从而获取准确的结论，使学生能逐步熟悉、掌握和使用科学地研究自然的一般程序：提出问题——收集资料——提出假说——实验论证——应用实践。

科学的探索方法是在持续实践中培养出来的，它对培养学生辨证唯物主义的科学态度、培养学生的操作水平、观察水平、分析思维水平都十分有利。

例如在一次课外活动中学生先分别做了（1）在锥形瓶里放入木炭和红棕色（NO2）气体，经振荡后会有什么现象？气体哪里去了？(2)仔细观察木炭的结构，有什么特点？（3）假如在集气瓶的一端连接导气管，另一端通入水里又有什么现象？放置一个倒置的边缘刚浸在水面的漏斗昵？（4）它又是怎么样脱去红墨水中的颜色的，这在化学上称之为什么？
在这样的学习过程中，学生对他自己的学习是很负有相当的责任的，他们提出很多的疑问：原先的红棕色气体哪里去了？水会进入集气瓶吗？为什么？多数学生预测出水不会进入集气瓶，是因为木炭的疏松多孔的结构里已经有空气了，就算是红棕色消失了，集气瓶里的气体一样都没有减少！并不能证明是木炭把气体给吸附了。

木炭具有的这个水平是吸附水平？而且它是在滤去红墨水中的颜色的，这能叫吸附吗？小石块也行吧。

在学生的争论当中，我让学生主动去探索，把他们自己的假设当作行动计划，看所发生的结果是否与预料中的结果相一致。

然后再推翻，再重新验证它能否吸附其它气体？假如假设一致，并与更广泛的事实相符合。

那么通过认真细致的考察事实、比较、小组成员讨论，层层递进，步步深入，积极参与探索活动过程，得出木炭确实具有吸附性的结论，而且通过探究有了深刻的理解，有利于学生探索水平的培养，形成科学的思维品质。

四、联系生活实际，搞好生产生活的调查研究，培养学生的科学态度
化学实验为培养学生的科学素养提供了了最正确环境，尤其是一些联系生活实际的应用性实验，使学生亲自感受到化学的重要性。

教师教学时应尽可能的寻找知识在生活中的联系，将课堂知识移植为课外的兴趣实验。

在农村，铵肥和尿素是最常用的两种化学肥料。

于是在讲解完《化学肥料》一节时，我给学生布置了一个社会小调查：碳酸氢铵与尿素在使用上有何差别？为什么？在上交的调查报告中学生们都能回答出他们的使用方法，而对其原因确是众说纷纭，有的说是碳酸氢铵
易潮解；有的说碳酸氢铵不易溶解，尿素易溶解。

为了让学生有一个准确的答案，我让他们做了两个比照试验：（1）将碳酸氢铵分别放入水中，观察二者是否溶解；（2）分别加热碳酸氢铵和尿素，观察发生的现象。

通过实验发现，碳酸氢铵和尿素都易溶于水，而在加热时，碳酸氢铵会逐渐的消失而尿素却仅仅处于熔化状态。

根据实验让学生得出准确的结论。

学生在调查过程中通过亲自经历和体验，不但获得化学知识和技能，更重要的是能激发学习化学的兴趣，学习靠科学的研究方法，理解科学的本质，培养科学精神和科学价值观，从而全面提升学生的科学素养。

五、通过培养学生良好的行为习惯，促动科学素养形成
化学实验也是对学生实行思想教育的重要手段，通过典型实验，恰当地渗透辩证唯物主义观点，培养良好的品德行为习惯。

通过操作规范，现象明显的成功实验，使学生体验成功的喜悦，形成健康向上的心理。

例如，很多化学反应的实施，要满足很多条件才行。

要引导学生总结出物质性质是内因，反应条件是外因的辩证唯物主义观点；通过缓慢氧化引起自燃的实验，渗透由量变到质变的思想；借助侯氏制碱法原理的实验，介绍侯德榜的感人事迹，教育同学们从小树立学好本领报效祖国的雄心壮志；结合每一个演示实验的特点，有侧重对学生实行艰苦奋斗、勤俭节约、遵纪守法、不怕挫折、保护环境的教育；借助学生实验增强保护公物、尊重他人、团结协作、注重安全、整洁有序的教育，纠正学生在实验中浪费药品，乱放乱倒废弃物等不良习惯。

针对学生实际操作不规范，成功率不高的现象，老师首先要身教做好示范。

说明实验怎样才能做成功，还要总结成功的关键因素，并以自己操作技艺影响培育学生。

同时要培养学生实事求是，严肃认真的治学精神和良好心理。

如在实验时，老师就心虚手乱、局促拘谨，学生自然就会对实验产生畏惧，失去信心，就会影响实验的成功。

总之，化学实验是对学生实行水平训练和心理培养的重要阵地，我们必须充分发挥化学实验的教育功能，树立科学的世界观，形成良好的科学素养。