培养学生科学思想要严谨

培养学生科学思想要严谨
小学科学课无论哪套教材都有探究人的呼吸的教学内容，这是科学课教学中一个重要的知识点，也是中学化学知识在小学教学中仅有的几点知识预备。

这个知识点主要探究人为什么要呼吸？吸进的气体与呼出的气体有什么不同？验证人吸进的氧气比呼出的多，呼出的二氧化碳比吸进的多，证明人吸进的是氧气，呼出的是二氧化碳。

多年来，观摩有关《人的呼吸》课教学总是感到大多教学设计不严谨，对人的呼吸验证实验设计不完整，导致小学生对科学探究过程的认识有偏差、科学思想的建立不准确。

科学证明最讲究严谨性、准确性，证明事物现象要有根有据。

科学课培养学生的科学思想也应该讲究证明的严谨性、准确性，证明事物现象也要依据事实，经过推理，获得判断，这样培养的学生才能真正具备严谨的科学态度，真正掌握科学技能，逐步形成科学素质。

一、常规实验方案
从科学课教学看，问题不但处在有关呼吸的教学中，包括一些初中优质课录像，大都忽视了引领学生探究过程中实验证明的严谨性。

这不是教师设计中搞不出严谨的实验，而是不够重视科学证明的严谨性、准确性，导致教学设计不严密，培养学生通过科学探究过程形不成严谨的科学思想，
当然这样就必然影响培养科学人才，这是当前科学教学中普遍存在的问题。

从呼吸教学内容看，证明吸进的氧气比呼出的多，呼出的二氧化碳比吸进的多，这是两个证明过程，两个教学环节。

老师们也都清楚这是两个重要的教学环节，但是，往往只重视实验的证明过程，不重视实验结合的逻辑推理。

吸进的氧气比呼出的多，通常证明方法是：用两个广口瓶，1号瓶是装吸进前的空气，盖上玻璃片，2号瓶是装让学生呼出的气体，盖上玻璃片，然后分别插入点燃的火柴，1号瓶火柴仍正常燃烧，2号瓶火柴顿时熄灭，由此证明，人吸进的氧气比呼出的多，人呼吸需要的是氧气。

呼出的二氧化碳比吸进的多，通常证明方法是：在一个广口瓶里倒入澄清的石灰水，盖上橡胶塞，橡胶塞上插入一长一短两根玻璃管，长的一根插进澄清的石灰水中，另一根短的插透橡胶塞即可。

让学生吸进气体时，口含短的玻璃管吸气，吸进的气体先经过石灰水，吸入十口气，石灰水并没有明显变浑浊。

然后再让这个学生口含长的玻璃管，呼出的气体吹入石灰水中，三五口就能让石灰水变得非常浑浊。

由此证明，人呼出的二氧化碳比吸进的多，人呼出的是二氧化碳气体。

通常所看到的大多科学课教师只是用这样的实验证明人的呼吸成分。

通过这两个实验似乎证明了人吸进的是氧
气，呼出的是二氧化碳，其实这样的证明是不能成立的。

第一个燃烧验证实验，只能证明人呼出的气体不能再支持燃烧，而不能证明人吸入的就是氧气；第二个吹石灰水验证实验，只能证明人吹出气体能让澄清的石灰水变浑浊，而不能证明人呼出的就是二氧化碳气体。

因为这两个实验都缺少前提概念的铺垫。

二、新实验方案的提出
第一个燃烧验证实验。

学生如果不先了解氧气与燃烧的关系，学生就不可能理解做燃烧实验的目的，就不能理解人吸入的就是氧气。

学生就会产生疑问：为什么人呼出的气体不能支持燃烧，就能说明人吸进的就是氧气呢？人呼出的气体就一定是缺少氧气吗？不会是其它的气体吗？这在科学证明上提出这样的疑问是成立的。

因此，在做这个实验之前，必须让学生了解氧气是支持燃烧的唯一条件。

所以事先必须让学生理解这一点，这是做燃烧实验让学生理解人呼出的气体不支持燃烧是由于氧气的缺少，而缺少的氧气是被人吸收了的前提概念。

这需要做一个实验来证明氧气与燃烧的关系。

可以做这样一个实验：在大烧杯里放进一支蜡烛，点燃后盖上玻璃片，燃烧的蜡烛一会儿熄灭了。

引导学生理解蜡烛为什么熄灭，教师这时一定要强调氧气是让物体燃烧的唯一条件。

然后再做上面的第一个燃烧验证实验，这样才能建立起一个严密的逻辑证明过程，形成三段式推理：
大前提：燃烧的物体由于缺少氧气就会熄灭，
小前提：人呼出的气体让蜡烛熄灭了。

结论：所以，人呼出的气体缺少氧气，缺少的氧气是被人体吸收了。

这样的推理证明才是严密的，才是科学的实验证明过程。

第二个吹石灰水实验，首先让学生明白二氧化碳与澄清的石灰水的关系。

如果学生不先明白这一点，学生就会产生疑问，呼出的气体能让澄清的石灰水变浑浊就一定是二氧化碳气体吗？不会是其它气体吗？同样会产生疑问的，产生的疑问也同样是成立的。

因此，也要先做一个实验，让学生了解蜡烛燃烧后会产生二氧化碳气体，澄清的石灰水遇到二氧化碳气体会产生白色浑浊物，这是检验二氧化碳存在的简便的有效方法。

再做一个实验：蜡烛焊在一个重物块上，放进大烧杯里，向大烧杯里倒进澄清的石灰水。

先不点燃蜡烛，盖上玻片，振荡大烧杯，澄清的石灰水不会产生白色浑浊。

然后点燃蜡烛，盖上玻璃片，一会儿蜡烛熄灭了，振荡大烧杯，澄清的石灰水会产生白色浑浊。

教师在这时要强调：蜡烛燃烧会产生二氧化碳气体，二氧化碳遇到澄清的石灰水会产生白色浑浊。

然后再做第二个吹石灰水实验。

这样才能建立起一个严密的逻辑证明过程，形成三段式推理：
大前提：二氧化碳气体能使澄清的石灰水产生白色浑浊，
小前提：人呼出的气体能使澄清的石灰水产生白色浑浊，
结论：所以，人呼出的气体里含有二氧化碳气体。

这样的推理证明才是严密的，才是科学的实验证明过程。

从三段式逻辑推理形式不难看出，证明人的呼吸通常采用简单的证明方法缺少了大前提，所以说，简单的证明方法是不完整的，不科学的，教学过程是不严谨的。

三、结论
那么为什么不完整的证明方法没有被老师们发现呢？原因大概有四各方面：一，这两个实验证明的大前提概念对于成年人的教师早已成为常识，没有想到孩子们还没有具备这个常识，教学中省略了大前提的证明。

二，有的教材在这个知识点教学编排上忽略了实验过程教学的严谨性。

三，有的一线教师照本宣科，只重视实验过程的教学，不重视科学思维培养的教学。

四，有些一线教师实验教学中缺乏运用逻辑推理形式证明观点的意识。

其中最主要的原因是：一线教师对科学课教学目标认识不深，只重视知识概念的传授，不重视培养学生科学思维的发展、科学素质的形成。

如果按照严谨的实验证明教学过程进行《人的呼吸》
一课教学的话，不仅能使学生清楚地认识到人吸进的是氧气，呼出的是二氧化碳气体的道理，更重要的是有效地培养了学生对待科学实验或证明事物时要有严谨的科学态度，建立探究问题要有根有据、要依据推理判断、不说没根据的话、不说大话的科学意识，同时还培养了学生的思维能力，教会学生怎样依据事实进行分析推理，从而获得科学的判断的方法，学生的知识与技能都得到有效的提高。

为了确保实验设计的的严谨性，培养学生形成新知、形成科学探究能力的准确性、有效性，教师的实验设计要切实把握以下几个方面：
1、准确把握知识点在教材中的地位和作用，准确把握学生的认知基础。

绝不能忽视或者凭主观猜测代替学生的认知实际、认知特点和认识过程。

2、掌握实验材质在实验中的作用的同时，还要充分考虑材质的其他物理性质，警惕材质在实验中产生干扰学生认知的其他反应，避免误导学生。

3、清楚认识实验在引导学生建立新知识的作用和途径，恰当选择运用演绎推理、归纳推理、类比推理等推理形式，警惕不完全归纳推理、类比推理中的或然性。

正确采用恰当的论证方法，例如，因果论证，注意揭示现象和本质的内在联系。

4、实验设计培养目标具体化，清楚认识该次实验教
学侧重培养学生那些思维品质。

例如，《人的呼吸》实验教学侧重培养学生崇尚科学、不畏权威、大胆质疑的批判思维品质，培养学生思维的广阔性、思维的条理性。

5、设计学生的分组实验一定要充分考虑到学生操作的严谨性、规范性、安全性。

严谨的实验设计不要让学生的不规范不严谨的操作给毁掉，把握好容易出现干扰因素的关键点和安全点。

例如：让学生向大烧杯里吹呼出的气体时一定让学生先憋一会儿再慢慢吹到烧杯底部，盖上玻璃片，指导学生划火柴和点燃蜡烛的方法。

总而言之，科学课的教学是一门严谨的教学艺术。

科学课教师自身要有严谨的科学素养，以严谨的科学态度把握好科学课的教材，以严谨的教学思想设计教学过程，以严谨的教育理念有效地培养学生的科学素质，这是科学课教师应该追求并达到的教学艺术境界。

【作者单位：洛阳市实验小学河南】。