刍议在实验教学中培养化学学科素养

刘从生

摘要：实验，是化学学科得以建立的根基，在化学学习过程中具有不可替代的重要作用，在培养化学学科素养方面的作用更是不容忽视。本文结合初中化学实验的教学实践，从观察能力、探究意识、思维能力、科学态度、创新能力等五个方面展开思考与探讨，揭示其在培养学生的化学学科素养方面所起的重要作用。本文对于今后进一步做好初中化学实验教学有一定的启发和参考价值。

关键词：化学实验；观察能力；探究意识；思维能力

中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2018）25-0151-02

化学离不开实验，实验是化学的根基。作为一门自然科学，化学实验不仅是学生获取化学知识的重要途径，也是发展学生思维能力，培养学生学科素养的重要手段。教學实践表明：讲解十遍不如让学生动手做一遍实验。当然，动手实验过程中，教师要加强指导，引导学生仔细观察实验现象，理解实验中蕴含的化学原理。这样既可以利用视听结合使学生获得生动的感性知识，形成化学概念，也可以促进学生在观察能力、探究意识、思维能力、科学态度和创新能力等方面得到提升，培养其相应的化学学科素养。

1.在实验教学中培养观察能力素养

观察，就是有目的的看，观察能力是化学实验最基本的能力。学会正确地观察，是化学知识学习、思维能力培养的开始。没有观察，就不可能有专注的学习与思考。利用化学实验，指导学生遵照实验流程动手操作，细致地观察实验现象与结果，学生的观察能力素养就能得到大幅度的提升。

如在学习“空气中氧气含量测定”实验时，学生刚开始往往只是被实验中绚丽多彩的景象所吸引。我们先让学生观察实验过程中的现象，即红磷的燃烧，放出热能，有大量的白烟产生。而冷却后，发现有水进入反应容器内，大约占到反应容器容积的五分之一左右。教师对这些观察到的现象表示肯定的同时，又提出仅观察到这些是不够的。进一步引导学生进行“由表及里”的观察，发现反应中的白烟其实是悬浮在气体中的固态颗粒。

另外，红磷保证足量才能消耗尽钟罩内氧气，冷却至室温后，打开止水夹，在大气压的作用下，钟罩内有水进入。其实，进入水的体积就是实验中消耗的氧气的体积。这个实验也就证实了一个结论：空气中氧气的含量约为五分之一。

上述实验化学方程式为：4P+5O2点燃2P2O5

刚接触化学，实验中的化学现象极大地刺激了学生的好奇心，引发了他们的学习兴趣与探究热情。但这时观察到的只是表象，学生无法对其作出科学的评价和合理的分析。教师的适时介入，可以引导学生更加明确观察的目的，指导学生观察方法，更加清楚地知道观察实验操作步骤中应注意的事项以及实验中的化学反应现象等，从而能较系统地进行实验观察，避免了盲目的、看热闹的、主次不分的不良观察，为提升观察能力素养奠定了良好的基础。

2.在实验教学中培养探究意识素养

无论是演示实验还是动手操作，其目的都是要让学生思考其中的化学原理。也就是要让学生观察实验现象，掌握实验操作方法的基础上，探索化学新的知识点。探索中需要学生提出猜想，进而验证猜想，获得化学结论。这种通过实验进行的新知探索有利于学生探究意识素养的培养。

如，“燃烧的条件”演示实验。开始，吸引学生的自然还是实验的表象：铜片上的白磷竟然会无缘无故燃烧起来了。在学生惊讶的目光中，我趁机抛出问题：白磷为什么会无缘无故就燃烧起来，为什么红磷没有燃烧？它们属于同一物质吗？可燃物的燃烧条件又是什么？通过对这些问题的探究，师生互动总结出燃烧的条件。实验教学没有到此为止，还应该引导学生进一步探究问题——白磷在热水中会不会燃烧呢？这个问题马上吸引了学生的注意力，他们学习的激情被充分调动起来了。有的同学说：不能，因为生活经验告诉我们，“水火不容”嘛！也有的同学说：能，只要让热水中的白磷和氧气充分接触。谁也说服不了谁！怎么办？马上实验验证。教师演示实验步步推进，学生发现，热水中的白磷只要接触到氧气就能燃烧。学生看到白磷只要接触氧气就火星四射时，欢呼雀跃，非常兴奋。整个实验结束后，学生们会被其中蕴含的探究意识的魅力深深吸引，逐渐培养了学生探究意识素养。

上述实验化学方程式为：4P+5O2点燃2P2O5

3.在实验教学中培养思维能力素养

学生刚接触化学时，往往把注意力放在物质变化绚丽多彩的表象上，却没有进行相应的理性思考。这时，教师应通过问题情境的创设来逐步打开学生的思维，培养其思维能力素养。

在演示实验或学生实验中不可避免有一些“反常”现象的发生。比如：在演示实验“用过氧化氢与二氧化锰制取氧气，并检验”中，有时带火星的木条没有复燃，只是火星更明亮，欲燃又止。化学反应方程式为：2H2O2MnO22H2O+O2↑。

又如：“空气中氧气含量的测定”实验中，时常出现进入钟罩内的水不足容积的五分之一。为什么会出现这些“反常”的化学实验现象呢？其实，这是一个培养学生思维能力的良好契机，在教学中，我们不仅不应忽视这些“反常”，反而要利用这一契机，引导学生提出猜想， 通过实验验证猜想，帮助他们透过现象看本质，积极主动参与到实验探究的活动中来，从而培养其思维能力素养。

4.在实验教学中培养科学态度素养

通过化学实验，学生在活动中不仅掌握了化学的学习方法，形成了过程性的化学知识与技能，更重要的是学生在实验过程中通过猜想、观察、尝试、验证等思维过程，体验了化学学习中实事求是的价值观，养成其一丝不苟的科学严谨态度。很好地体现与实现了教学的三维目标。

化学实验中有不少规范性的操作，如仪器的使用与操作规范。其中还包括遵守实验规则， 注意实验的安全和节约药品等习惯的养成。实验中还要求学生对观察到的实验现象要如实记录与填写。为了达到这个目的，在实验教学中，我认真进行示范，对学生严格要求，对实验过程进行具体的指导。如，在学习“酸的化学性质”时，我们进行了盐酸和带锈铁钉反应的实验。实验中，学生观察到铁钉锈斑为盐酸所溶解，从而铁钉表面显得光鲜亮丽。由于盐酸溶液过量，当锈斑消失后，铁钉和盐酸还会继续发生化学反应，这样，我们还能观察到铁钉的表层不断有气泡冒出的现象。为此，我要求学生如实填写实验现象，并尝试对实验现象进行化学原理剖析。

开始锈斑溶解，是稀盐酸与铁锈反应生成了氯化铁和水。

化学方程式为：6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2O。

随后，铁钉冒出气泡是盐酸和铁反应生成了氯化亚铁和氢气。

化学方程式为：2HCl+FeFeCl2+H2↑。

这样，学生体验到实验过程中实事求是的观察与思考的重要性，培养了他们严谨的科学态度。

另外，实验结束，我都要花五六分钟，指导学生洗涤和整理实验仪器，坚持实验药品整理复原，保证桌面清洁干净。做好实验的善后工作。对于实验的成功与失败如实记录并进行原因分析。这样，长期坚持，日积月累，学生的科学态度素养自然就得以形成。

5.在实验教学中培养创新能力素养

江泽民说过“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”创新能力素养是学生在掌握基础知识和基本技能的基础上，形成的对新问题和新情境有意识的努力加以解决的能力倾向。培养学生的创新能力素养是我们着力追求的教学目标。问题是创新的动力，是思考的源泉。因此，我们要设计层层深入的问题链，引发学生的思考。要通过问题引发学生的好奇心，激发其学习热情。

例如：教学中和反应“在NaOH溶液中加入稀HCl”的实验。 我把教材中的实验改为三步骤进行。

步骤一：“向盛有NaOH溶液的试管中慢慢滴入稀HCl”，并设计了三个问题组织讨论：

①当把这两种物质放在一起，有明显的现象发生吗？

②如果这两种物质被我们有意识地放在一起，却没有发生明显的化學现象，能不能断言这两种物质相互之间不会产生化学反应呢？

③如何设计实验来证明确实发生了化学反应呢？

在这些问题情景下，教师逐步引导以酚酞作指示剂来证明。

步骤二：教师提出问题：“酚酞遇碱变什么色呢？”学生答：“红色。”继而教师演示：以酚酞作指示剂，滴有酚酞的NaOH溶液呈红色，慢慢滴入稀HCl溶液，并摇晃，发现溶液红色慢慢退去。教师问：“溶液红色褪去说明什么？ ”学生讨论后回答“说明溶液中NaOH没有了，也就是NaOH与滴入的稀HCl发生了化学反应。”然后得出结论：滴入的盐酸与氢氧化钠发生中和反应，红色褪去，表明稀HCl和NaOH反应后酸碱中和，溶液呈现中性。反应化学方程式为：NaOH+HClNaCl+H2O。

步骤三：假如返滴NaOH溶液，溶液呈碱性，溶液会变红吗？

先学生讨论，然后学生动手实验，结果一目了然。

这样的逐级设计，既循循善诱，又训练和整合了学生的思维，发展了其逆向思维能力，也使学生的探究意识得以发挥，满足了学生的创新欲望。这样日积月累逐渐培养起学生的创新能力素养。

综上所述，培养学生的化学学科素养是我们化学实验教学的出发点和归宿。本文结合化学实验教学探讨了在化学实验教学中对观察能力、探究意识、思维能力、科学态度、创新能力等的学科素养培养。同行们通过各种不同的途径或许能达到“殊途同归”之目的，正所谓教无定法， 因材施教。不过，教学也有法可循，那就是抓好学习习惯养成。让我们从初中化学开始，抓开头化学实验过程中良好习惯的养成，日积月累、循序渐进，这对提升学生的化学学科素养和人文素养都是大有裨益的。