胡桂焰
摘 要:化學實驗教材在培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、訓練學生的科學方法、培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)等方面有獨到的見解,本文就化學實驗教材的活動與探究、插圖等對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)進行一些有益的探索。
關鍵詞:化學實驗教材 活動與探究 插圖 科學素養(yǎng)
提高全民科學素養(yǎng)的主要途徑是學校教育,而學校教育的關鍵之一是教材,它規(guī)定著教學的范圍、程度與目標。為了適應新形勢的要求,新編九年級《義務教育課程標準教科書化學》(以下簡稱實驗教材)在教學內容選擇、知識結構、編排體系、外表裝幀上都有較大突破。從表面上看,它版面簡潔、圖文并茂、明白易懂,擺脫了以往理科教材枯燥的模式,拉近了學生與教材之間的距離。從內容與編排上看,在對知識的邏輯順序、學生的認知順序和心理發(fā)展順序的結合上,更側重于學生的認知順序和心理發(fā)展順序,這實際上就是一種尊重學生、以學生為主體的表現(xiàn)。在很大程度上,教材對學生的認知順序、知識結構和心理發(fā)展順序能起到規(guī)范、引導的作用。如何培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)是初中化學教師面臨的一個新課題,下面筆者談談自己的體會。
一、注重“活動與探究”的教學,培養(yǎng)學生科學探究能力
積極開展探究活動,對改變學生的學習方式和教師的教學模式具有重要的意義,通過科學探究,可以使學生在獲得化學知識和技能的同時,受到科學方法的訓練,體驗探究的樂趣,形成和發(fā)展探究能力。
實驗教材的“活動與探究”是在原教材學生實驗的基礎上改編而成的,只是適當增加了部分內容。教學中教師應盡可能讓學生共同參與完成,同時還要創(chuàng)造條件,利用生活中的小物品完成探究活動。這樣做對于啟迪學生創(chuàng)造思維大有好處,也讓學生從小就知道,在條件不十分完善的情況下要因陋就簡、千方百計地完成任務。有利于培養(yǎng)學生艱苦樸素、勤儉節(jié)約的品格與就地取材、少花錢多辦事的能力。
實驗教材第一單元就安排了3個“活動與探究”:對蠟燭及其燃燒的探究,我們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同,給試管中的液體加熱等。通過對蠟燭點燃前、點燃時、熄滅后的觀察,對吸入的空氣與呼出氣體成分的探究、比較,引導學生認識探究活動的思路和方法,通過對試管中液體加熱的探究,讓學生深刻認識到給試管加熱的正確方法以及注意事項,培養(yǎng)了學生的觀察能力、分析思維能力。教學中常見的探究活動形式主要有兩種:一是進行探究性實驗,如氧氣的實驗室制取與性質的探究、燃燒條件的探究、探究氯化鈉、硝酸銨、氫氧化鈉三種物質在水中溶解時的溫度變化等。教師應鼓勵學生自主地設計方案,大膽地假設、猜測,學生通過討論篩選出合理的方案進行實驗,最后獲得結論,以培養(yǎng)學生大膽創(chuàng)新的能力。在教學過程中,教師根據教學內容的需要,將教材中的活動與探究在實驗室中完成,邊講邊實驗,這樣在學習化學知識的同時,也訓練了學生的動手操作能力、探究能力,提高了學生的實驗技能,創(chuàng)造思維能力,還增加了學習的趣味性。
如實驗教材上冊第48頁圖3~8所示的活動與探究,教師可以采取邊探究邊實驗的方法進行教學,學生自己先實驗,看到A燒杯中裝的溶液變成紅色的現(xiàn)象,提出假設:1.A燒杯內滴入的酚酞要過一會兒才能變色,與B燒杯無關;2.大燒杯內壁上沾有某種物質,散發(fā)出肉眼看不見的粒子與A燒杯的溶液接觸,使其變成紅色;3.燒杯B中濃氨水散發(fā)出一種肉眼看不見的粒子,慢慢地溶解到燒杯A的溶液中,使A燒杯中溶液變成紅色。然后進行實驗探究:1.在潔凈的燒杯C中加入20毫升蒸餾水,滴入2~3滴酚酞試劑。靜置,觀察現(xiàn)象,將其單獨放在大燒杯里,觀察現(xiàn)象。2.另取兩只燒杯替代A和B ,一只燒杯中的溶液與A相同,另一只用蒸餾水代替濃氨水,放好,觀察現(xiàn)象。3.小心聞燒杯B的濃氨水,嗅到刺激性氣味。取出少量濃氨水注入試管中,滴入酚酞試劑,觀察現(xiàn)象。4.把燒杯B中的濃氨水滴入燒杯C中,觀察現(xiàn)象。最后獲取結論,學生在討論、交流的基礎上獲得共識:1.氨水能使酚酞溶液變成紅色;2.B燒杯濃氨水中有肉眼看不見的粒子逸出,有些粒子進入了燒杯A中的溶液,使溶液成分改變,顏色變紅。經過上面探究活動,使學生習得科學探究的方法、要素,培養(yǎng)學生良好的觀察能力、思維能力和良好的思維習慣。學生通過親身經歷和體驗科學探究活動,激發(fā)學生學習化學的興趣,增進對科學的情感,理解科學的本質,學習科學探究的方法,初步形成科學探究能力。
探究活動的另一種形式是調查與研究活動。如調查當?shù)厮Y源的利用和污染狀況,提出一些合理的建議;調查學校食堂或自己家庭一段時間的食譜,參考營養(yǎng)表,研究這些食譜營養(yǎng)搭配是否合理?有什么問題和建議?讓同學們走出課堂,深入社會生活實際去獲得第一手的信息,借助已學的知識和各種教育資源(圖書館或互聯(lián)網)對調查結果進行分析和歸納,發(fā)現(xiàn)問題,提出解決問題的合理建議并寫成小論文與同學共同交流。這樣既培養(yǎng)了學生的社會實踐活動和搜索信息的能力,又使學生的知識與技能得到鞏固和發(fā)展。
二、重視插圖的作用,加強學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)
為了培養(yǎng)適應社會的新型人才,實驗教材在知識內容的編排上做了較大的改革,增加了大量的插圖。據統(tǒng)計,全書共有298幅插圖,其中很大一部分為實物實景的拍攝圖,充分重視這些插圖的教育功能,也是實驗教材的重要課題,下面就談談自己的教學感受。
1.運用插圖,進行愛國主義教育。愛國主義教育就是用我國古代、近代在化學科學上的卓越貢獻,特別是改革開放以來取得的成就以及我國古代化學家追求科學、勇攀高峰的精神和熱愛祖國的高尚品質去教育學生,激勵學生,實驗教材插圖中不乏這方面的材料。如上冊第3頁圖1~5反映了我國古代在釀酒、陶瓷、冶金、染料等方面的重大成就;下冊第74頁圖11介紹了侯德榜是20世紀20年代譽滿世界的化工專家,為了打破當時英國在我國制堿的壟斷,振興民族工業(yè),毅然放棄優(yōu)厚的待遇,遠渡重洋,從美國回到祖國,潛心研制并發(fā)明了當時世界上最先進的制堿法——聯(lián)合制堿法,為世界制堿工業(yè)做出了重大貢獻。再如上冊第48頁圖3,用硅原子組成的兩個漢字“中國”,是中國科學院北京真空物理實驗室的研究人員在常溫下以超真空掃描隧道顯微鏡為手段,通過用探針撥出硅晶體表面的硅原子的方法,在晶體表面形成的圖形,圖像的分辨率達到原子級,圖像質量達到國際水平。這一幅幅插圖猶如一幀幀愛國主義的壯麗畫卷,增強了學生的民族自豪感,激起了學生的愛國情感。endprint
2.運用圖示,培養(yǎng)學生的合作意識和團結精神。心理學認為,概念是事物本質特征在人腦中的反映,它是在感性材料的基礎上經過觀察、比較、分析、綜合、抽象等思維過程而形成的。因此加強直觀教學,通過實驗在感性認識的基礎上概括出概念是化學概念教學的基本方法和原則。
化學用語是初中化學的一個難點,比較抽象,難理解,而實驗教材則采用另一種呈現(xiàn)方式,如上冊第73頁圖4~10 元素符號意義,第79頁圖4~11化學式H2O的意義,第102頁化學方程式的意義等都以插圖的形式呈現(xiàn),改變以往枯燥的文字描述,以學生互相討論交流的形式,你說一種,我說一種,大家討論共同得出這些化學用語的意義。這種形式更形象、更直觀,學生的理解更輕松、更透徹。同時也揭示出同學們的學習其實也是相互合作、共同提高的過程,有利于培養(yǎng)學生的合作意識與團結精神。
實驗教材中將教師演示實驗中的操作過程圖解化,這在歷次版本的教科書中是首創(chuàng),它更形象、更生動、更直觀。如上冊第53頁圖3~16、圖3~17,過濾紙的折疊方法,過濾器的制作,過濾液體的操作方法以及操作中左右手的分配情況,過濾時的注意事項(三靠兩低)等都詳盡具體,一目了然。又如下冊第43頁圖9~22,配制溶質質量分數(shù)一定的溶液,教師演示時,學生邊聽邊看插圖,不少學生在裝置圖下寫出稱量、溶解、攪拌等,并標明各操作的注意事項。這樣學生的參與意識增強,既提高了學生觀察能力、思維能力,又培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
3.運用插圖,使學生建立起環(huán)境保護意識。工業(yè)的發(fā)展和科技的不斷進步,極大地豐富和改善了人們的物質生活。但由于未經處理的大量廢氣、廢水、廢渣的排放,又嚴重地污染了人們生存的環(huán)境,給人類帶來煩惱與災害。例如,1952年英國倫敦因燒煤取暖而發(fā)生的化學煙霧事件,同年美國洛杉磯因大量汽車尾氣而引起的光化學煙霧,等等。
面對環(huán)境日益惡化的嚴重挑戰(zhàn),環(huán)境保護引起了世界各國的重視,特別是20世紀60年代以來,環(huán)境科學日益受到人們的倍加關注,我國已把保護環(huán)境列為一項基本國策,化學科學工作者有責任提高學生的環(huán)保意識,所以實驗教材在這方面也增加了大量的插圖。如上冊第26頁圖2~8 大氣污染與第116頁圖6~18 全球變暖以漫畫的形式展示出當前環(huán)境的三大研究課題:溫室效應、酸雨、臭氧空洞,給地球上的動植物和人類都帶來嚴重的危害。同時還標示出引起這些環(huán)境問題的主要原因:工廠排放的廢氣,汽車等排放的尾氣,煤、石油等燃料的大量燃燒等。又如上冊第61頁圖3~22 水污染使魚大量死亡,看到此圖便知保護水源的重要性,并意識到環(huán)境保護的重大意義,從而形成正確的環(huán)保觀念、環(huán)保意識。
三、用好實驗教材欄目內容,培養(yǎng)學生自學能力與參與意識
科學合理地用好實驗教材的“資料”“討論”“化學、技術、社會”這些欄目的材料,也是實驗教材的潛在用意。全書共有資料欄目29個,其中上冊13個,下冊16個,且絕大多數(shù)都配有圖表,具有較強的可視性、可讀性。學生閱讀這些資料,不但可以增長知識,還可以培養(yǎng)學生的自學能力。實驗教材共有討論欄目30個,上冊18個,下冊12個,組織學生對一些重要問題展開討論,拓展學生的思維,充分發(fā)揮學生的主體作用,培養(yǎng)學生的合作精神與參與意識。化學、技術、社會欄目上冊6個,下冊2個,都是一些化學領域中前沿科學的相關知識,讓學生認識到自己也可以參與到最前沿的領域中,了解最前沿科學知識,從而更加熱愛科學、獻身科學。
在教學中,我深深地感受到,教師要把握教材內容潛在的心理意義,挖掘教材前后知識間的內在聯(lián)系,將教材中隱含的潛在種種因素內化為學生的技能與經驗。在課堂教學中盡可能利用現(xiàn)有知識,將教學過程由傳統(tǒng)的傳授知識變成學生發(fā)現(xiàn)信息、捕捉信息、加工信息、研究問題、增長知識和能力的過程,使教學過程變得生動、活潑。
參考文獻
1.課程教材研究所,化學課程教材研究中心.初中化學教科書[M].北京:人民教育出版社。
2.常汝潔,全日制義務教育課程標準(實驗稿)[M].北京:北京師范大學出版社。◆(作者單位:江西省宜豐縣澄塘中學)endprint