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与你同行

化学新课程的科学素养观及培养策略







朱朝菊 四川达州达县师专化学系  635300

彭蜀晋 四川师范大学科学教育研究所 610066

一、科学素养教育观的内涵

目前对科学素养有各种各样的解释，各个国家的标准也不相同。我国全日制义务教育《化学课程标准》确定，化学课程通过化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面来体现对未来社会公民科学素养的培养，促使学生具有“科学知识、科学方法、科学技能以及他在实践过程中所体现出来的科学能力、思维方式，乃至对科学、技术与社会的认知、兴趣、态度、情感、价值观、精神等”。因此科学素养教育观要求培养的学生是“能理解科学技术并有进取精神的人和主动运用科学知识和思维方法去分析、探究和处理要解决的问题，并做出科学的判断、解释和结论”的人。

美国科学促进会制定的“206l计划──为了全体美国人的科学”提出的科学素养观是：

(1)熟悉自然世界，认识它的多样性和统一性。

(2)理解重要的科学概念和原理。

(3)通晓科学、数学和技术相互依存的重要方式。

(4)知道科学、数学和技术都是人类的事业，知道它们的力量和局限性的含义。

(5)有进行科学思维的能力。

(6)能应用科学知识和科学思维方法实现个人和社会目的。

之后，美国“国家科学教育标准”中对科学素养的定义更为简洁，即具备使用科学、数学和技术学的知识做出有关个人和社会的重要决策。

尽管各国对科学素养的理解不同、描述方式不同，但从培养人的角度，从引导学生认识自然，了解社会，用科学知识、科学方法、科学手段解决问题的层面上看，其核心是基本一致的。“科学素养应包括科学知识，科学过程与方法，对科学本质的理解，科学态度、情感与价值观，科学技术和社会的关系”等方面。

1.科学知识与技能的教育

有知未必有能，无知一定无能。所以学生能在有限的时间内，尽可能多地获得知识，始终是教师教学所追求的目标。然而要以培养和提高学生的科学素养为总的教育目标，必须注重知识获得的途径和方法。获得最多的知识不是老师加班加点“硬塞”给学生似懂非懂的信息，也不是学生毫无意义地死记或是为了考试而机械地掌握某些知识，而是学生主动地有意义地建构起对自己终身发展有用的知识，是有利于学生探究、合作、交流、对话、创新的知识。这些知识应达到“知识的高丰度、结构化、方法化、现代化、综合化”等五项指标。这样建构知识，才会使学生具有学力，学生才会因习得了知识而变得“聪慧”、有灵气，并为创新、发展、理解科学的本质，了解科学事业及认识科学对人和社会的作用奠定基础。

2.科学过程与科学方法的教育

化学课程中的探究活动是学生积极主动地获取化学知识、解决化学问题并能生成更多的新问题的实践活动，它涉及提出问题、进行猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释结论、反思评价、表达交流等要素，它是一种重要的学习方式，对培养学生的科学素养具有不可替代的作用。在探究中，学生运用归纳、演绎、推理、索因、分析、综合等常用的科学研究方法，并了解这些方法的局限性，运用实验法、模型法唤起学生的创新欲望。体验获得知识的过程，体验科学探索中的艰难历程，认识到科学不是一帆风顺的事业，而是充满挫折、失败、谬误、猜想、顿悟的不断探索的过程，增进对科学的情感，提高学生的思维能力和智力水平。通过探究、合作、对话、交流等学习方式，让学生体验学习的愉悦，悟出适合自己的有效的学习方法。

然而在生命成长的过程中，理性的判断和决策是至关重要的，而人的理性是需要培养的，特别是青少年的理性在许多情况下会受到损害或抑制。因此在教学过程中，要唤醒学生的理性意识，提高学生的理性能力。有理性能力的人，他们一般不愿意盲目接受现成的答案或结论，遇事总爱问一个为什么，他们在做出行动选择时，也不是听任感性或非理性来支配自己，而是力图根据自己理智的判断来行事或做出反应。

在学习的过程中，只有具有理性能力的学生才会进行理性思考，理性思考的过程就是一个“批判”和“反驳”的过程，只有具有批判和反驳精神的人，他的能动性、创造性才能得到发展。只有具有理性能力的人，他才会坚毅、刻苦、执著，为实现自己的人生价值而坚持不懈。

3.理解科学本质

建构主义强调科学的本质是科学探究。Coolette和Chiapetta认为科学本质的范畴与内涵是：①科学是探究自然的“思考”方式，科学必须建立在真实的证据上，甚至证据可以推翻权威；科学知识是无法绝对客观的，只能尽量地避免偏见与误差；科学知识的建立是一个提出假说，再加以验证，最后得出结论的过程。②科学是一种“探究”的方式。科学家所采用的方法没有不变的程序，但是对问题的解决必须采取有组织的方式，并拒绝接受毫无根据的资料。而且还要坚持这样一种观念，仅靠合适的研究方法未必能真正解决问题，因为并非所有的问题都能被解决。③科学知识是暂时的、动态性的。科学家使用所谓的科学方法来建立科学的知识体系，但是这些科学知识必须经常面对质疑、验证，进而发现错误的地方，再加以修改，甚至完全推翻，或证实其合理性从而接受它，因此科学知识具有动态性本质和暂时性本质。

注重对学生进行科学本质的教育，避免学生盲目地接受、迷信权威，没有怀疑、反驳、批判的意识，最终成为知识的奴隶。对学生进行科学本质的教育，让学生充分认识科学知识的暂时性、动态性、不断增长性以及日臻完善性，深刻领会为了知识而掌握知识是毫无意义的，必须建构有发展的知识体系，这也对新课程体系下的教师教学提出了严峻的挑战。

4.科学态度、情感与价值观的教育

新课程标准提出让学生“逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。”这是培养公众科学素养的核心之一，在一些人的印象中化学是可怕的，想到化学就想到腐蚀、爆炸、有毒、污染环境，就连家庭装修都会影响人的健康甚至夺去人的生命。因此，必须让公众懂得化学的价值，懂得化学物质的两面性(实际上任何事物都有两面性)，能安全使用化学物质，从而培养学生实事求是的科学态度、科学精神、辩证唯物主义观点。崇尚科学，热爱科学，赞赏化学在社会和个人生活中的重要地位，增强学习化学的兴趣，真正懂得化学是人类进步的关键。

5.理解科学技术与社会的关系

STS教育是近年来各国科学教育改革中的热点问题，是一种新的科学观、教育观和社会观，旨在提高公民的科学素养。化学作为与科学技术社会联系最紧密的学科，是进行STS教育的最好教材，在能源、环境、材料、健康等方面，化学都扮演着重要的角色。

STS教育有利于学生理解科学、技术与社会之间的关系。素养教育内容：①健康方面：让学生了解营养物质、微量元素、维生素、药物等对人体健康所起的作用，能比较合理地摄入，以保持健康的体魄。②能源方面：了解能源的类型、能源利用的现状、开发新能源的研究方向以及存在的主要问题，增强服务意识和社会责任感。③材料方面：了解材料研制所包含的知识含量，激发学生学习科学的兴趣。④环境方面：了解环境受到破坏的主要原因，能把爱护环境、保护环境作为己任，并能使街道、社区居民也重视环境问题。

二、科学素养教育理念下的课程实施策略

我们认为，学生科学素养的养成和提高，必须以课堂教学为载体，并从课堂教学目标的重新确定、课堂教学内容的精心组织和课程资源的有效利用三个方面来体现，让培养学生的科学素养成为化学课程自始至终的教育目标。

1.更新教学的目标和价值

过去的教学不太重视科学素养目标在教学中的具体化，虽然新课程在强调培养学生的科学素养上做了一些指导性的建议，但在教学实施中，怎样培养，培养到什么“度”，仍然为教师所忽视，没有明确的界定，不像基础知识方面如“识记”、“理解”、“掌握”、“运用”等要求具体，教师多年的体会比较深刻、操作比较熟悉，所以特别关注书本知识，不习惯或不懂或忽略了知识获得的过程和方法，忽略了学生是一个跑动的主体。因此需要高度重视把科学素养的培养目标反映在课堂教学目标之中，并落实到教学实施的过程中。

教学目标的确定与教学内容、学生的学习特点、个人经验有直接的关系。我们强调探究学习，不是时时事事都要求学生探究，因为不是所有的教学内容都适宜用探究的方法。这就对教师的教学提出了较高的要求，尤其是教学方法的选择要重视学生学习过程和方法的指导。教师也需要采取多种多样的教学途径来达到教学的目标，特别是选择有利于培养学生观察能力、分析能力、归纳总结能力、实验能力的方法，并将具体的方法落实在教学目标中。例如，“用探究、比较、分析的方法，让学生了解碱金属的物理性质和化学性质及其递变规律，并体验形成结论的过程。”这个教学目标指向不仅仅是让学生记住结论，而是利用了科学的方法，遵从了获得知识是一个感悟、理解、内化的人性化过程。这样获得的知识才是活的、可运用于解决问题的科学知识。

2.精心选择和组织教学内容

为了实现教学目标，教师必须对教材内容进行“加工”，“加工”不是任意将知识加深或增减，而是根据学生的知识结构和认知结构把教材内容“问题化”，“结构化”和“最优化”，并能较好地将科学方法、科学态度、科学精神的培养落实在具体环节上。教师在收集反馈信息时，在进行教学评价时，不只是关注学生以“最少”的时间最大限度地掌握了知识，而更要关注知识获得的方法是否“科学”，是否发展了学生的智力，是否有利于学生科学素养的提高。如学习“碱金属元素”的化学性质，可将教学内容问题化为：①碱金属元素的原子结构有何异同点?②根据钠的性质能否推断钾的性质?③从钾与水反应的实验能推出什么结论?使问题一环扣一环，并呈开放状态。通过对这些问题的解决，证明了碱金属元素的性质及递变规律，原子结构知识又为实验事实做了理论的支持。从而，因课程内容的“问题化”的解决而形成了“结构化”的知识，更重要的是运用了假设、实验、推理、归纳等科学学习的方法。这就是新课程价值观体系下的课堂教学“最优化”。

3.有效利用课程资源

化学与人们的生活、环境、卫生、健康、能源、科研等联系紧密，又与数学、物理、生物、人文科学等交融，因此化学课程资源十分丰富。面对如此丰富的学习资源，教师应根据学生的个性和共性，从学生现有的知识和经验出发，精选适合学生发展的素材，从培养学生科学素养的角度人手，对课程资源进行选择、组合、加工和创新，使学生体验到自己所学的知识是有用、能解决问题的知识，并在解决问题的过程中能生成新知识、增长新才干。

科学素养教育作为新课程改革的主要亮点，运用于具体的教育教学过程中，必须根据学科自身的知识结构和学习规律，发挥教师自己的优势和特长，努力探索科学素养培养的有效途径和方法，以期在科学素养的培养上有大的改观。

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初中化学新课程教学的几点体会



河南郑州市第二十六中学 邓爱萍



我国的新课程改革已进入了全面实施阶段。今年，我校的九年级化学课也使用了新课程标准实验教材。《基础教育课程改革纲要》明确指出，应改变课程实施过程中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。新教材体现了新课程标准的基本理念。教材的编写无论是从内容的呈现方式，还是页面、视图的设置上，都重视初中生已有的经验和兴趣特点，提供了丰富的与青少年生活背景有关的素材，以及开阔学生视野的“科学、技术、社会”等阅读内容，同对教材中添加了许多“活动与探究”。这些正是激发学生的好奇心和求知欲，使学生积极参与化学学习活动的基础。下面谈一波在使用新教材实践中的几点体会。

一、巧妙设计问题，引入学习目标

学习动机产生的原因是多方面的，但最强烈的学习动机是由学生高层次的学习需要和成就感激发的。在教学目标的引入上，要充分利用教材资源，挖掘教材内涵，巧妙设计能引发学生强烈的学习兴趣和求知欲的问题，以激发学生的学习动机。利用先进的教育技术手段，有助于创设最佳的教学情境，激发浓厚的学习兴趣，引发生疑质疑。问题设计要在“巧”上下功夫，要有中心，有重点，有启发性、挑战性和研究性。如在学习化学反应时，针对物理变化和化学变化，我设计的探究性学习问题是：面粉可以爆炸吗？面粉的爆炸是物理变化还是化学变化？面粉可以燃烧吗？等等。在初中学生的常识中，面粉是不会燃烧和爆炸的，这种“违反常识”的问题，可以强烈地激发学生探究的欲望，激发学习的兴趣，从而使学生的学习变得积极主动。

二、转变观念，充分信任学生

在以往的教学中，我们总怕学生自己学不懂，不厌其烦地讲解、强调，或多或少会将学生置于被动听讲的课堂环境中，这种长期的灌输式学习使学生变得内向、被动、缺少自信、恭顺……这自然也就窒息了人的创造性。学习方式的改善是以教师教学行为的变化为前提的，因而教师教学行为和思想观念的变化以及学生学习方式的改善是新课程改革的主要目的。一本美国的教科书上有一句名言：“You hear，you forget；You see，you remember，you do，you learn”，这正是教育家们“作中学，玩中学”所倡导的。在学习中探究的乐趣和收获只有学习者自己知道。我们应当引导每一位学生大胆尝试，充分相信学生，尽可能让学生自己动手实践，让学生体味到学习的快乐和在学习中探究的快乐。

例如，在教材第10页“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”中，学生对这两种气体再熟悉不过了，但并不太清楚其中某些成分的含量，更不知道怎样去测定和验证。这时，我给出探究目标：你认为这两种气体相同吗？它们中哪些成分的含量不同？第一，请提出自己的假设，然后阅读课本第10页的活动与探究；第二，请在作业本上简单设计一个探究实验报告（可参考第9页的实验报告），并填上要做的实验步骤（明确该步骤的目的是什么），与同学交流；第三，按照设计的实验步骤，用实验（两人一组）验证提出的假设，并在实验报告中填写每一步实验出现的现象；第四，根据实验现象分析并得出结论。

该活动有别于以往的学生实验。一是学生并没有在课堂上见过教师的示范操作，又不知道实验结果，这会激起学生的好奇心和强烈的探究热情。二是实验报告不用现成的，让学生自己设计，这使学生脱离被动，更加主动地、认真地思考实验的步骤以及实验操作的可行性，充分发挥学生自主学习的能力。三是能够得心应手地发挥动手能力，不用机械地看一步报告操作一步，可提高探究实验的质量。此探究活动中既有个体学习，也有小组学习，在课堂上给了学生自主、合作的机会，培养了学生的合作和竞争意识。同时发展了学生间的交往与审美能力。这节课我又把上述学习目标在大屏幕上展示给学生，一开始学生就很兴奋，交头接耳，相互交换看法，并及时与我交流，我成了这个活动的积极服务者。很快，同学们就按照学习目标继续往下进行，在这个过程中体现了不同学生在学习能力上存在的差异，他们中有的学生已经把实验报告拟好，跃跃欲试，准备动手实验，有的同学书上的探究内容还没阅读完，但95％的学生在学习上绝不示弱，积极与他人交流，以求自己也能很好地获得最后的成果。课堂看起来活泼而有秩序。因此，我只指导那些真正需要帮助的学生。 20 min后，在大屏幕上展示较好的设计示例，及时给予表扬，同学们再给以补充和完善。设计不足的同学及时改进，而后开始动手做自己设计好的实验，都显得信心十足，只是有的学生看起来“笨手笨脚”，但是非常认真。 15 min后大部分学生都顺利地完成了实验（两人一组）并填好报告，得出结论。圆满完成了这节课的学习目标。只要充分相信学生，他们会发挥出很大的潜力，学习过程中的主动参与，使学生尝到了成功的喜悦。

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三、适当提示学法，但不可过度

对不同的教材内容，教师会采取相应的教学方法。但不论采取何种模式都包含着教师对学生学习方法的指导要求，以便让学生掌握基本的学习方法，具备基本的学习和研究能力，能自主、自如地学习。如在上面谈到的探究实验结束时，并不急于小结，而是由学生总结得出探究实验的方法和步骤：提出问题→做出假设→查阅资料→设计实验步骤→进行实验验证→科学推理得出结论。这样做让学生很有成就感，越学越能找到感觉。再如，在学习氧气具有助燃性这一化学性质时，要提示学生注意：该类反应的条件是“点燃”，这就足够了。如果你再告诉学生。做铁丝在氧气中燃烧实验时，一定要在铁丝前系一根火柴（学生会再现教师在课堂上做铝箔实验的情景），他们就看不到铁丝在空气中被点燃时的现象，而将铁丝在氧气中与在空气中被点燃时的现象混为一谈，也就不知道类似的探究以后该怎样进行。因此教师不要过度指导，要留给学生充分的思考和学习空间，让学生做决定。真正地做自己学习的主人，这样才能使学生的学习能力不断得到提高。

四、教师要勇于探索，为学生树立榜样

课堂上，教师的一言一行都可能在学生的思想上留下印象，对学生学习习惯的培养产生影响。我们要求学生在学习上勇于探索，多思、多问。教师在课堂教学中就应体现出这样的行为素质，这样你的思想你的要求才能潜移默化地传递给学生。

例如，人教版九年级化学新教材中的[实验2-5]（2），给过氧化氢溶液微热可看到有较多的气泡冒出，按教材上的操作看不到带火星的木条复燃，这就没法让学生得出过氧化氢溶液在加热时能放出氧气的结论。此时，教师对出现此现象的各种推理都显得苍白无力，亦有武断的嫌疑。于是我故意提出问题：该试管中放出的气体是不是氧气？我们该怎么办呢？学生们七嘴八舌，议论纷纷，有学生说，把气体收集在集气瓶里，再用带火星的木条检验。我说为什么？答：如果是氧气的话，气体会多一些，容易看清现象。大家说得不错，那我们用什么方法收集该气体较好呢？这一下教室里又炸开了锅，争吵不休。我叫两个代表讲明观点，甲方说因为氧气的密度比空气大所以用向上排空气法，操作简单、省时；乙方说因加热时可能产生大量的水蒸气，用排水法可以使水蒸气冷却变成水，收集到的气体校纯净。双方的辩论使我感触颇深，只要教师给学生机会，善于引导，学生的智慧随处闪光，有时他们的见解会令我们吃惊，禁不住为其喝彩。最后，我亮明自己的观点，支持乙方，因为他们的观点更科学，更严谨。在学生的配合下我们用大试管代替集气瓶，用排水法收集了气体，经检验该气体能使带火星的木条剧烈复燃（学生操作），教室里发出“哇”的惊叹声，此时披开被加热的试管口的单孔塞，将带火星的木条伸入试管中木条亦复燃。此时，学生体会到了成功的喜悦。该实验通过如此探究及改进具有如下的积极意义：①能让学生清楚地知道过氧化氢溶液在加热的条件下能放出氧气；②可直观地观察到气泡在水槽中冒出的速度很慢，对介绍二氧化锰对过氧化氢的催化作用有很好的帮助；③让学生体会到对待实验要科学、严谨、勇于探索，得出结论一定要有科学的推理和充分的证据。

总之，课程改革为我们带来了新的教学理念，为学生发展提供了更广阔的空间。我认为，凡是学生能够探索出来的，教师绝不替代，凡是学生能够独立发现的绝不暗示，让学生从生活、活动、思索、合作交流中学习；尽可能多给一点思考的时间，多给一点活动的空间，多给学生一点表现自己的机会，让学生多一点创造的信心，多一点成功的体验。

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以课改为契机促进科学素养提高



广东顺德区碧江中学 赖天培



我们已进入了数字化、全球化为特征的时代，具有高度科学素养的人对于面临的这个时代，具有越来越关键的意义。国家基础教育课程改革实验，体现这个时代的要求，《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》确立“以提高学生的科学素养为主导；重视科学、技术与社会的相互联系；倡导以科学探究为主的多样化的学习方式；强化评价的诊断、激励与发展功能”为化学课程改革的重点，并通过化学知识与技能、过程与方法、情感与价值观等三个方面来体现对未来社会公民科学素养的培养，科学素养的培养在新一轮化学课程改革中凸现出来，成为课改的一大亮点。

知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三者从不同侧面构成了人的科学素养，在化学课程改革实践中，要抓住这个机遇，在传授基础知识和训练基本技能的同时，更重要的是要有意识地对学生进行科学素养的训练和培养。

一、重视知识与技能，培养学生的思维能力

传统化学教学中的科学知识主要侧重于以实验现象为代表的经验知识和以实验原理为代表的理论知识，它们是基础，反映了化学教学的一般特点。但从培养高素质人才的高度来看，显得较为陈旧与狭窄。

21世纪将是一个高度信息化的社会，它不再是一个知识型社会，而将逐渐成为知识发展型社会。教学应当改变观念，对知识进行筛选，以便使学生更好地掌握那些属于基础性的、具有“生产性”’的知识，这些知识不仅包括那些丰富的科学事实和科学规律，而且更重要的是包括那些带有方法性、应用性、发展性的知识，它们可让学生终生受用，在未来社会中得到很好的发展。

那么，怎样更新和拓展这方面的知识呢？主要从三个方面去努力：一是从科学角度适当介绍化学科学领域出现的新成果、新进展；二是适当吸收化学科学领域的新观念和新方法，用新的观念指导学习；三是要引导学生联系技术和生活，渗透STS教育思想，指导学生运用科学的知识分析一些社会问题并做出正确的决策。例如，以环境污染问题为例，在教学中既要向学生介绍空气污染产生的原因是由于煤的燃烧。汽车尾气的排放、工业废气等，同时还应介绍科学发展在解决这一问题时所采取的措施，引导学生关注如何减少污染，如何治理污染，有意识地向学生渗透可持续发展的观点和绿色化学意识。如通过对不同地点二氧化碳相对含量的测定、雨水（河水）pH的测定探究和对水资源的调查等，帮助学生从化学的角度认识和理解人与自然的关系，应用化学的知识与技能，培养学生的思维能力。

在实验教学中要给学生充分的思考时间和空间，每个教学环节都要留有余地，能由学生分析、思考得出的实验结论教师不要急于下结论，尽可能多地留给学生动眼、动口、动手、动脑的时间。让学生独立进行实验准备；独立处理实验数据；独立分析推证实验结论；独立想办法解决实验过程中遇到的各种意想不到的问题，让学生不停地动脑想：该做什么，怎么做，为什么这么做，以此激活他们的思维，使他们的潜能和创造性都表现出来，实现其科学素养的培养和提高。

二、重视过程与方法，培养学生探究能力

化学课程标准指出：“要让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在‘做科学’的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力”。通过提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据。解释与结论、反思与评价、表现与交流等环节，让学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发化学学习兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，学习科学探究的方法，初步形成科学探究能力。

初中化学实验探究可以选取以下几个问题进行。

①探究组成的实验，如石蜡组成元素的研究。

②探究结构的实验，如水分子的构成的研究。

③探究性质的实验，如铁钉生锈条件的研究。

④探究变化规律的实验，如质量守恒定律的研究。

⑤物质制备的实验，如用高锰酸钾或过氧化氢与二氧化硫混合制氧气时，根据反应物的状态和反应条件，选择不同的装置及控制氧气速率的研究。

⑥对社会热点问题的研究，如防止煤燃烧产生的二氧化硫污染空气、净化汽车尾气中有毒气体的研究等。

现以九年级化学“铁生锈的原因”的实验为例，进行探究。

首先，提问或启发学生由生活现象发现问题。要求学生把自己发现的问题，演变为一个具体、明确的化学问题，这是提出问题的环节，实施这一环节最简单的办法就是把观察到的现象采用“问题化”的方式陈述。这个探究活动学生提出的问题是：铁生锈的原因是什么？

然后，引导学生充分思考后提出猜想与假设。

猜想1：铁生锈是因为铁与空气接触，和空气中的氧气化合所致；

猜想2：铁生锈是因为空气中有水蒸气，水和铁起化学反应所致；

猜想3：铁生锈是因为水和空气中的氧气共同作用于铁的结果。

再指导学生根据以上猜想设计实验方案，从操作的角度把探究的猜想具体化、程序化，并进行实验。

①取一支试管，用酒精灯烘干，向里面放一根铁钉，然后用橡皮塞塞紧试管口，使铁钉只与干燥的空气接触。

②再取一支试管，向其中放入一根铁钉，注入刚煮沸过的蒸馏水至浸没铁钉，然后在水面上注入一层植物油，使铁钉只与水接触。

③取第三支试管，往其中放入一根铁钉，然后注入蒸馏水，不要浸没铁钉，使铁钉同时与空气和水接触。

最后，启发引导学生观察铁钉处于蒸馏水和空气交界部位的生锈情况，学生不难发现：试管①和②中铁钉都未生锈，而试管③中的铁钉生锈了。并通过分析和讨论得出结论：常温下，铁在干燥的空气中或隔绝空气只与水接触的情况下均不会生锈，而当同时与空气、水接触时便会生锈。因此，铁生锈的原因是铁与水和氧气共同作用的结果。

通过探究，获得上述知识，引导学生解决实际问题，得出防止铁生锈的方法有：保持铁制品表面洁净及在铁制品上刷油漆、涂油及电镀等。

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三、重视情感态度与价值观，培养学生的创新能力

情感态度与价值观是科学精神，是科学素养的灵魂，是各种价值观念、思想观念、行为准则以及道德与意识品质的总和。在化学实验教学中，不仅要培养学生严谨细致的科学作风，实事求是的科学态度，更重要的是要培养学生敢于超越现状的创新精神。

为了充分发挥化学实验的自身优势，充分体现情感态度与价值观，突出对学生创新精神的培养，在化学实验教学中应注意以下几个方面的问题。

1．创设宽松的学习氛围，让学生乐起来

教学中要善于创设问题情境，重视学生的主体地位，把情感态度、价值观放在首位。良好的学习氛围具有催人奋发向上、开拓创新、积极学习的动力。学生们在和谐愉悦的环境中学习会产生一种积极表达的自我冲动，每个学生的这种欲望和冲动汇集起来，便使课堂充满活力，让学生品尝到成功的乐趣。如在“探究分子运动”时，在一只小烧坏A中装入10 mL酚酞试液，另一只小烧杯B中倒入5 mL浓氨水，用一只大烧杯罩住A、B两个小烧杯。当A烧杯中的酚酞溶液变红时，可设问如下：A烧杯中的酚酞溶液变红，是大烧杯内壁上沾有某种物质使其变红，还是B烧杯中的液氢水散发出一种肉眼看不见的微粒使其变红？如何设计实验方案加以探究？学生在探究心切的情景下，会创造性地提出如下设计方案：

①在洁净烧杯C中加入10 mL蒸馏水，滴入2～3滴酚酞试剂，静置，观察现象。将其单独罩在大烧杯里，观察现象。

②小心闻烧杯B的浓氨水，嗅到刺激性气味。取出少量浓氨水注入试管中，滴入酚酞试剂，观察现象。

③把烧杯B中的浓氨水滴入烧坏C中，观察现象。

2．创设个性展示舞台，让学生活起来

以前学生规规矩矩地坐着，面无表情地看着，唯唯诺诺地举手，小心翼翼地回答，缺乏感情地灌输，这种教学约束了学生的创新能力。新教材图文并茂，内容贴近生活，符合学生的年龄特征。要多让学生自己表达实验现象、实验结果及个人分析，鼓励学生之间相互争论、评价，大胆提出哪怕是教师都未曾想到的一些新的想法和做法，发挥学生个性，可鼓励学生把“家庭小实验”带到课堂上来展示。

3．创设条件开放实验室，让学生动起来

义务教育课程标准实验教科书中学生的活动与探究就有32处，而这些探究活动大多数要在实验室通过实验探究未完成，实验室成了学生学习的主要场所，它对促进学生科学素养提高具有重要的作用。要全面开放实验室，让学生随时随地能进行各种实验，特别对于一些学习能力强的学生，在完成规定的学习任务以后，鼓励他们提出新问题，并按照自己的想法设计一些小实验，独立地或与他人合作解决这些问题，同时还可以通过实验来验证自己在学习中的一些疑问，以此开发学生的实验兴趣和个性特长，使创新能力得到发展，形成良好的科学品质，使学生的科学素养得到提高。

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例谈化学“探究教学”模式构建  



阜宁县丰唐实验学校　张海波



摘要：新课程倡导教学模式的改革，反思我们传统教学模式。对在新课程背景下构建化学探究学习模式做了思考和尝试。



关键词：科学探究 学习模式 构建



科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。探究式学习，从广义来说，它是一种学习方式，是学生在教师的引导、启发下，积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的学习实践活动。从狭义来说，是学生在教师的指导下，开展的科学探究活动或课题研究。课程标准要求从三个方面，即：增进对科学探究的理解、发展科学探究能力、学习基本的实验技能，来对科学探究主题的内容和学习目标提出了具体的要求。



在义务教育阶段，化学课程中的科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识我解决化学问题的重要实践活动。所以如何构建科学探究的学习模式，引导学生进行探究性学习，如何渗透新课程倡导的以科学探究为主的多样化的学习方式？就成了新时期化学教师的一个重要的研究课题。下面就教学中如何引导学生探究学习谈一些体会。



一、“初中化学探究学习”教学模式构建



科学探究涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等基本要素。初中化学探究学习模式构建主要是通过课堂教学，让学生亲身经历和体验科学探究活动，激发化学学习的兴趣，增进对科学的理解，学习科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。为此，我认为可以将“初中化学探究学习”的教学模式分为5个阶段：关注、参与；实验、探究；解释、推论；整合、精致；反思、评价。我以新人教版有关分子运动的实验为例来说明探究式学习模式的构建过程



1、提出问题



我课堂上首先演示了那个烧杯实验，很快同学们就发现另一只未加氨水的烧杯内的水变红了，然后向同学们提出：上述现象说明了什么？请用简单的实验证明自己的解释。结果学生对上述现象的看法不一，总得来说有这样的一睦猜想与假设：A烧杯内滴入酚酞要过一会儿才能变色与B烧杯无关；大烧杯中可能存在某种物质，与A烧杯中的溶液接触，使其变色；烧杯B中的浓氨水会挥发，可能是它A中的溶液变色等，



2、实验探究



针对上述不同的结论，我再次安排同学们进行分组实验，自己设计相关的实验来证明自己的结论。我在现场指导,我发现学生都很不错,能够采用对比实验的方法来设计自己的实验方案。有条不紊地进行着实验。



3、成果展示与交流



我在观察到各小组都已基本完成实验时，要求各小组汇报自己的实验结果，首先是要求各小组将本小组设计的实验方案先交上来。然后安排小组代表上台汇报自己小组的实验结果。很快我便发现，大部分小组都能得出正确的结论：氨水能使酚酞溶液变红、B烧杯浓氨水有挥发性，能够挥发出一种肉眼看不见的物质，这些物质进入了烧杯A，使其变色。各小组还能就本组的实验以及其它小组的实验方案做出一些评价。



4、反思与评价



在课后的实验方案设计的检查中，我还发现了有些小组的实验方案设计的相当精彩，甚至是用和书本上不同的方案来完成的实验。体现了学生较强的动手实践能力。说明只要教师注意引导，在课堂上实施探究式教学模式完全是有可能的。但同时也应看到，由于学生的知识背景的不一样，思考问题的方式也不一样，他们对同一个问题的认识角度和认识水平也存在差异。在构建和实施探究教学中教师要有目的地组织学生相互交流和讨论，这样有利于培养学生交流与合作的能力，也有利于发展学生的评价能力。要提倡以小组为单位的探究活动。



经过这样一段时间的准备，学生已完全具备进行科学探究学习的思维能力，并对知识技能、过程方法和态度情感的自我反思和评价能力。在化学课堂上实施探究式教学模式也成为可能。



二、实施探究式教学模式的基本要求



（一）要采用多种形式开展探究活动



学生探究的内容要体现教学内容的价值。根据教学内容来设计探究活动的内容。本次课程改革以科学探究为突破口，但我们不可能也没有必要将所有的内容都设计成探究性的。哪些教学内容让学生自己探究，哪些内容要教师给出相关信息或启发讲授，要求教师必须进行严密的挑选。我的体会是：分析和挖掘教材知识的价值，选择具有核心地位和基础地位的、规律性的内容让学生探究。化学教学中比较常见的探究活动形式有两种：一是进行合适学生的探究性实验。比如文前的氨水使酚酞溶液变红的实验。再比如教材中设计的家庭小实验，与学生的生活联系比较紧，可以设计成一些具体的探究的实验，让学生进行实验。二是开展一些合适的调查和讨论等。因为学生通过探究活动真正理解了这样的知识，就等于掌握了化学知识的主干，形成了扩充和扩展自己知识结构的能力。



（二）学生自主学习与教师辅导相结合



自主学习是科学探究的重要特征，教师应注重引导学生主动发现和提出问题，并通过积极的探究解决问题。但在学生刚开始学习化学时，尽量利用传统的讲授、提问、讨论、实验等方法引导学生探究，并有意识地向学生渗透探究学习的方法，因为学生此时尚不具备完整的探究能力，尚不知道探究的具体环节，此时需要教师的引导和帮助。在教学中,要重视对学生进行科学方法教育.老师要深入研究教材,提炼教学内容，并能地教学设计中预以渗透、体现，注意科学方法的指导和训练。



化学实验是进行科学探究的主要方式，它具有其它教学手段无法比拟的优势。教师可以有意识地课堂上对传统实验进行再控究，促使学生主动地去学习，逐步学会探究。



（三）重视开放实验室



化学实验是进行科学探究的主要方式，教师除了在课堂上对传统实验进行再探究以外，应该注意将实验探究向课外延伸。积极利用学校现有的实验资源，积极开放实验室。组织化学兴趣小组，利用课余时间进入实验室，进行实验，教师在学生实验的过程中应注意对学生及时的进行指导。教师应当做探究“向导”。在学生探究阶段，教师要融入学生的探究活动中，要巡视各小组的表现情况，及时给予必要的帮助和辅导，如有的小组只是在盲目地做实验，没有一定的计划性和目的性，融入学生的探究活动中，更为后面的整合、精致及今后的教学安排提供具体的学生情况。



三、模式构建中应该注意避免的问题



经过一段时间的实验，发现探究式教学模式对提高课堂教学效益有了很大的帮助，取得了较好的教学效果，但在实施过程中，同时发现了一些其它问题有待解决：



1、探究式学习的一般模式是“问题提出——方案设计——实验探究――独立思考――讨论交流――结论汇总”。为了教学效果的最大化，要重视学生的独立思考，相信学生自学自悟的能力，重视学生个体潜能的开发，教师要尊重学生的独特见解，提倡解决问题的多样化。多样化的思维，多样化的见解为师生、生生之间交流提供广阔的空间。                                     2、在教学中要根据学生的心理特点和具体的教学内容来设计和组织探究活动，力戒形式化、表面化、教条化，不注重科学方法的指导，务求在教学中能够较好地落实课程标准。不要一味地将演示实验变为探究实验，要注意探究活动的针对性和实效性。



3、探究活动、教学的设计要注意贴近学生的生活，联系社会实际，从学生熟悉的身边现象入手，引导它们发现总理、展开探究以获得相关的经验和知识。



4、探究学习既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标必须落实在其他各主题的学习中，不能孤立地进行探究方法的训练和指导。同时不能过分地追求课堂教学的探究形式和效果，要清醒地认识到科学探究的场所既可以在课堂上，也可以向课外延伸，探究的问题可以来自课本，也可以来自学生的生活实际。在实际教学中应尽可能地创造条件，多开展课堂内外的、体现学生自主性的探究活动。



5、注意评价方式的多元化



探究式学习成果是一个动态、多元的结果，学生的学习所得，可能与我们预期掌握知识点的要求有所差异或也可能出现一些错误的结论或意外的现象。教师在组织课堂教学或探究时，应充分认识到这一点，注意评价方式的多元化。对于学生中一些明显存在错误的观点或结论，教师也要做出一个比较全面的评价，对于错误和不足，可以通过生生交流等形式帮助提高。要肯定个人探究的过程。



总之，构建探究式教学模式符合化学新课程标准的要求，对于培养学生的创新精神和实践能力有一定的帮助。通过构建探究式的课堂教学模式，让学生始终处于一种积极参与的状态下，感受科学探究的方法，个人的意志品质，思维能力也都得到了一定的提高。当然对于构建过程中出现的一些问题，我们也应该引起足够的重视，有效地提升科学探究教学的水准。

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探究保暖袋中装的物质  



湖北省赤壁市实验中学 黄新阶



1、案例名称：实验探究——保暖袋中装的是什么物质？

2．案例的背景：笔者偶然发现市场上有一种由广东潮安县某食品厂开发生产的保暖袋深受中小学生喜爱。以探究保暖袋的发热原理、推测保暖袋中的物质为课题组织学生开展探究性学习，取得了好的效果。此课在“湖北省特级教师教学艺术研讨会”上进行了展示。保暖袋中的固体含氧化钙、碳酸钙及泥沙等杂质，液体为水和防冻剂，学生已有鉴定氧化钙、碳酸钙及水的基础知识、计算氧化钙和水反应的质量比的技能，但面对一种产品，没有提示，要鉴定其中的各种物质并根据化学方程式计算质量比既有趣又有难度，探究内容多，探究价值高，能巩固已学的酸碱盐等几类物质相互反应的知识，训练学生使用猜测验证、归纳、推理等科学方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，激发学生热爱化学的情感，培育科学的态度和化学价值观。

3、教学目标：

知识与技能：运用特征反应推断、鉴定保暖袋中的化学物质（生石灰、碳酸钙、水）；巩固已学的酸碱盐等几类物质相互反应的知识。

过程和方法：训练学生使用猜测验证、归纳、推理等科学方法，渗透本质决定现象的辩证唯物主义观点，培养学生分析问题和解决问题的能力。

情感态度价值观：让学生体验科学探究的乐趣，认识化学与日常生活的密切联系，激发学生热爱化学的情感，培育科学的态度和价值观。

4．需要利用的教育资源：镁带、盐酸、pH试纸、酚酞试液、化学保暖袋、塑料吸管、塑料杯、大头针、注射器

5、重点、难点、创新点：重点是运用特征反应推断、鉴定保暖袋中的化学物质（生石灰、碳酸钙、水）；巩固已学的酸碱盐等几类物质相互反应的知识。难点是设计方案证明红色物质的作用。创新点把源于生活的真实化学问题提练成一趣味性强的案例。这个化学问题中包含的元素化合物知识以生活情景形式呈现出来，使学生在真实的情景中学习化学知识，解决生活中的真实的开放性、非定域性化学问题，容易激发学生浓厚的兴趣和强烈的探究欲望，体验科学探究的基本过程，提高科学探究能力。

6、活动过程和步骤：

师：市场上有一种由广东潮安县几家食品厂开发生产的保暖袋深受中小学生喜爱。这种保暖袋用于冬天室外取暖。老师带来了这种保暖袋。（展示样品后给学生分发保暖袋，每桌发二个）。请大家阅读产品说明，并按照使用说明使用一个保暖袋。

生：阅读产品说明书。按照使用说明，用手拍打一个保暖袋，观察发热现象。

师：（立题）刚才大家用的保暖袋价格低廉，携带方便，用手拍打几下，3至5分钟保暖袋的温度就达70度以上。保暖袋中究竟装的是什么物质？今天我们一起来研究这个问题。先请大家猜一猜保暖袋中装的物质是什么。

生：（猜测）可能是生石灰和水、生石灰和酸、烧碱和水……

师：（板书）浓硫酸溶于水

            烧碱溶于水

            生石灰与水化合

            生石灰与酸反应

师：为什么拍打保暖袋几下就可发热？

生：保暖袋使用前，各种物质肯定是分开放置的。因为上述各组物质只要混合在一起就可发热。拍打的目的是让袋中的几种物质混合在一起。

师：采用什么措施让袋子中的几种物质相互隔开？猜测后请打开另一个保暖袋。

生：观察其中的物质存放、色态。

师：大家看到了什么？

生：保暖袋中装有一小袋浅红色液体和一些固态物，固态物有些田螺、蚌壳粹片。

师：从实物看，什么物质可能性最大？

生：固体主要成分为生石灰，液体主要成分为水或酸溶液的可能性最大。

师：从科学研究的角度看，我们已经作出了预言。预言是否正确，必须通过实验进行验证。即通过实验确定固态物主要成分为氧化钙、液体为水或酸。

师：怎样鉴定水、硫酸、盐酸、氧化钙？

生：（讨论）检验液体、固体成份的实施方案

师：请大家交流设计方案：

生1、液体与无水硫酸铜混合，检验有无水存在

生2、镁带插入液体中，检验是否有氢气，确定是否含酸

生3、pH试纸测液体pH，检验液体是否显碱性

生4、固体与水混合，观察溶解情况。取上层清液做下面实验

一份与无色酚酞试液混合、将二氧化碳通入另一份液体中

师：下面先研究液体的成分。研究液体的成分必须将包装袋中的液体取出。怎样将包装袋中的液体取出？

生：用注射器吸取，用剪刀剪开，用针刺破，用口咬破，用手挤压让其破裂。

师：这些办法哪几种较好？为什么？

生：用注射器或针刺破较好。用此方法易控制液体。

师：（演示）用注射器取出保暖袋中的液体，并与白色硫酸铜混合。

生：白色硫酸铜变蓝，说明液体中含水。

师：该实验能否说明液体的主要成分为水呢？

生：不能，因为水溶液不论浓稀都能使硫酸铜变蓝。

师：（演示）测液体的pH值，将镁带插入液体中。

生：pH约为7；无气泡产生。

师：（小结）红色液体pH约为7；镁带插入液体无气泡产生，说明液体中不含酸，液体使白色硫酸铜粉末变蓝，说明液体中的主要成分为水。下面我们按照开始设计的方案研究固态物的成分。

生：（分组实验）固体与水混合，观察溶解情况。取上层清液，一份与无色酚酞试液混合，将二氧化碳通入另一份液体中。

师：请各组交流实验情况。

生：酚酞试液遇上层清液变红，说明液体显碱性；二氧化碳通入液体中，液体变浑浊，说明液体为石灰水。

师：根据实验现象可知，固体中含氧化钙、液体中含水。我们初步认定保暖袋的发热原理为氧化钙和水化合放热。固体不可能是纯氧化钙，其中含什么杂质的可能性最大？

生：碳酸盐

师：（演示）固体与盐酸混合，产生气体。将产生的气体通入石灰水中，石灰水变浑浊，说明产生的气体为二氧化碳，固体为碳酸盐。

师：碳酸盐的来源？

生：烧制石灰时碳酸钙未完全分解，石灰与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。

师：为什么没有用石灰石为原料烧制石灰而用贝壳烧石灰？（演示）贝壳与盐酸混合，产生气体，说明贝壳中含碳酸盐。

资料显示：潮安地理位置、地域特征（潮安处于广东东部，紧邻南海，该县盛产贝类动物，贝壳资源十分丰富，石灰石比较少）。

师：保暖袋中的红色液体肯定是混合物，其中含有水，该液体与生石灰混合，放热是红色物质起了主要作用还是水起了主要作用？可以运用对比实验加以确认。为了排除偶然性，对比实验可以做2-3次。

演示：打开二个保暖袋，用一注射器吸取一份自来水，一注射器吸取红色液体（等体积），同时注入二份等质量的固体中，用温度计检测发热现象。

生：二者温度都上升到80度。

师：既然水与生石灰混合发热情况没有什么变化。为什么要配成红色液体？为什么加入有香气的物质？

生1：防止仿制。

生2：降底液体的凝固点，防止低温下结冰而冻裂包装袋。

生3：添香加色都是为了引起小朋友的兴趣，使保暖袋更具玩具功能。

师：如果拍打保暖袋不发热，原因是什么？

生：保暖袋包装密封不好，生石灰已变质。

师：保暖袋中的固体有21克，液体有6克。石灰与水的质量及二者的质量比是否可取任意值？

生：不能。若石灰与水的质量太多则发热量太大，若石灰与水的质量太少则发热量太少。根据氧化钙和水反应的化学方程式计祘可知生石灰与水的质量比为28：9，按“21克固体，6克液体”配料二者刚好反应(考滤生石灰中有杂质，必需让它稍过量)。

师：保暖袋的缺点有哪些？

生：缺点是只能用一次。

师：市场上利用化学原理开发的发热产品“热宝”很有特色，它可反复使用达千次以上。（展示“热宝”后）热宝发热的原理是什么？加热之后可还原，多次使用，奥秘又是什么？这个问题留给大家。

师：（小结）今天同学们运用假设、验证的科学方法及硫酸铜与水化合变色，二氧化碳与石灰水发生沉淀反应等一些特征反应，通过科学推断，确认了保暖袋中的主要化学物质（发热）为生石灰和水，辅助物质为香料和红色色素，杂质为碳酸钙和泥砂。通过这次探究，我们学到了什么？

生：知道了保暖袋中的化学物质为生石灰、水、碳酸钙等；巩固了酸碱盐有关知识，明确了化学与日常生活有密切联系，知道从原理到产品需要解决很多实际问题，学到了运用对比、猜测验证、推理等科学方法解决化学实际问题。

师：科学工作者用生石灰和水这两种很普通的物质化合放热的性质做成保暖袋，给我们的生活带来了方便。我们能不能利用化学原理想办法开发一些新产品？希望大家在这方面有所作为。

长作业：以“保暖袋中有什么？”为题写一篇小论文或日记；观察生活中的化学、化工产品，尝试利用所学化学知识开发一些化工产品。

板书计划：略

7、可能出现的问题及解决预案

学生基础不一样，可能一组只有1、2个同学在做，其他同学多在观看或等待，在知识、技能、方法以及情感上收获甚少；解决预案：将不同类型的学生答配并按6人一组开展合作学习；有的学生只看热闹不思原理。解决预案：教师提出实验目的，让学生设计实验方案，然后师生共同逐个讨论，寻找多种方案或确定最佳方案；有些实验现象不够明显。解决预案：教师及时指导，找出原因，还可带领学生深入探究原因，培养学生的创新精神和实践能力。

8、案例的价值

1.1“保暖袋中装的是什么物质”是一个源于生活的真实化学问题，具有趣味性。问题中包含的元素化合物知识以生活情景形式呈现出来，使学生在真实的情景中学习化学知识，解决生活中的真实的开放性、非定域性化学问题，容易激发学生浓厚的兴趣和强烈的探究欲望，体验科学探究的基本过程，提高科学探究能力。

1.2 “保暖袋中装的是什么物质”这一探究活动具有综合性。这个真实化学问题牵涉到定性与定量（计算）、操作与思辨等方面，学生在探究的过程中，学习解决复杂问题的方法，训练了发散思维和创造思维，提升了分析问题和解决问题的能力，懂得运用化学知识和方法去开发和利用化学资源，形成生活处处有化学、化学能提高人们的生活质量的观念，因而此案例有较高的思维价值和实践价值。

1.3“保暖袋中装的是什么物质”这一探究活动具有社会性。贴近生活，贴近社会是化学新课程的一个重要理念。从社会生活题材中，挖掘、设计生动多样的科学探究和实践活动案例，学生通过对这些问题的研究，体验化学与技术、社会的密切关系，使他们能用化学的视角去认识科学、技术、社会和生活方面的有关问题，培养求真务实的科学态度和社会责任感。　

9、活动成效

（1）学生对活动的反映.。随机问卷调查统计结果。1—5班学生对此活动的反映


随机调查人数
喜欢
无所谓
不喜欢

人数
百分比
人数
百分比
人数
百分比

9（1）班
40
37
92.5
2
5
1
2.5

9（2）班
40
40
100
0
0
0
0

9（3）班
40
39
97.5
1
2.5
0
0

9（4）班
40
39
90
3
7.5
1
2.5

9（5）班
40
36
90
4
10
0
0

合计
200
188
94
10
5
2
1

　　（2）通过活动学生的综合素质得到提高，个性得到充分发挥。

    学生（素质）自我评价表

调查项目
合计
开阔了眼界
丰富了知识
提高了观察力
提高动手能力
增强创造意识
更加热爱科技
提高了自信心

调查人数
200
200
190
130
142
113
192
158

百分比
100
100
95
65
71
56
96
79