摘要：师范类大学生作为公众中的一个特殊群体，不仅要提高自身的科学素养，而且承担以后向学生传递科学知识、科学能力、科学方法、科学精神和科学品质的重任。高校实验教学作为提升师范生的科学素质，培养其分析问题、解决问题的重要手段，有着其他教学环节不可替代的作用。通过化学实验可以培养学生实事求是的科学态度、严谨求实和一丝不苟的科学精神，既提高了化学学习的质量，又培养了学生适应社会发展的科学素养。
关键词：实验教学；科学素养；创造性思维；创新能力
人类社会进入21世纪，国际间的经济竞争、综合国力的竞争已演变为人才的竞争。而在21世纪，社会需要怎样的人才呢？要具有科学素养的、要有探究能力的、要有合作精神的、要有终生学习本领的、要能将理论与生活实践相联系的人才［1］。这些都在我们的新课程标准中提出了明确的要求。
1科学素养的涵义
对于公民科学素养涵义的理解和表述，随着社会和经济的发展不断变化而更新，而且有着深厚的时代背景。由于如今对科学素养的研究尚处于研究完善阶段，还没有形成统一、广泛认可的表述。虽然世界各国学者对科学素养内涵的见解各异，但又不乏共同之处。国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分，即对于科学知识达到基本的了解程度；对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度；对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。目前各国在测度本国公众科学素养时普遍采用这个标准。只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养的公民。《科学课程标准》认为，科学素养应包含这些内容：科学探究，科学知识与技能，科学态度、情感与价值观和对科学、技术与社会的理解等。具体来说，科学素养是对科学知识的理解和掌握，是对科学方法的掌握和应用及运用科学态度和科学精神去认识、理解科学的社会功能及社会影响［2］。
2化学实验教学的作用
化学是一门以实验为基础的自然学科，化学实验能为学生正确认识物质及其变化规律提供事实依据。化学教育家刘知新认为，化学实验具有以下教学功能：它是化学科学认识之源泉，是训练科学方法的有效途径，是养成科学态度的必由之路。实验教学具有目的性、探索性、现实性和易感知性，在化学教学过程中具有不可替代的地位。师范类大学生作为公众中的一个特殊群体，不仅要提高自身的科学素养，而且承担以后向学生传递科学知识、科学能力、科学方法、科学精神和科学品质的重任。高校实验教学作为提升师范生的科学素质，培养其分析问题、解决问题的重要手段，有着其他教学环节不可替代的作用［3］。随着新课程改革的深入，学生的科学素质教育日益凸显。在化学实验教学中，首要的任务是培养学生对科学的关心和热爱，即通过陶冶学生的科学情感来激发学生学习的兴趣，形成深入探究的意识。同时，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、团结协作的团体意识，还应注重在实验探究中培养学生敢于超越现状的创新精神［4］。
3在化学实验教学中提高学生的科学素养
（1）尊重实验事实，培养严谨的科学态度。由于受传统应试教育的影响，或者以前学校缺乏相应的实验条件而不能实施实验教学，大部分新生在初高中阶段停留在听实验、看实验的阶段，没有接受过正规的实验教学。当他们现在走进实验室，自己动手做实验时，惊奇地发现原来老师讲的或者教科书上陈述的实验现象与自己动手做的实验现象有许多不同之处。例如，氢气燃烧发出淡蓝色的火焰，而实际我们看到的是红黄色；在原电池反应教学中，老师告诉学生铜棒上有气泡，锌棒上没有，而事实是铜棒和锌棒上都有气泡产生；老师告诉学生二氧化碳气体通入澄清石灰水，石灰水会变浑浊，而学生自己操作时却没看到……教师要本着实事求是的原则既让学生明白实验的客观性，又要知道实验的复杂性，要引领学生一起分析研究这些事实而不是避开这些事实去空记前人的结果；要引导失败的学生进行思考分析，不断改进实验从而获得成功，而不是把所有的学生都统一到一个结论上来。教师应该为学生以后发展着想，为其终身发展培养一些受益的东西，那就是一种从实际出发，去发现问题、分析问题、研究问题、最终去解决问题的科学的研究态度［5］。
（2）培养学生科学探究能力。实验探究是学生主动探求知识和解决问题的一种研究性学习。这种学习方式重过程、重分析、重应用，它把学生置于一个动态、开放、主动、多元化的学习环境中，在向学生提出较高要求的同时也提高了学生的能力。①科学观察力的提高。化学实验千变万化，没有科学的观察力，学生就难以在瞬息万变的情况下发现问题。化学实验的观察要全面，不同的视角观察实验，能看到不同的现象，进而看到或想到不同的问题。钠与水反应有“变化快、信息呈现多”的特点，学生初次接触这个实验时，视觉受到强烈刺激，觉得好奇、有趣。观察时顾此失彼，一般很难一次收集到全面的信息。在教学中，笔者改以往“一次实验、交流补充信息”为“二次实验、自我完善信息”的教学方式。先让学生分组实验，自主观察、自我发现。当多组小组信息记录不全时，就及时安排他们再做一遍，并适时调控学生的情绪，提醒他们不能只看热闹，更要看门道。观察既要有序全面、又要敏捷，善于捕捉转瞬即逝的实验现象，及时唤醒多种感官。眼观色形态，手感冷和热，鼻嗅气味，耳听声音，全方位收集信息，以获取对实验的全面深刻认识。学生通过第二次实验，不仅观察兴趣得到满足，收集到的信息更多更全，而且“悟”出了观察的窍门，掌握了观察的要领。通过实验观察，可以训练学生边观察边思考，边发现问题边解决问题的能力，并对观察到的现象做出正确的反应。②科学处理信息能力的提高。在科学研究活动中，处理信息比收集信息更重要。对信息进行有效筛选、整合、重组，得出科学判断是科学探究的核心。在教学中，既要引导学生全面进行信息积累，又要指导他们合理取舍，正确判断。例如，钠与水反应看似一个化学反应，实际上伴随着化学变化，物质物理性质也表现出来，如钠的密度比水小，钠的熔点较低。教师应引导学生整合所有信息，根据学科知识结构进行重组，抽取有关物理性质和化学性质的信息，把交织在一起的实验现象进行优化处理，以提高信息处理能力。③科学探究习惯的养成。学生观察钠和水反应实验后，得出有气体产生的结论，以往为节省时间，很快转入下一环节的学习。实际上学生形成这一判断的思维过程存在偏差。笔者在指导学生实验时发现他们观察到一缕缕或一股股“气”从烧杯口逸出时低声议论有气体产生，笔者以此为切入点，追问：“你看到有气体产生，推测可能是什么气体呢？”根据守恒原理，学生只能得出氧气或氢气的判断（有的学生干脆借教材上的描述，直接认定看到的是氢气）。此时，笔者再问：“你真的看到了氧气或氢气吗？”学生这才恍然大悟，他们看到的并非氧气或氢气。那么，什么信息才能反映钠与水反应有气体生成呢？带着这样的疑问，笔者引领学生深思探究：钠球为什么会游动？是什么发出嘶嘶的响声？通过分析，学生真正明白了钠与水反应有气体生成的信息源，也深深体会到善于思考，刨根问底的习惯对科学研究的重要性。
（3）创造性思维和创新能力的培养。化学实验以其生动直观、现象新奇等特点而引起学生强烈的好奇心和求知欲，容易使学生对教学活动产生浓厚的兴趣，而兴趣是创造性思维的前提和条件。在实验教学中，要利用发散性问题启发诱导促使学生产生多种独特的想法，提高学生的创造性思维能力，这对于学生掌握知识形成能力有着特别重要的意义。设计、探索实验，不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要求他们灵活、创造性地综合运用这些知识和技能。设计性或探索性实验在激发学生的创造欲望，培养他们的创新意识和创造能力等方面所具有的作用，是其他常规实验无法比拟的。例如，学习原电池知识后，可布置一个课外作业，利用生活中的某些物品自制简易原电池。再如，做“乙醇的催化氧化”实验时只给大家一根铜丝和酒精灯能否完成实验，让学生自己思考，设计方案，解释原理，并让学生亲自动手操作，亲自实践，领略“创新”成功的滋味。另外，还可以结合教学内容，选择适当的实验设计题，让学生发挥自己的聪明才智，大胆设计方案，探索解决问题的多种途径和方法，再亲自动手实验。对步骤繁杂现象不明显甚至是不合理行不通的方案，也让学生试一试。在实验中发现问题，从失败中总结经验，取得效益，不断改进和完善方案，然后将不同方案进行评价。上评价课时，要善于营造积极宽松的思维氛围，鼓励学生提出个人意见，当有争议时，要肯定学生的标新立异，保护学生的好奇心、求知欲和创新精神。对存在的问题教师要及时给予点拨，疏通探索问题的思维障碍及某些知识的局限，在学生获得全面丰富的化学知识的同时，开发学生的创造性思维和创新能力。学生学习方式的改变对实验室的作用提出了更高的要求，实验室不但要在时间、空间上保证完成教材的教学任务，而且需要拓展实验室的功能，让实验室成为开展科学探究的场所，不仅仅是完成教科书中所要求的实验，还需要对学生开放实验室，让学生去做他们想做的实验。实验室开放是实验教学改革的迫切需要，也是新形势下实验室工作的努力方向。实验室的开放应包含两个方面：一是时间和空间上的开放，即学生可以通过一定的方式自行选择时间进入实验室开展实验；二是实验内容、手段、方法的开放，即学生实验的内容、采用的手段方法，只要符合实验室管理规章，经过确定程序的审批，都是许可的。在时间和空间上的开放，是实验室开放的初级阶段和基本要求，而教学内容、教学方法、教学手段上的开放，以及观念意识上的开放是实验室开放的高级阶段和本质要求［6］。开放实验室，让学生在实验室开展科学探究，这无疑会使实验室在培养学生的创新精神和实践能力方面发挥意想不到的作用［7］，达到培养学生动手能力的目的。化学是一门以实验为基础的学科，化学实验教学是最全面最有效的教学形式之一，要通过化学实验教学，使学生逐渐体会到化学实验是研究和学习化学的最基本方法，要掌握利用化学实验来探索问题和解决问题的科学方法。通过化学实验可以培养学生实事求是的科学态度、严谨求实和一丝不苟的科学精神。这样就能提高学生的化学学习的质量，培养学生适应社会发展的科学素养。
作者:叶文彬 单位:南通师范高等专科学校数理系
