如何培养学生探究能力，提高科学素养
“新课标”下化学方面培育学生科学素养和探究能力
［摘要］新课标中的“科学素养”理念和三个维度的课程目标是新课标的一大亮点，方向明确，内容翔实，要求具体，给化学教学赋予了新的教育内涵，对中学化学课程的改革和发展具有重要的指导意义，为了探索适应新课标下的教学，正确培养学生的科学素养，就必须明确科学素养的涵义，了解科学素养的意义，明确与科学素养相匹配的化学教学目标体系，才能培养出具有科学素养的人。
［关键词］课程标准，化学，实验，科学素养， 探究能力, 培养
教育部颁布的《全日制义务教育化学课程标准》(以下简称“新课标”)明确指出：“义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的科学探究能力，使学生获得进一步学习和发展需要的化学基础知识和基本技能，引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感，提高未来公民适应现代生活的能力。”[1]新的化学课程目标从提高未来公民科学素养的高度，构建了从知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观三个维度的课程目标体系，全面体现了新课改理念和对学生科学素养的要求，更符合学生的发展需要，具有较强的时代感[2]。长期以来的化学课堂教学片面强调知识与技能目标，忽视了全面培养学生的科学素养。因此，如何发挥化学课程的教学内容覆盖面广，实验类型多，与生活关联强的学科优势，使其真正成为培养学生科学素质的重要领域，应是每位化学教师研究和探索的课题。
1科学素养的概念
“科学素养”一词源自英文scientific literacy，这个词本身有两个不同的含义：一个是跟学者专家有关，指有学识、有教养；另一个跟普通公民有关，是指有文化、能阅读、书写和计算。最旱给科学素养下定义的是美国斯坦福大学科学教育专家赫德(p.d. h u rd )他于1958年撰写了《科学素养：对美国学校的意义》(science literacy，its meaning for american schools)一文，文中把科学素养解释为理解科学及其在社会中的应用，并探讨了科学与社会的联系[3]，随着科技和社会的发展，科学素养的内涵也发生着变化。20世纪50年代，科学素养强调的是了解科学术语和科学过程，能阅读报纸或杂志上有关的科学技术方面的报道和争论的能力。到20世纪70年代，随着科学技术对社会
1
影响的增大，科学素养的内涵中增加了对科学与社会的关系、科学的道德规范、科学和人类的关系等方面的要求：重视解决问题的能力，如运用科学方法解决日常问题、掌握科学研究基本程序等。自20世纪80年代中期以来，科学素养的内涵进一步丰富和深化，包括了科学世界观、科学事业的性质、科学思维习惯以及科学对人类事务的影响等方面[4]，2000年，联合国经济合作与发展组织(oecd)启动了著名的pisa项目，其中对科学素养的定义是：科学素养是指在科学技术极大地影响着人们的生活的条件下，科学地思考问题的能力。这种素养包括理解科学概念并运用科学观念的能力。其中，科学概念涉及物理、化学、生物科学、地球与空间科学等学科。我国在由国务院2006年2月6日正式发布的《全民科学素质行动计划纲要》也对“公民科学素质”的内涵作了界定：“公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力”。
2培养学生科学素养的意义
2.1 中小学基础科学教育，是我国实施科学素养行动的最紧迫和最关键的任务
自20世纪90年代初以来，中国科协针对18岁至69岁的成年公众相继进行了5次科学素养的专门调查。调查结果显示：中国公众的科学素养整体水平虽然呈现快速增长的趋势，但与发达国家相比还有很大差距，随着受测试者的受教育程度的提高，具备科学素质的比例也在提高。但是，从比较中我们看到，我国具备科学素养的公众中受过正规的学校科学教育的比例均与美国、欧洲、加拿大等发达国家存在较大的差距。各国经验表明，正规的科学教育是提高公众科学素养的最基本的途径和最主要的手段，因此，我国的学校教育，从小学、中学到大学，在提高公众科学素养方面任重而道远，特别是中小学基础科学教育，是我国实施科学素养行动的最紧迫和最关键的任务。
2.2 未成年人是实施科学素养行动的重点人群之一
目前，世界各国都将未成年人作为提高科学素养的重点人群，未成年人科学素养水平是我国未来人力资源的基础，决定国家未来的科技创新能力，是实现21世纪中叶我国成年公民具备较高科学素养的长远目标的关键。随着我国“全民科学素质行动计划”(2049计划)的正式启动和实施，人们日益认识到，公民具备科学素质是建设创新型国家的重要基础，培养学生的科学素养具有重要的现实意义。我国《全民科学素质行动计划
2
纲要》将未成年人列为实施科学素养行动的四大重点人群之一，提出要完善基础教育阶段的科学教育，提高学校科学教育质量，使中小学生掌握必要和基本的科学知识与技能，体验科学探究活动的过程与方法，培养良好的科学态度、情感与价值观，发展初步的科学探究能力，增强创新意识和实践能力。
2.3 培养学生的科学素养是适应现代生产和生活的需要
科学技术的社会化和社会的科学技术化，是现代科学技术发展的一个显著特征和重要发展趋势，科学、技术与社会相互作用的结果，一方面使得科学技术渗透到社会的各个领域，极大地改变了人们的生产方式、工作方式、工作质量、学习方式和生活方式。另一方面也对享受现代科学技术福祉的公民素质提出了更高的要求，要求每一位公民都应具有一定的科学素养，具有一定的科学知识和科学方法，能认识科学的本质和价值，能积极参与有关科学技术的社会问题讨论和决策，一个不具有基本科学素养的公民，是很难在未来的社会中生活和生存的，因此，培养学生的科学素养是学生将来适应现代生产和生活的需要。
2.4 培育学生的科学素养是化学课程改革的重点
化学教学旨在把未来的公民培养成为具有一定的化学科学基础知识，正确地认识化学这一科学的本质，成为具有良好的科学态度、情感和价值观，能认识科学、技术与社会之间相互关系，具有人类和社会可持续发展的意识、有社会责任感的公民。由于化学作为一门自然科学，其教学内容覆盖面广，利于多层次、多渠道地实施科学素养教育，所以教育部颁布的《化学课程标准》确立了化学课程改革的重点是“培养学生学习化学的兴趣、以提高学生的科学素养为主旨”，这一新课程理念对中学化学课程的改革和发展具有重要的指导意义。
3．基于科学素养的化学实验教学目标体系
科学素养的基本要素包括“科学知识”、“科学过程和科学方法”、“科学的本质和价值”，培养科学素养，如何构建与科学素养相匹配的化学实验教学目标体系是关键
[3]
，为此新课程标准制定了化学实验教学目标体系如下表所示：
3
表 化学实验教学目标体系 化学实验教学目标 实验知识与技能 实验探究能力 化学实验事实知识，化学实验仪器和药品方面的知识，化学实验安全方面的知识，化学实验基本操作技能，化学实验仪器和药品的选择技能，综合运用技能 发现和提出实验问题能力，猜想与假设能力，实验设计能力，控制实验条件能力，收集证据能力，得出结论能力，反思与评价、讨论与交流能力 实验态度、情感与价值观 被动型实验态度，兴趣型实验态度，自觉型实验态度，正确的情感与价值观 培养学生的科学索养 注：表格引自：张建夫等.化学课程中学生科学素养的培养.
4、实施科学素养的实验教学策略
4.1在化学实验中感悟科学情感，培养中学生良好的科学品质
科学品质是一种非智力因素，它主要包括情感、意志、兴趣、作风、态度等方面。良好的科学品质能使人们乐于参与科学的学习与实践活动并从中得到乐趣和满足，能使人们有坚强的意志，表现出高度的自觉性、顽强性和自制性，能坚持实事求是的作风，谦虚谨慎、勤奋努力。在中学化学教学中，通过多种生动活泼、丰富多彩的实验活动，逐渐培养学生的良好品质，对发展学生科学素质有重要意义。
化学实验及实验过程中蕴含着大量的、直观的素材，及时适度地利用这些素材组织教学，不仅可以使学生从中感悟化学实验的内在乐趣，而且还能让学生的科学情感在实验的过程中得到陶冶和提升。例如，通过向学生展示整洁规范的实验环境、摆放有序的仪器装置、形状多样的实验仪器、丰富多彩的实验现象等，培养学生的鉴赏能力，以此激发学生学好化学的兴趣；通过教师规范而熟练的操作演示及讲解说明，让学生在感受实验操作的同时，引发对化学实验规范的思索，确立基本的科学实验态度；通过学生实
4
验、家庭小实验、趣味实验等实践活动，让学生在动手实验、观察现象、揭示本质的一系列活动中亲身体验化学实验的内在乐趣，激发求知和探究的欲望；通过组织学生撰写实验报告或设计实验方案等活动，让学生把在实验过程中的感悟充分表达出来，培养学生实验表达能力和创造能力。
4.2解决生活中的化学问题，提高学生学习化学的积极性
学生的化学素质重要的是看他能否运用化学知识去理解、解释、解决生活中的化学问题，去学习新知识以适应社会发展的需要，因此，在中学化学教学中应紧密联系生活、生产、科技等方面的知识，训练学生应用化学知识解决实际问题的能力。新课标提倡从生活走进化学、从化学走向社会。学习化学的兴趣是学习化学的主要动机之一。生活中的化学与学生有着密切的关系，从学生熟悉的身边化学现象入手，引导他们发现问题、展开探究，增强学生学习科学的兴趣，加深他们对化学知识在生活中应用的认识。例如，学习“水”时，介绍新型能源的开发、目前各国开发新能源的举措等，又如，学习酸的通性、ph时，要求学生用ph试纸测定肥皂水、食醋、矿泉水等液体的ph值，要求农村学生测自家土地的ph值，判断各种液体和不同土壤的酸碱性，使学生亲身体验到生活离不开化学，化学源于生活。
4.3在团结协作的实验探究中，培养中学生的科学精神
21世纪不仅是竞争的时代，也是交流合作的时代。科学技术的进步、社会分工的细化，人际之间的交往将日益频繁。新课标要求培养学生团结合作的能力，因此，合作也是化学教学的重要课题和目标，理应成为学科教学关注的热点。
中学化学实验中，有许多都是以团队协作形式呈现的，如小组实验、兴趣实验、研究性实验等等。教学中，应根据不同的实验类型，积极创造条件，组织学生开展小组研讨和实践活动，让学生在交流才智、集思广益、共同解决问题的过程中学会交往，从中培养学生的团结协作意识。
4.4在改进实验的过程中，培养中学生的创新能力
中学化学实验中，还应培养敢于超跃现状的科学创新精神。科学精神是科学素质的灵魂，也是培养科学素质的人格要素，它体现的是人们对所从事的科学活动的关心和热爱，对科学研究的基本态度。因此，中学化学实验教学中，不仅要培养中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敢于超跃现状的科学创新精神。在当前大力提倡和实施素质教育的今天，根据化学实验
5