吳應烈

新課程以提高每個學生的科學素養(yǎng)為總目標。而科學素養(yǎng)的核心是科學能力。在新一輪的課程改革中，面對科學教育的挑戰(zhàn)如何通過教學，培養(yǎng)學生的科學能力，是我們每位科學教師值得深思的問題。

1培養(yǎng)學生的實驗觀察能力

觀察和實驗是學習科學的基本方法。觀察是最基本、最重要的科學探究技能之一，是一種全方面的綜合能力。在實驗教學中，可以從以下幾個方面來培養(yǎng)學生的實驗觀察能力。

1．1觀察前制訂周密的實驗觀察計劃

在科學實驗中，要從物理現(xiàn)象中獲得關(guān)于物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化等方面的感性認識，必須有周密的觀察計劃，沒有周密觀察計劃就沒有科學的觀察順序。造成顧此失彼，觀察不夠全面，不得要領(lǐng)。學生在開始觀察時，往往會感到不著邊際，無從下手。因此，要指導學生制訂周密的觀察計劃，確定好觀察對象，擬訂出常規(guī)觀察項目和特殊觀察項目，明確觀察要點。否則，紛繁多變的物理現(xiàn)象瞬間消逝，如同過眼煙云，在物理實驗中培養(yǎng)學生的觀察素質(zhì)也就會成為一句空話。

1．2在實驗過程中培養(yǎng)觀察的目的性

每次實驗時，明確觀察的內(nèi)容。剛接觸科學實驗時，學生都有一種好奇心和神秘感。學生的觀察往往帶有一定的隨意性和情緒化，不知道要觀察什么?所以在觀察前應讓學生明確此時觀察什么，怎樣觀察，要達到什么目的等等。如教學《升華和凝華》，在指導學生做碘的升華和凝華實驗時，是這樣告訴學生的：請同學們認真觀察，并注意三個問題，過一會兒，杯中的碘有什么變化，燒杯中會發(fā)生什么現(xiàn)象，盛水的燒杯底部出現(xiàn)了什么。這樣學生就會根據(jù)觀察的目的，有的放矢地去觀察，會發(fā)現(xiàn)在盛水的燒杯下出現(xiàn)固態(tài)碘。如果觀察目的不明確，學生就會被杯中的紫色氣態(tài)碘吸引而很難發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象。

1．3教給觀察方法，培養(yǎng)觀察能力

(1)方位順序法。如在觀察實驗《觀察和解剖鯽魚》，先用肉眼觀察鯽魚適于水中生活外部形態(tài)，觀觀察解剖后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；從整體到局部。比如，觀察桃花的基本結(jié)構(gòu)，可以指導學生用肉眼觀察花的外形和基本組成部分。再進一步觀察花萼的顏色，有幾片；花冠的顏色，有幾片，雄蕊幾枚，由幾個部分組成。用鑷子夾開，用放大鏡觀察花藥里面有什么?雌蕊幾枚，由哪幾個部分組成?子房里有幾個胚珠?子房的位置?先上后下或先下后上；比如，用顯微鏡觀察葉片的橫切面，可指導學生按從上到下的順序進行觀察：上表皮→葉肉(柵欄組織、海綿組織)→下表皮。由左至右或由右至左；由近及遠或由遠及近；由表及里或由里及表。

(2)時間順序法。如教學《地球的繞日運動》，指導學生觀察一天中太陽下的桿影的變化；教學《動物的生命周期》，指導學生觀察蝌蚪的發(fā)育過程，運用科學的觀察方法不僅可以提高學習科學的質(zhì)量，更重要的是提高了學生的科學素養(yǎng)，這是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才所必不可少的。

(3)對比觀察法。對比觀察是抓住事物的特點比較其異同的方法。有比較才有發(fā)現(xiàn)。對比觀察有利于迅速抓住事物的共性和個性進而抓住事物的本質(zhì)。比如，觀察菜豆(雙子葉植物)和玉米(單子葉植物)種子的結(jié)構(gòu)，可指導學生進行對比觀察：兩者都有種皮和胚，異中求同；再同中求異。某豆種子子葉兩片，玉米種子子葉只有1片，前者營養(yǎng)物質(zhì)貯藏在于葉里，后者物質(zhì)貯藏在胚乳里。

(4)解剖觀察。解剖觀察常用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察方法。例如，觀察鯽魚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須進行解剖觀察。通過解剖觀察，使學生認識鰓的結(jié)構(gòu)和功能，魚鰾的位置及作用，心臟的位置和結(jié)構(gòu)。正確掌握解剖方法，明確認識觀察目的，為達到生物實驗解剖觀察提供了保證。解剖觀察既能培養(yǎng)學生的觀察力，同時也能培養(yǎng)學生動手操作能力。

(5)動態(tài)觀察。此法常用于生物的生活習性、生理功能、生物現(xiàn)象變化等方面的觀察。例如，在探索魚鰭的功能時，在魚缸里放三條活金魚，將一條金魚的胸鰭和腹鰭剪掉，把另一條金魚的尾鰭剪掉，一條做對比，讓學生觀察它們的游泳姿勢和速度。通過觀察，學生會發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出各鰭的作用。動態(tài)觀察法的趣味性強，可調(diào)動學生學習知識的積極性和主動性，提高學生學習生物學知識的興趣，促進學生積極思考，形成探索和發(fā)現(xiàn)的心理，從中培養(yǎng)了學生的觀察能力。

2在實驗中培養(yǎng)信息處理能力

在科學教學中，既要引導學生全面進行信息積累。更要指導他們合理取舍，正確判斷、如有刺激性氣味這一信息。會影響他們作出正確判斷，我肯定學生觀察仔細的同時，引導學生分析是由于試劑不純所致，使學生學會篩選，合理舍棄。鈉與水反應看似一個化學反應，實際上伴隨著化學變化，物質(zhì)物理性質(zhì)也表現(xiàn)出來，如鈉的密度比水小，鈉的熔點較低，引導學生整合所有信息，據(jù)學科知識結(jié)構(gòu)進行重組，抽取出關(guān)于物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的信息，把交織在一起的實驗現(xiàn)象進行優(yōu)化處理，提高信息處理能力。

例如，在制氧氣的實驗中，教師要引導學生盡可能用挑剔和批判的眼光去審視教材中用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣的缺陷，如反應條件要求高、并伴有副反應使制得的氧氣不純等，讓學生抓住問題的關(guān)鍵，進行深入思考，設(shè)計出較合理的實驗方案。通過比較發(fā)現(xiàn)用H₂O₂制O₂不僅產(chǎn)物純度高，而且安全、簡便、快速。教師要鼓勵學生敢于從多方位、多角度、多途徑去思考問題，對獲得的信息從科學性、安全性、可行性、簡約性方面進行分析、評價，最后找到最佳結(jié)果。

3在實驗中培養(yǎng)學生的表達能力

新課標又明確提出，要培養(yǎng)學生主動合作、分析討論和交流表達的學習方式。所謂實驗中的表達能力，是指運用科學的概念和原理對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果，進行分析并做出解釋，得出正確結(jié)論的能力。如在《空氣組成》一課中主要采用同桌學生討論探究方式，經(jīng)過合作討論探究，在這一課中學生充分理解了“為什么水會進入集氣瓶?為什么能用紅磷燃燒來驗證空氣的組成?為什么進入的水小于集氣瓶體積的五分之一?”等問題，增強學生相互合作、彼此交流的科學能力，又能培養(yǎng)學生的語言表達能力。

教師要鼓勵學生用自己的語言表達自己的思維，以擴展學生的思路，活躍學生的思維，使其能在學習知識的同時，學會運用知識。思維和語言是不可分的，沒有語言，就不可能有人的理性思維；同樣，沒有思維，也就不需要作為承擔工具或手段的語言。如在“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中。通過蠟燭在大于2倍焦距、小于2倍焦距大于Ⅱ倍焦距、小于1倍焦距時，通過移動光屏獲得清晰的像，讓學生的實驗過程中把焦距、物距、像距、實像等知識用口語或文字的形式表達出來，比讓學生死記硬背成像規(guī)律好多了。還有的這實驗中結(jié)合成像規(guī)律在生活實際中的運用來學習，那么學生思維能力會更好。

4在實驗中培養(yǎng)學生的閱讀學習能力

教師不僅要教學生學會，更重要的是教學生會學。自學能力是一種較高要求的科學能力。是建立在觀察、理解、思維、記憶等能力基礎(chǔ)上的一種比較綜合的獨立學習的能力，它是多方面能力的綜合。使學生具有自學能力，能獨立地獲得和探索知識，這是教育的最終目標之一。因此，教學中不僅要指導學生自學的訓練，還要指導學生把握閱讀規(guī)律，學會閱讀教材。讓學生從教師的引導、啟迪中悟出道理，養(yǎng)成在閱讀中思考的學習習慣。教師要給學生擬定閱讀提綱。如教學《地球上五帶的劃分》，我設(shè)計了這樣的自學思考題：(1)五帶劃分的依據(jù)是什么?(2)五帶的類型?(3)各溫度帶的生物類型一樣嗎?為什么?(4)你認為還有其他的劃分方法嗎?在教學中應該給學生充分的思維和想象提供自由遨游的空間。

5在實驗中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力教育的主要目標之一，也是培養(yǎng)科學能力的關(guān)鍵所在。新課程倡導探究性學習，就是要改變學生的學習方式，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。而實驗教學就是一個培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的好載體、好平臺。在實驗中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力呢?我的方法是：問題一假設(shè)一推理一驗證一結(jié)論。例如在做C還原Cuo的實驗時，教材中介紹了兩種處理尾氣的方法：(一)用氣球收集尾氣；(二)改進實驗裝置用酒精燈的火焰燃燒掉Co。利用這兩套裝置，引導學生分析各種裝置的利弊。(1)氣球吸收不方便、不保險；(2)用酒精燈火焰處理不節(jié)省。啟發(fā)學生積極思考，提出各自的處理方法，然后互相討論。在討論的基礎(chǔ)上，對學生提出的方案進行分析，學生的興趣性大增，經(jīng)優(yōu)化篩選后，大家一致認為以循環(huán)利用法來處理尾是一種更好的方法。最后讓學生在實踐課進行實驗驗證。實驗結(jié)果表明，還原同樣多的CuO，采用循環(huán)利用法可以減少C的用量，減少環(huán)境污染，培養(yǎng)了學生創(chuàng)造性思維能力。

創(chuàng)造性的思維能力是創(chuàng)新能力的核心，在科學實驗教學中，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力應注意以下幾個方面：(1)在教學實踐中，應該有意識地使用創(chuàng)造教育的教學模式，組織學生進行學習活動，從而培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。(2)注意創(chuàng)造性思維的發(fā)散性特點，培養(yǎng)學生善于對已知事物進行懷疑和再思考，能夠打破習慣性思路，提出幾種解決問題的辦法。(3)充分發(fā)揮科學學科緊密聯(lián)系社會生活的優(yōu)勢，通過教學實踐培養(yǎng)學生類似聯(lián)想、對比聯(lián)想，因果聯(lián)想等能力。

6在實驗中培養(yǎng)學生的科學品質(zhì)

科學實驗教學是培養(yǎng)學生科學能力的一種最有效的形式，是科學素質(zhì)教育的有機組成部分。

學生在做實驗時，一方面是實驗技能學習，另一方面是學習品質(zhì)的培養(yǎng)。科學實驗培養(yǎng)學生實事求是的精神、一絲不茍的精神和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度?？梢宰屍綍r注意力不集中的學生學會專心致志；讓對學習沒有信心的學生找到自信；讓沉默少言的學生學會交流和討論。學會協(xié)作和互助?；瘜W實驗還可以讓學生學到做事的有條不紊；學習做事的格式與方法；學習思維的發(fā)散與集中。如每一次實驗的成功，可以讓學生思考，實驗的內(nèi)涵和包含的知識。實驗的失敗可以讓學生探究自己失敗的原因與存在的問題，應該如何進行改進?學會在學習中反思自己。