耿雁冰 吴瑛

摘要： 科学方法是科学素质的构成要素之一，科学方法教育是培养学生基础性学力、发展性学力和创造能力的需要，是全面提高学生素质、保证学生可持续发展的需要。化学教学中科学方法的渗透可以从新课引入、方案设计、化解生成、单元复习等四个方面进行。

关键词： 化学教学； 科学方法； 方法教育

文章编号： 1005-6629（2018）7-0054-04 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

科学方法起源于科学实践活动，既具有实践性又具备理性内涵。从教育实践看，中学生学习科学方法的过程，通常是由无意识，潜意识，朦胧意识发展到清晰意识、自觉意识；由获得科学方法的印象、形成感性的经验，逐步发展到形成理性的认识，并在此基础上进一步形成对科学方法的喜爱，形成科学方法意识，形成应用科学方法的技能和能力[1]。

吴俊明教授等认为应该结合我国中学教育国情实际，把科学方法教育分散、融合在整个课程中，并且在不同的教学阶段，引导学生对科学方法进行讨论和小结，避免科学方法跟研究对象分离，使之容易被学生接受。

初中化学探究的过程是学生寻求答案的过程，更是学生经历知识发生、培养探究能力的过程。在此过程中，科学方法的作用不容小觑。科学方法不应是教师灌输给学生的一个生硬的名词，而应该是学生在研究问题时能够运用的利器。合理地运用科学方法是科学探究得以顺利进行并取得成果的保证，学生只有真正掌握了科学方法，才能具备独立解决问题的能力。如何让科学方法成为学生思考问题时的习惯手段，是每一位教师应该认真思考的问题。教师在教学过程中要善于抓住时机，培养学生的科学方法意识，循序渐进、

逐步渗透、让科学方法生根发芽。在教学实践过程中，笔者就如何寻找渗透科学方法教育的契机，对学生进行科学方法教育，作了一些尝试与思考。

1 新课教学引入时的科学方法渗透

案例1 “分子、原子”第一课时

教师进行品红扩散实验时，拿出两个烧杯。

师： 同学们，这两个烧杯里，一杯是凉水，一杯是热水，我分别向其中加入少量品红，请大家观察现象。

生1： 两个烧杯里的水慢慢都变红了。

生2： 热水的烧杯里，品红扩散得快些。

随后的教学中，学生很容易理解，在受热的情况下，分子能量增大，运动速率加快。

在进行探究教学时如果从中间教起，教的是结论，学的是技巧，而从开头教起，则教的是思维，收获的是智慧。此时，我们最好的选择就应该是帮助学生构建一个符合其认知能力的思维框架，借此来将无形转化为有形，利用直观现象将隐性的科学方法显现。学生接触化学不久，尽管在物理中已经接触到对比实验这一科学方法，但仍然不能完全理解，更谈不上迁移使用。所以教师在教学设计时应将这一方法预设其中，让学生形成这一前概念，为之后氨气分子运动的对比实验搭建理解的梯子，学生就能易于理解几个步骤背后所蕴含的方法。这一考虑适应了学生的发展水平，既易于被学生接受和掌握，又有利于学生完成认知任务，从而形成科学的世界观，形成科学精神、科学态度，养成良好的非智力品质[2]，而在这个过程中，哪怕仅仅是细小的改动，也可以成功渗透科学方法。

2 探究方案设计中的科学方法渗透

案例2 教师在向少量NaOH溶液中通入少量CO2之后，请学生观察现象，并提出问题： NaOH溶液也是碱溶液，是否也能与CO2反应？

经过讨论之后，学生认为之前探究二氧化碳能否与水反应利用了几朵石蕊浸泡而成的干燥的紫色纸花，他们觉得此次这个实验也要借助其他的试剂或者仪器。

教师点评并继续提供信息： CO2与NaOH溶液反应的原理和CO2与Ca（OH）2溶液反应的原理一样，即CO2+2NaOHNa2CO3+H2O，Na2CO3可溶于水且溶液呈碱性。

甲同学： 可以借鉴二氧化碳与水反应的实验设计原理，证明变化后的物质不同于反应物，它是一种新物质，利用反应前NaOH溶液呈碱性，反应后Na2CO3溶液呈中性的特点，用酚酞试液来探究。

乙同学： 老师刚才提到Na2CO3溶液也呈碱性，用酚酞证明新物质不可靠。我们组也是抓住新物质的特点，只是我们打算用稀盐酸来证明新物质。

丙同学： 首先我们同意乙同学的方案，但是我们还有一种方法，我们是借鉴了书本117页二氧化碳溶解性实验的装置，也就是利用软质塑料瓶形状的变化，说明二氧化碳是真正的反应物，从而说明该反应是能进行的。

教师点评： 同学们设计方案的切入点找得非常好，从反应物的减少或消失、新物质的产生这两个角度来设计。而且很好地借鉴了前面所学的实验方案，说明同学们有一定的知识迁移能力。但设计一个实验方案必须符合科学性，要求设计的方案必须严密，不能有漏洞；符合操作的可行性，利用我们现有的仪器、药品在较短时间内完成；符合实验的可观察性，现象要明确，这样得出的结论才具备可靠性。刚才第三组的方案还有些漏洞，同学们能发现并且弥补吗？

经过讨论，学生找出了这一漏洞： NaOH溶液中本身有水，而二氧化碳能溶于水。进而又进一步完善了这个方案，设计了二氧化碳溶于水、通入NaOH溶液的对比试验。

可见，方法总是和一定的任务联系着的，为了让学生成为学习科学方法的主体，教师需要精心地设置活动的情景和任务，组织学生讨论和设计完成任务的方法，交流有关经验，并适时从不同层次做好方法的总结。思维方式是科学研究活动方式和科学方法的核心成分，在认识研究对象的过程中，主体获得的感性材料只有通过思维加工才可能上升为理性认识，也才能真正地、更好地把握研究对象。

上述案例中，由于初中学生灵活运用科学方法的能力尚显不足，教师便通过与学生的对话来寻找他们思维的盲点，然后在关键处给予适當的点拨，激发出学生的智慧火花。在倾听和尊重学生观点的基础上，

教师引导学生的研究一步步向前推进，形成完整的方案。设计实验的过程，对学生而言便是灵活运用方法的过程。科学探究会不断激起学生的好奇，让学生产生为什么的悬念，是进行科学方法教育的极佳时机。使学生经历科学知识与科学过程和方法的相互作用，就是提倡学生亲自做科学，也就是亲自进行科学探究。做科学是进行科学方法教育的最有效的手段和途径，方案设计作为探究教学过程中的重要一环，其中渗透的科学方法无疑有着重要的意义。

3 化解意外生成时的科学方法渗透

案例3 教师在“碳的单质”的一节的教学中，发现用活性炭吸附红墨水中颜料的实验中，过滤出来的红墨水，颜色较之前并没有明显变淡。

教师提出：“实验吸附时间比较短，现象不是很明显。同学们认为应该怎么办？”

大多数同学说重新来一遍，同时做个对比实验，即便是吸附时间短，变化不明显，也可以通过对比看出。教师按照学生的建议用一杯没有过滤的红墨水做对比，实验取得了比较好的效果。

试验总结时，教师问，通过实验除了证明表现出活性炭有吸附性之外，在实验方法上同学们还获得了什么收获？还有哪些疑惑？

学生1： 现象不明显时可以两组同时进行，对比的时候看得很明显。

学生2： 其实老师的实验好像也有一点问题。

教师连忙追问他问题在哪里。

学生2： 在过滤的时候，你没有交代清楚滤纸会不会把颜色吸收过滤掉。所以，老师要过滤的话，应该是同时过滤不加活性炭的红墨水和加活性炭的红墨水。

教师不禁对这位同学竖起了大拇指……

课堂教学需要教师在认真研读教材，仔细研究学生的基础上进行精心预设，然而课堂是个多维度的教学空间，其中存在着许多不可控的变量，所以课堂实际的生成往往会与最初的预设产生差异。教师面对这样的情况，需要做的不是逃避，而是用科学的眼光、智慧的方法去最大化地挖掘其内在的价值。

在案例3中，教师原本期待着实验早点结束，学生知道活性炭具有吸附性就好了，但是实验时出现了意外，教师作为一个尊重事实、讲究方法的身体力行的人，意识到这是一个求之不得的教育时机，应充分利用这一生成的价值，所以，在第一次失败后，教师又尝试了第二次，而且更在实验结束时进行了科学方法的总结。教师的引导能够帮助学生认识到： 科学方法并非空中楼阁，它扎根于现实，是探寻真理途中必不可少的至宝。这样，既兼顾了对事实与科学的尊重，又让学生展开了对方法的简单回顾，使学生在无形中感受到了科学方法的广泛运用，使课堂价值得到了提升。

4 单元复习教学中的科学方法渗透

案例4 教师投影了一张拉瓦锡研究空气成分的实验装置图，请同学描述一下这个实验。

生1： 拉瓦锡把汞放在密闭的容器里连续加热了12天，然后发现容器内空气差不多减少了1/5，后来继续研究，发现减少的1/5就是氧气的体积。

师： 结合这位同学的回答，联想到我们之前的学习，我们知道，任何一个实验都有三个要素： 作为实验对象的物质体系；适当的仪器装置和必要的安全措施；合理的实验步骤和规范的操作技术等。这一点在我们以后的学习中也要注意并逐渐领会。

之后投影对应反馈练习：

某校研究性学习小组查阅史料时发现： 早在300多年前，英国化学家波义耳在一个敞口容器中加热一种金属，结果发现反应后质量增加了，由此得出反应前后质量不守恒。之后，俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭玻璃瓶内燃烧金属，发现反应后质量不变，由此得出反应前后质量守恒。这两位科学家的实验相似，为何结论不同？该学习小组沿着科学家的足迹进实验探究，请你完成以下相关内容：

（1） 交流讨论： 两位科学家得出不同的结论究竟与哪些实验因素有关呢？

（2） 提出假设： 若用同种金属容器进行实验，两位科学家得出不同的结论，主要原因可能是什么？

在随后的质量守恒定律微观解释中，教师又结合了水的组成发现这一例子；在进行方程式计算时，教师又结合拉瓦锡发现质量守恒定律编制了习题。

化学发展史就是一部科学方法论发展史，在化学教学中结合教学内容介绍化学科学发展的史料，将化学概念、定律的历史发展过程展现给学生，不仅可以使学生领略到科学家的人格魅力，还可以使学生了解历史事实之中所隐含的假说、验证、分析、推理等思维方法和科研方法，作为学生学习的范例，潜移默化地培养科学的思维模式，启发学生掌握科学的研究方法。通过史料切入，让学生亲自参与了解科学知识产生及其科学研究过程，不但使学生深入了知识的学习，更深化了科学研究的思维过程，不但让学生理解了其中隐含的各种思维方法，更受到科学方法和严谨科学态度的熏陶，从而认识到科学方法在化学发明、发现中的重要作用，以及应该怎样应用科学方法去发现问题和解决问题。这正是科学教育重视培养学生适应未来生活的能力和素质的体现。

科学方法的学习不是一次两次涉及就能完成的，为了使学生达到某种科学方法的习得要求，需要精心的设计，力求具有典型性，以及适当的反复、变式和梯度。在化学教学设计中，应结合具体的化学教学内容特点，分析所要落实的科学方法的性质、教学的阶段、内容载体，确定好科学方法教育的目标层次，以便在课堂教学中具体实施。初中化学教材在进行到“质量守恒定律”之前编写了若干化学史料，在教学中，我们也会剖析其中蕴含的科学方法，但不成体系。上述案例中，教师利用单元复习教学的机会，把空气中氧气含量的测定、水的组成、质量守恒定律等几个重要的化学事件串联起来，在为学生讲述历史事件的过程中，又一次深入理解其中的科学方法。教师在教学设计中，不但让学生回忆化学事件，而且还将其他类似蕴含科学原理、科学方法的化学事件作为反馈练习，更加拓展了学生的视野，丰富了科学方法的教育，体会到教授化学科学知识时，要让学生充分体验认识化学知识要经历感性到理性的科学认识过程。

培养学生科学方法意识的过程是一个日积月累的过程，需要师生共同不懈的努力。在此期间，教师必须具备创造和发现时机的能力、把握时机的敏锐和利用好时机的智慧，在探究过程中为学生营造学习科学方法的氛围，机智应对课堂的动态生成，让学生在轻松愉快的环境下，自觉自愿地运用巧妙的方法克服一个又一个难题，借助成功体验激发学生的学习动力。当学生沉浸在学以致用、学有所用的快乐中时，主动运用科学方法解决问题的意识和理念也将慢慢在他们的心中生根发芽、茁壮成长。

参考文献：

[1]王后雄. 中学化学科学方法教育的内容和教学设计[J]. 教育理论与实践， 2005， （2）： 61～63.

[2]吴俊明. 中学化学中的科學方法教育与课程教材改革[J]. 化学教育， 2002， （7）： 6.