淺談實(shí)驗(yàn)功能開發(fā)的視角

華利平

（寧波市鎮(zhèn)海中學(xué) 浙江 寧波 315200）

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)：“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。由于受到高考指揮棒的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著重理論輕實(shí)驗(yàn)的思想。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)教師課堂上講實(shí)驗(yàn)，課后學(xué)生背實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)也只是作為一種形式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式往往也是單一的以驗(yàn)證性的演示實(shí)驗(yàn)為主；復(fù)雜的，有難度的教師往往選擇放棄不做。更有甚者，教師迷戀于多媒體模擬實(shí)驗(yàn)，舍棄了實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)。雖然驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是有利于學(xué)生加深理解教師在課堂上講解的內(nèi)容，增加感性認(rèn)識(shí)，但對(duì)于一個(gè)已知結(jié)論的實(shí)驗(yàn)而言，不利于學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展，這種重結(jié)果輕過程的教學(xué)方法與新課程理念背道而馳。幫助學(xué)生了解化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)操作技能不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全部，實(shí)驗(yàn)在邏輯思維的培養(yǎng)、科學(xué)方法的建立、優(yōu)良情感的塑造等領(lǐng)域同樣發(fā)揮著重要的育人功能，所以應(yīng)該轉(zhuǎn)變思維，有必要開發(fā)、重塑中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能。下面我就談?wù)剬?shí)驗(yàn)功能開發(fā)的幾個(gè)角度，與同行交流。

一、單一知識(shí)驗(yàn)證功能轉(zhuǎn)變多樣化的知識(shí)滲透

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)過程是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)環(huán)境相互作用，進(jìn)行“同化”與“順應(yīng)”過程。改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，積極尋求學(xué)生主動(dòng)參與。在完成實(shí)驗(yàn)對(duì)基本知識(shí)的驗(yàn)證后，揭示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后面的內(nèi)在規(guī)律，挖掘?qū)嶒?yàn)中滲透的其他知識(shí)，使一個(gè)實(shí)驗(yàn)為多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)服務(wù)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)知識(shí)功能的最大化。

案例一：濃稀硫酸在濾紙上寫字烘烤都變黑。針對(duì)總有部分同學(xué)會(huì)有揮發(fā)的硫酸分子錯(cuò)誤觀點(diǎn)，在進(jìn)行濃硫酸有關(guān)性質(zhì)教育的過程中增加對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)稀硫酸也變黑，證實(shí)水易揮發(fā)，稀硫酸變成濃硫酸使紙脫水，從而確認(rèn)硫酸不易揮發(fā)。

案例二：過氧化氫中加入氯化鐵溶液的顏色加深。催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率，而本身參加化學(xué)反應(yīng)，但是這樣的例子在高中化學(xué)中不多見。所以在使用該實(shí)驗(yàn)時(shí)不僅要突出本實(shí)驗(yàn)催化劑對(duì)過氧化氫分解速率的影響，而且要適時(shí)的利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象由黃到紅又到黃的過程，分析得出催化劑確實(shí)參加化學(xué)反應(yīng)的實(shí)例。

二、單一的操作能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為多維度的能力提高

高考中沒有化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容，高中階段的化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查也只是流于形式。許多中學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視，尤其是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力不重視，許多實(shí)驗(yàn)根本就不給學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，最典型的事例就是學(xué)生連火柴也不會(huì)劃。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要重視學(xué)生操作能力的培養(yǎng)，放手讓學(xué)生去操作。但單一的提高學(xué)生的操作能力還不足以改變學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ醯默F(xiàn)實(shí)，很多同學(xué)的操作順序完全按照實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上的步驟“照方抓藥”，不會(huì)對(duì)為何是設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)步驟產(chǎn)生疑問，不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的“不合理”現(xiàn)象產(chǎn)生疑問，要改變這種局面就要積極創(chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)多維度的能力培養(yǎng)。

1．觀察能力

觀察旨在通過發(fā)現(xiàn)和探索，將觀察得到的信息，通過分析、歸納、綜合、概括等思維活動(dòng)，達(dá)到認(rèn)識(shí)事物及其變化規(guī)律的目的。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生會(huì)接觸到很多實(shí)驗(yàn)儀器，看到很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師應(yīng)該有意識(shí)地培養(yǎng)他們的觀察能力，多問幾個(gè)為什么。如燒杯，量筒，滴定管三種儀器為什么測(cè)量體積的精度依次提高？容量瓶可以配制溶液而燒杯、量筒、滴定管為什么不可以？通過學(xué)生仔細(xì)觀察儀器的構(gòu)造，對(duì)比它們的不同點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)主要是讀數(shù)時(shí)刻度（刻度線）所在的儀器橫截面積不同，在人高度誤差相對(duì)恒定的情況下，橫截面積的大小決定了最終實(shí)驗(yàn)誤差的大小，雖然滴定管精確度高，但是容積有限，而容量瓶在保證精確度的情況下容量較大，所以可以常用來配制一定濃度的溶液。

教師有通過具體的實(shí)例，激發(fā)觀察的興趣，逐步形成較強(qiáng)的觀察能力。當(dāng)然化學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察是多方面的，不僅僅是視覺器官的單一活動(dòng)，而是眼、耳、鼻、舌和皮膚多種感官的視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺等多種感覺活動(dòng)。教師不能因?yàn)榛瘜W(xué)物質(zhì)的有毒性而放棄給學(xué)生接觸的機(jī)會(huì)，這實(shí)際是一個(gè)誤區(qū)。如二氧化硫氣體是有毒的，所以很多教師就拒絕學(xué)生聞其氣味，任何事情都有兩面性，吸入少量二氧化硫氣體對(duì)人不會(huì)有害，反而能增加學(xué)生記憶的深刻性。

2．質(zhì)疑能力

現(xiàn)行教材中每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理及操作步驟都講得十分清楚，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中儀器給定，學(xué)生只要按所述步驟完成所有操作即可。學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，久而久之養(yǎng)成習(xí)慣性的接受知識(shí)，缺乏科學(xué)探究的過程；缺乏對(duì)現(xiàn)象的探究；缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新；對(duì)知識(shí)的理解只停留在表面，知其然，而不知其所以然。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)起不到應(yīng)有的作用。故教師積極創(chuàng)造機(jī)會(huì)，善于打破思維定勢(shì)，誘發(fā)靈感捕捉機(jī)遇。充分挖掘?qū)嶒?yàn)，暴露知識(shí)矛盾，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力。

鈉在空氣中燃燒常常能看到黑色物質(zhì)，很多時(shí)候黑色物質(zhì)學(xué)生都能看到而置若罔聞，因?yàn)樽詈蠖嫉玫降牡S色的過氧化鈉而對(duì)黑色物質(zhì)而不會(huì)去再問“為什么”，教師可以適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，鈉是不是只能和氧氣反應(yīng)？鈉比鎂活潑，理應(yīng)也可以和二氧化碳或氮?dú)夥磻?yīng)，可能氮化鈉是黑色的也不一定？可能有炭單質(zhì)生成也不一定？那么為什么最后看不到黑色物質(zhì)呢？把問題暴露給學(xué)生，引起疑問，激發(fā)思維，組織學(xué)生開展討論黑色物質(zhì)是什么。

3．實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)能力

實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)思維的培養(yǎng)是高層次和高要求的能力培養(yǎng)，是學(xué)生探索新知識(shí)、解決新問題的重要途徑。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方法等實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)，增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新能力。教師應(yīng)該開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源、深挖教材實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，組合實(shí)驗(yàn)，適時(shí)適地的引入實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方案，引起學(xué)生思考。

測(cè)定鎂鋁合金中鋁的含量可以通過往合金中加入足量的NaOH溶液，測(cè)定氣體的體積，最后轉(zhuǎn)化為鋁的物質(zhì)的量。也可以通過兩者反應(yīng)的質(zhì)量差來獲取氣體的質(zhì)量，兩者結(jié)果不是一樣的嗎？教師可以從實(shí)驗(yàn)誤差來評(píng)價(jià)兩個(gè)方案的優(yōu)劣，中學(xué)化學(xué)中常用的質(zhì)量差為0．01g，而 0．01g 氫氣可以產(chǎn)生的體積誤差為 112mL，明顯后者質(zhì)量法的誤差大。

三、單一的道德教育升華為全方位的德育教育

實(shí)驗(yàn)雖從屬于知識(shí)教育，但實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的情感、科學(xué)素養(yǎng)、思維能力、實(shí)踐能力等各方面都發(fā)揮著重要作用。過去一提及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能時(shí)許多教師會(huì)與環(huán)保教育等同，但化學(xué)實(shí)驗(yàn)同樣對(duì)學(xué)生學(xué)會(huì)做人，形成正確的人生觀和世界觀有著豐富的教育功能。

1．實(shí)事求是的思想

化學(xué)上的很多結(jié)論都來自于實(shí)驗(yàn)，化學(xué)理論是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的高度概括。當(dāng)面對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無法用化學(xué)知識(shí)解釋時(shí)，也要冷靜思考，分析可能原因，要忠于實(shí)驗(yàn)事實(shí)，而不是為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩我飧淖儗?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象。如SO2氣體通入BaCl2溶液中會(huì)有什么現(xiàn)象？按照理論分析，兩者不能發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是沒有現(xiàn)象的。但無論是教師實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)中均能發(fā)現(xiàn)溶液存在著渾濁現(xiàn)象，即有沉淀產(chǎn)生，這與理論矛盾，教師不能夠因?yàn)閷?shí)驗(yàn)與結(jié)論不符而放棄此實(shí)驗(yàn)，恰恰相反此實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)際與理論存在著差別，通過實(shí)驗(yàn)的再驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)此沉淀為BaSO4，考慮+4價(jià)硫的還原性，又是合理的用化學(xué)知識(shí)解決了意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2．對(duì)立統(tǒng)一思想

對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是唯物辯證法最根本的規(guī)律。對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律普遍存在于一切物質(zhì)、現(xiàn)象、和過程的本身之中。教師的任務(wù)在于能通過化學(xué)教學(xué)向?qū)W生揭示矛盾的普遍性，某一時(shí)段矛盾的主要方面，讓學(xué)生會(huì)用矛盾的觀點(diǎn)觀察、分析實(shí)驗(yàn)。找出解決“矛盾”的方法。氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，雙方各以對(duì)方作為自已存在的前題。沒有氧化，也就無還原，二者既對(duì)立，又統(tǒng)一。如CuCl2溶液中投入鋁片的實(shí)驗(yàn)，事先可以讓學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，基本都會(huì)猜測(cè)到有鋁片上會(huì)有較多紅色物質(zhì)積聚，由于Cu2+水解使溶液顯酸性，鋁片表面上可能有少量的無色氣泡。但實(shí)際的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常豐富，鋁片表面析出銅但顏色是黑的；鋁片產(chǎn)生較多的無色汽泡；實(shí)驗(yàn)裝置上方有水霧，混合液溫度升高甚至發(fā)燙，產(chǎn)生氣泡速度明顯加快。分析其中的原因主要是一方面鋁可以置換銅，也可以與銅離子水解產(chǎn)生的氫離子反應(yīng)，銅鋁原電池的形成，反應(yīng)放熱，溫度的升高均加快了反應(yīng)的速率，此實(shí)驗(yàn)中可以讓學(xué)生領(lǐng)悟到實(shí)驗(yàn)的對(duì)立統(tǒng)一性。矛盾雙方可以在一定條件下實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。

3．和諧發(fā)展的思想

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有很多特殊的、特定的實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)物有毒或者所用儀器不易降解，化學(xué)實(shí)驗(yàn)倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的綠色化，實(shí)驗(yàn)的微型化，用盡可能少的實(shí)驗(yàn)用品獲得比較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。所以過去中學(xué)化學(xué)中不常規(guī)的實(shí)驗(yàn)儀器也頻頻出現(xiàn)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，收到比較明顯的效果。

在學(xué)習(xí)氯氣的性質(zhì)時(shí)，有關(guān)氯氣的實(shí)驗(yàn)較多，用量也多，一節(jié)課下來，教室里盡是彌漫著泄露出的氯氣的嗆鼻的氣味。所以很多老師在上這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，都采用“講”實(shí)驗(yàn)的方法，來將問題轉(zhuǎn)移。這樣做雖然獲得所謂的“正確”實(shí)驗(yàn)結(jié)果，保護(hù)了環(huán)境，避免了氯氣對(duì)師生的傷害，但同時(shí)也使學(xué)生失去了親身經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索過程。在多次分析、驗(yàn)證的情況下如下裝置及操作可以收到較好的效果。

方案一：采用醫(yī)用的小瓶，如圖1，在1號(hào)小瓶中放高錳酸鉀固體，注射器中加濃鹽酸，在2、3、4號(hào)小藥瓶中分別加入KI（含淀粉）溶液、NaOH （含酚酞）溶液、FeSO4（含 KSCN）溶液。

圖1

圖2

方案二：在一塊下襯白紙的玻璃片上的不同位置分別滴加濃度為 0．1mol／L 的 KBr溶液、KI（含淀粉）溶液、NaOH（含酚酞）溶液、FeSO4（含 KSCN）溶液各 1 滴，每種液體彼此分開，圍成半徑小于表面皿的圓形（如下圖所示），在圓心處放置2粒芝麻大小的KClO3晶體，蓋好表面皿。打開表面皿，向KClO3晶體上滴加一滴濃鹽酸，再立即將表面皿蓋上。

新課程的實(shí)施，對(duì)教師提出了更高的要求，實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)和靈魂，只有把課堂還給學(xué)生，牢牢樹立以學(xué)生為主的教學(xué)理念，才能實(shí)現(xiàn)輕負(fù)擔(dān)高質(zhì)量。有效提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。面對(duì)新的形勢(shì)，教師應(yīng)該不斷充實(shí)和發(fā)展自己，轉(zhuǎn)變思維，采用新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容，拓寬知識(shí)面，組合的各種實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)順序，實(shí)現(xiàn)課堂的高效化。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在幫助學(xué)生鞏固所學(xué)化學(xué)基本概念和基本理論，掌握化學(xué)儀器的基本使用方法的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法，發(fā)展學(xué)生的觀察能力和思維能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的形成。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！倍嘟o學(xué)生自我表現(xiàn)的機(jī)會(huì)，多給他們落實(shí)自我想法的時(shí)間，面對(duì)新的問題情況，他們的多思多想，能夠讓他們擴(kuò)充原有知識(shí)，開闊應(yīng)用視野，增強(qiáng)能力，從而充分落實(shí)實(shí)驗(yàn)的教育功能，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。

［1］ 馬建峰．化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論［M］．北京：科學(xué)出版社，2006

［2］ 朱明斌．淺談氯化鐵溶液滴入過氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)新現(xiàn)象［J］．化學(xué)教育，2008，（12）：50-51

［3］ 范江文．發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教育功能提高課堂教學(xué)效益［J］．中小學(xué)教學(xué)研究，2010，（2）：46-48

［4］ 劉永書．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)［J］．新課程導(dǎo)學(xué)，2010，（8）：34