“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育價(jià)值的探討

鞠東勝 王金龍

（江蘇省揚(yáng)州中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225009）

一、提出問(wèn)題

課程資源的開發(fā)和建設(shè)，是當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革的重要課題?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)）提出，“開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀器，研究低成本、少污染的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，……充分利用生活中的常見用品和廢棄物，設(shè)計(jì)富有特色的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)”［1］。人們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中早就發(fā)現(xiàn)，與專業(yè)儀器、化學(xué)試劑相比，使用生活物品、器具、藥品或人體肢體語(yǔ)言等演示化學(xué)原理，學(xué)生更容易接受和理解。在我國(guó)，雖然這類設(shè)計(jì)在教學(xué)期刊中有報(bào)告［2～3］，在教學(xué)實(shí)踐中有運(yùn)用，但沒(méi)有引起化學(xué)教育界的普遍重視，也缺乏深入的理論探討。為此，我們提出“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念，根據(jù)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)要求，從理論上探討其獨(dú)特的教育價(jià)值，以拓展化學(xué)課程的教育教學(xué)思路。

二、“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念

1．化學(xué)實(shí)驗(yàn)分類

從資源利用和開發(fā)的角度，我們將化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為兩類：一類是利用學(xué)校裝備的專門實(shí)驗(yàn)器材開展的教學(xué)活動(dòng)（簡(jiǎn)稱第一類實(shí)驗(yàn)）；另一類是指選擇和利用實(shí)驗(yàn)室之外的其他材料、物品和器具等生活資源及研發(fā)自制的實(shí)驗(yàn)器具開展的教學(xué)活動(dòng)（簡(jiǎn)稱第二類實(shí)驗(yàn)）。

長(zhǎng)期以來(lái)我們一直強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但人們似乎不清楚應(yīng)該同時(shí)加強(qiáng)上述兩類實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還是僅僅強(qiáng)調(diào)其中之一。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的不同認(rèn)識(shí)，極可能出現(xiàn)不同的教學(xué)行為、不同的教學(xué)效果以及不同的評(píng)價(jià)方式。假定認(rèn)為兩類實(shí)驗(yàn)形式的教育功能相同，自然會(huì)加強(qiáng)第一類實(shí)驗(yàn)教學(xué)，認(rèn)為第二類實(shí)驗(yàn)是在條件較差的年代或在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)才提倡的做法。如果認(rèn)識(shí)到兩類實(shí)驗(yàn)的教育功能不盡相同、各具特性，才能把加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理解為是將兩類實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最大限度地發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能；也才有可能在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源的同時(shí)，發(fā)揮廣大教師的聰明才智，大力推行第二類實(shí)驗(yàn)，使每位教師的教學(xué)彰顯個(gè)性，使學(xué)生的成長(zhǎng)各具特色。

為了進(jìn)一步明確第二類實(shí)驗(yàn)概念的內(nèi)涵和外延，給今后相關(guān)的研究工作帶來(lái)方便，在借鑒物理教育研究成果的基礎(chǔ)上［4～5］，我們認(rèn)為使用“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一概念較為貼切。

2．“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念及內(nèi)涵

“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是指有目的地選擇和利用實(shí)驗(yàn)室之外的其他存在物，運(yùn)用其新功能開展的一系列體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗(yàn)性、趣味性、簡(jiǎn)易性和生活化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。其中，“實(shí)驗(yàn)室之外的存在物”主要指生活中易得的物品、器材、器具、藥品以及人體肢體語(yǔ)言等?！斑\(yùn)用新功能”主要指根據(jù)教學(xué)需要，挖掘?qū)嶒?yàn)室之外的其他存在物的隱性價(jià)值。就具體形式而言，它大致分為自制器具型、自組物件型、借用器具型和徒手實(shí)驗(yàn)等4 種類型。

“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)，首先它是一種實(shí)驗(yàn)，具備科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征，是在人為控制條件下人們有目的的實(shí)踐活動(dòng)，是教學(xué)意義上的感知行為，它追求簡(jiǎn)單、便捷、有趣、緊密聯(lián)系學(xué)生生活與經(jīng)驗(yàn)。其次，它有別于使用專業(yè)儀器開展的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，即所謂普通實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)于在工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)之前，化學(xué)家借用生活或生產(chǎn)中一切可以利用的材料、物品、器具等器材進(jìn)行的原創(chuàng)性科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)，這便是早期的“新異”實(shí)驗(yàn)。它一旦產(chǎn)品化和廣泛推廣，便轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀▽?shí)驗(yàn)。而現(xiàn)代“新異”實(shí)驗(yàn)則具備一定的獨(dú)立性，大多數(shù)不會(huì)成為、也沒(méi)有必要成為普通實(shí)驗(yàn)，如借助于粉筆、飲料瓶、棉簽等物品進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。其三，我們提出“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅僅是為了提出一個(gè)概念和對(duì)已有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，更重要的是從新的視角來(lái)審視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育內(nèi)涵及其教育價(jià)值。

三、“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值

“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于落實(shí)化學(xué)新課程目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生持久、終身的學(xué)習(xí)能力，具有獨(dú)特的作用，是普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)所無(wú)法取代的。

1．“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)的意義

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是建構(gòu)性的，學(xué)習(xí)的本質(zhì)起源于學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)——學(xué)生與外界的交互行為及其內(nèi)部認(rèn)知加工過(guò)程，是學(xué)生通過(guò)活動(dòng)對(duì)體驗(yàn)的內(nèi)化、對(duì)知識(shí)意義的生成和人格精神的建構(gòu)過(guò)程。新課程改革也提出轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式，把學(xué)生自身的努力放在教育的中心地位，并促使他們意識(shí)到自身在知識(shí)建構(gòu)中的作用。

“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的自創(chuàng)性、體驗(yàn)性、趣味性、生活化等特點(diǎn)，為學(xué)生在校內(nèi)外自己動(dòng)手、自主學(xué)習(xí)提供可能。實(shí)踐的目標(biāo)是將客體（生活材料或物品）生成具有化學(xué)意義的新結(jié)構(gòu)或揭示現(xiàn)象的內(nèi)在本質(zhì)，在這種既熟悉又陌生的場(chǎng)景中，有利于學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的意義。例如，通過(guò)皮筋熱縮冷脹說(shuō)明反應(yīng)的自發(fā)性［6］，這個(gè)過(guò)程就包括學(xué)生對(duì)“焓變”、“熵變”意義的主動(dòng)建構(gòu)過(guò)程。又如，給每位學(xué)生發(fā)舊版5 分硬幣6 枚，將硬幣表面蘸上水，讓它們重疊起來(lái)。保持硬幣水平用手豎直向上提上面第一枚硬幣，下面的5 枚硬幣會(huì)被一起提起來(lái)，說(shuō)明水分子間的相互作用力（含范德華力和氫鍵）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)把對(duì)抽象概念或理論的認(rèn)識(shí)外顯，從而消除或減弱學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的神秘感和畏懼感，這在一定程度上彌補(bǔ)了普通實(shí)驗(yàn)的不足?！靶庐悺被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)性特點(diǎn)，無(wú)疑是促進(jìn)學(xué)生知識(shí)保持的有效手段之一。

運(yùn)用生活物品進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，減少程序化的預(yù)設(shè)成分，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)自然增多，會(huì)不斷積累直接經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生形成實(shí)踐技能。由“注重知識(shí)” 變?yōu)椤瓣P(guān)心學(xué)生”，由“追求學(xué)科體系的完整”轉(zhuǎn)向“組織活動(dòng)”，“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生“愛(ài)學(xué)習(xí)”、“肯研究” 、“有出息”等優(yōu)良品質(zhì)的重要途徑。

2．“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程

在人們對(duì)探究性學(xué)習(xí)形成共識(shí)的情況下，具體內(nèi)容和方法成為每個(gè)學(xué)科課程關(guān)注和研究的重點(diǎn)。該由誰(shuí)提出問(wèn)題？ 什么樣的問(wèn)題適合學(xué)生探究？ 這是教師必須解決的重要問(wèn)題。在學(xué)科課堂教學(xué)中，切實(shí)可行而且效果良好的方法是教師設(shè)置問(wèn)題情境，并通過(guò)引導(dǎo)優(yōu)化和集中學(xué)生的問(wèn)題，使得后續(xù)的探究有明確的目標(biāo)和內(nèi)容［7］。“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)為探究性教學(xué)提供了豐富的資源保障，這是因?yàn)椤靶庐悺被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的物品和藥品就在生活環(huán)境中，盡管學(xué)生對(duì)它們很熟悉，但對(duì)其固有的化學(xué)屬性或隱含的化學(xué)原理未必知曉。所以，針對(duì)生活物品或藥品的化學(xué)特性，可開發(fā)出許多學(xué)生感興趣的研究課題。既可以設(shè)計(jì)突出某一環(huán)節(jié)的探究活動(dòng)，也可以經(jīng)歷科學(xué)探究的全過(guò)程。比如，用“泡騰片”做化學(xué)實(shí)驗(yàn)［8］、“84 消毒液性質(zhì)的探究”教學(xué)設(shè)計(jì)［9］等。

可見，“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的顯著特點(diǎn)是，問(wèn)題源于生活，實(shí)施器材選自環(huán)境，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象奇特，更能激發(fā)學(xué)生探究興趣，同時(shí)在建構(gòu)知識(shí)、學(xué)習(xí)方法與知識(shí)應(yīng)用等方面架設(shè)聯(lián)系紐帶。特別是引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成以化學(xué)的視角分析周圍環(huán)境的能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

3．“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要平臺(tái)

創(chuàng)造性思維是思維活動(dòng)的高級(jí)水平，即是指人們?cè)谝延兄R(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從問(wèn)題中找出新關(guān)系，尋求新答案的過(guò)程，這種思維具有新穎性、獨(dú)特性和發(fā)散性。

“新異” 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常借用非專業(yè)用品設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，時(shí)常面臨并解決“在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定的情況下，思考生活環(huán)境中可利用的資源”、“在給定實(shí)驗(yàn)材料、物品、器具等資源的情況下，設(shè)想它們可能的實(shí)驗(yàn)用途”等發(fā)散、集中性問(wèn)題?！靶庐悺被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的“變換”、“借用”、、“遷移”、“組合”、“干預(yù)”等豐富的創(chuàng)新思路，無(wú)不潛移默化地影響著學(xué)生。顯然，“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)了變化條件下的實(shí)驗(yàn)新方法，這對(duì)于提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，發(fā)揮著無(wú)可比擬的功效。例如，讓學(xué)生完成無(wú)滴管的氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)（如圖1 所示），雖然它已面世十多年，但至今仍被許多教師采用，成為訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)造性思維的典型案例。

4．“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)情感

圖1 氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖

在化學(xué)課程中培養(yǎng)學(xué)生正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀，是新課程改革必須達(dá)成的重要目標(biāo)。情感不能灌輸，也不能空洞地說(shuō)教，只有通過(guò)不斷地體驗(yàn)，形成心理積淀而養(yǎng)成［4］。在化學(xué)課程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)情感，重在讓學(xué)生直接與化學(xué)事實(shí)接觸，以獲得獨(dú)特的、挑戰(zhàn)性的直接經(jīng)驗(yàn)，從而使學(xué)生在親身體驗(yàn)中情感需要得到滿足?！靶庐悺?化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅具有實(shí)踐屬性、包含化學(xué)原理，而且凝聚著教師或?qū)W生智慧的非語(yǔ)言信息，同時(shí)給參與者帶來(lái)挑戰(zhàn)、困惑、問(wèn)題、曲折、欣賞和愉悅，使學(xué)生進(jìn)入忘我的體驗(yàn)與探索境界。例如，將浸有硫酸銅溶液的濾紙烘干并烤焦，著火后將其離開酒精燈，慢慢地使整張濾紙燒盡，觀察到有紅色鱗片狀物質(zhì)生成。濾紙變黑是其碳化和硫酸銅分解生成氧化銅，紅色物質(zhì)即為金屬銅［10］。如此進(jìn)行碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，對(duì)其神奇現(xiàn)象背后隱藏的化學(xué)原理進(jìn)行揭示，會(huì)使學(xué)生了解到化學(xué)知識(shí)的巧妙運(yùn)用，倍感探究的樂(lè)趣。

“新異”化學(xué)實(shí)驗(yàn)還能夠幫助學(xué)生打破課堂內(nèi)、外和學(xué)校、家庭的時(shí)空界限，自主和自由地實(shí)踐和體驗(yàn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)、由不易理解到容易理解，進(jìn)而形成將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，感受化學(xué)學(xué)科對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)生活中蘊(yùn)藏著許多化學(xué)原理，但由于學(xué)校教育的不斷“優(yōu)化”，普通實(shí)驗(yàn)條件的不斷改善，使得化學(xué)教育與社會(huì)發(fā)展有些脫節(jié)，過(guò)于“學(xué)術(shù)化”的教育背離了教育的理想。我們知道，適時(shí)調(diào)整學(xué)校常規(guī)教育中的某些失衡問(wèn)題，并不是一件簡(jiǎn)單的事情，卻有多種實(shí)現(xiàn)的途徑?！靶庐悺被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)則是為此而提出的一種可行途徑，而且一些成功的教學(xué)案例表明，這也是一條行得通的路，是需要廣大化學(xué)教師共同努力才能拓寬的路。

［1］ 中華人民共和國(guó)教育部制訂．普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）［S］．北京：人民教育出版社，2003：41

［2］ 熊言林，馬善恒，徐澤忠等．美國(guó)《化學(xué)教育》“JCE Classroom Activity”欄目?jī)?nèi)容簡(jiǎn)介與啟示——以鐵的氧化速率的實(shí)驗(yàn)探究為例［J］．化學(xué)教育，2009，30（8）：71－73

［3］ 張四方，馬善恒，熊言林等．盡情享受化學(xué)——2008年美國(guó)國(guó)家化學(xué)周活動(dòng)簡(jiǎn)介［J］．化學(xué)教育，2009，30（6）：79－80

［4］ 張偉，郭玉英，劉炳升等．“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)概念探討［J］．物理教師，2006，27（8）：27－30

［5］ 劉炎松．物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2009：13

［6］ 莉蓓，冠琦，戚旭等．一個(gè)異乎尋常的冷脹熱縮的現(xiàn)象——關(guān)于“熵”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)［J］．化學(xué)教育，2010，31（1）：61

［7］ 探究式學(xué)習(xí)：含義、特征及核心要素．http：／ ／www．being．org．cn／inquiry／inquirylearning．htm．2011－5－31

［8］ 張鳳，陳凱，王路路等．用“泡騰片”做化學(xué)實(shí)驗(yàn)［J］．教學(xué)月刊：中學(xué)版（教學(xué)參考），2010，（8）：60－62

［9］ 朱慶斌．“84 消毒液性質(zhì)的探究”教學(xué)設(shè)計(jì)［J］．化學(xué)教學(xué)，2010，（9）：50－53

［10］ 張希彬，李東平．燃燒浸有硫酸銅溶液的濾紙的現(xiàn)象討論［J］．化學(xué)教學(xué)，2001，（6）