巧用實(shí)驗(yàn)中的“意外”培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

張漪

摘 要：新課程標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，教學(xué)過程是開放的，不是封閉的；是生成的，不是預(yù)設(shè)的。介紹了在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何利用實(shí)驗(yàn)中的“意外”培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；異?，F(xiàn)象；意外事件；生成性；探究性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏屆總€(gè)學(xué)生以輕松愉快的心情去認(rèn)識多姿多彩、與人類息息相關(guān)的化學(xué)，積極探究化學(xué)的奧秘，形成持續(xù)的化學(xué)興趣，增強(qiáng)學(xué)好化學(xué)的自信心；也能讓每個(gè)學(xué)生得到平等的動(dòng)手學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，逐步學(xué)會(huì)分析、解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實(shí)際問題；更能讓每個(gè)學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)探究性學(xué)習(xí)的過程，在知識的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，獲得科學(xué)的方法，在科學(xué)探究實(shí)踐中逐漸形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。

但是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程是開放的，不是封閉的；是生成的，不是預(yù)設(shè)的。新課程標(biāo)準(zhǔn)中所謂的生成性教育資源是指教學(xué)中，在師生共同交往中產(chǎn)生的情境、問題等。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重生成性教育資源的開發(fā)，往往能使教學(xué)過程富有創(chuàng)造性和樂趣。實(shí)驗(yàn)中的意外主要指：實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的意外事件。很多教師和學(xué)生常常忽視異?，F(xiàn)象，認(rèn)為僅僅是自己的誤操作而已，也常常會(huì)因?yàn)閮x器損壞等意外事件導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。教師若能坦然面對這些“意外”，因勢利導(dǎo)，組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，則會(huì)收到意想不到的效果。

一、將異常現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃Y源

著名教育家布盧姆曾經(jīng)說過，人們無法預(yù)料教學(xué)所產(chǎn)生的成果的全部范圍，但是沒有預(yù)料不到的成果，教學(xué)也就不成為一種藝術(shù)了。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一，但影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)的因素是多元的，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)觀察到一些意想不到的現(xiàn)象，我們稱之為異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，參與實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生，不同組學(xué)生在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中就可能因?yàn)榉N種原因而導(dǎo)致異?，F(xiàn)象。此時(shí)，教育資源就在這種異常現(xiàn)象中形成了。教師如果能充分利用這一資源，耐心予以引導(dǎo)求證，既滿足學(xué)生的好奇心，又能讓學(xué)生體會(huì)到發(fā)現(xiàn)、探究的樂趣。

案例1.學(xué)生實(shí)驗(yàn)之檢驗(yàn)氧氣

先在一只試管內(nèi)加入少量二氧化錳，然后加入3毫升6%的雙氧水，用帶火星的木條檢驗(yàn)生成的氣體，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)中，很多學(xué)生不能觀察到木條復(fù)燃的現(xiàn)象，這種情況必然引起學(xué)生議論，此時(shí)教師可以坦白地對學(xué)生說：“實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了問題，大家一起來想想實(shí)驗(yàn)失敗的原因，從失敗中吸取經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)知識?！睂W(xué)生經(jīng)過思考，提出實(shí)驗(yàn)失敗的兩種可能性：（1）是不是雙氧水的濃度太低呢？（2）是不是木條放的位置不合適呢？通過討論，學(xué)生設(shè)計(jì)了如下補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：1.分別用濃度為6%，8%，10%的過氧

化氫溶液與二氧化錳混合，木條伸入試管中部，觀察木條復(fù)燃的情況；2.用濃度為8%的過氧化氫溶液與二氧化錳混合，將木條分別置于試管口，試管中部，接近液面處，觀察木條復(fù)燃的情況。

學(xué)生總?cè)藬?shù)36人，結(jié)果：實(shí)驗(yàn)1中，用6%濃度的雙氧水，木條復(fù)燃的有31人，用8%濃度的雙氧水，木條復(fù)燃的有35人，用10%濃度的雙氧水，木條復(fù)燃的有35人。實(shí)驗(yàn)2中，木條放在試管口復(fù)燃的，有32人，放在試管中部復(fù)燃的有35人，放在接近液面處復(fù)燃的有35人。

根據(jù)以上現(xiàn)象，學(xué)生進(jìn)行了充分的交流結(jié)論，大家發(fā)現(xiàn)要想提高實(shí)驗(yàn)成功率，大致要注意以下幾點(diǎn)：（1）雙氧水的濃度選擇6%到8%左右；（2）木條要伸入試管內(nèi)部。

利用好實(shí)驗(yàn)中的異?，F(xiàn)象，發(fā)動(dòng)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)的探究中，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以讓學(xué)生更深入地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。由于學(xué)生參與了實(shí)驗(yàn)從失敗到成功的全過程，在知識、技能、意志、能力等方面得到了提升。

二、利用異?，F(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的能力

問題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)，是開啟任何一門學(xué)科的鑰匙。沒有問題就不會(huì)有解釋問題和解決問題的思想、方法和知識。學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，經(jīng)常會(huì)生成一些問題，例如有些實(shí)驗(yàn)由于操作上的原因會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異常，這時(shí)候教師該怎么辦呢？當(dāng)問題已經(jīng)產(chǎn)生，何不利用問題來激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望，從而使學(xué)生積極主動(dòng)地投入學(xué)習(xí)中去，培養(yǎng)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的能力？

案例2.二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

上教版九年級化學(xué)上冊44頁，活動(dòng)與探究，實(shí)驗(yàn)步驟：把二氧化碳?xì)怏w慢慢倒入放有燃著的蠟燭的燒杯中觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)預(yù)測：根據(jù)二氧化碳不能燃燒也不能支持燃燒并且密度比空氣大，理論上應(yīng)該可以看到下面的蠟燭先熄滅，上面的蠟燭后熄滅。

實(shí)踐證明：這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功率較低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下三種現(xiàn)象：（1）兩個(gè)蠟燭同時(shí)熄滅；（2）兩個(gè)蠟燭都不熄滅；（3）上面的蠟燭先熄滅。這三種情況都會(huì)使我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o法達(dá)成，當(dāng)現(xiàn)實(shí)和理論發(fā)生沖突時(shí)，我和學(xué)生一起做了以下分析及改進(jìn)：

現(xiàn)象一：由于傾倒的速度過快，蠟燭熄滅的前后順序不明顯，看似同時(shí)熄滅。改進(jìn)方案：將二氧化碳倒入時(shí)，速度一定要更慢?，F(xiàn)象二：蠟燭太粗大，燃燒過旺，或者收集的二氧化碳?xì)怏w的量不足，導(dǎo)致兩個(gè)蠟燭都不熄滅。改進(jìn)方案：用生日小蠟燭代替普通蠟燭，生日小蠟燭燃燒的火焰要比普通蠟燭的火焰小得多，所以要熄滅其火焰所需的二氧化碳?xì)怏w的量會(huì)更少，更容易熄滅。同時(shí)，集氣瓶容積最好大于燒杯容積?，F(xiàn)象三：傾倒的過程中，氣體會(huì)擴(kuò)散，加之正在燃燒的蠟燭，加快了燒杯內(nèi)的氣流，使大部分二氧化碳?xì)怏w處于燒杯的上半部，所以上面的蠟燭先熄滅。改進(jìn)方案：（1）用導(dǎo)管將二氧化碳通入燒杯；改進(jìn)方案（2）將二氧化碳經(jīng)漏斗倒入。

使用漏斗或?qū)Ч?，能很好地防止二氧化碳?xì)怏w剛倒出來就擴(kuò)散開，而使上面的蠟燭先熄滅。但是要注意：漏斗或?qū)Ч芟露烁叨葢?yīng)在兩支蠟燭燭芯之間，否則會(huì)誤認(rèn)為是人為將氣體送至底部。

通過集體的智慧改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)后，成功率幾乎達(dá)到了百分之百。學(xué)生在討論和實(shí)踐中得到了解決問題的快樂，培養(yǎng)了在實(shí)驗(yàn)意外中探究失敗原因和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的能力。

三、利用意外事件，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

案例3.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳我們常用固液不加熱型氣體發(fā)生裝置。實(shí)驗(yàn)中，長頸漏斗下端必須伸入液面以下，形成液封，以免二氧化碳從漏斗中逸出。

有一次上二氧化碳制取這節(jié)課時(shí)，事先準(zhǔn)備好的長頸漏斗下端斷了一節(jié)，頓時(shí)讓我傻了眼，有幾個(gè)調(diào)皮的學(xué)生哈哈笑了起來：“老師，看來今天我們的實(shí)驗(yàn)做不成了，長頸漏斗短了一節(jié)，沒法液封了！”我突然靈機(jī)一動(dòng)，對他們說：“有誰能幫老師想想辦法呢？”被我這么一問，學(xué)生認(rèn)真地討論了起來，沒多久，一位小男生站起來說：“老師，多加些鹽酸吧，把漏斗下端浸沒。”我說：“可是老師沒帶那么多鹽酸呀！”他略加思索，又說道：“老師，把鹽酸稀釋一下不就多了！”大家馬上贊同地點(diǎn)起頭來。這時(shí)，又有一位女生舉起手來：“我覺得還有更好的辦法，在漏斗下面套一只小試管不就可以形成液封了嗎？”其他學(xué)生似乎有些疑惑，我說：“那你能為大家演示一下嗎？”她靦腆地走到講臺上來，搭出了一套裝置。我馬上用她搭出的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，非常地成功，全班學(xué)生都向她投去了崇拜的目光。

綜上所述，如果我們教師轉(zhuǎn)變觀念，把實(shí)驗(yàn)的目的看作是帶領(lǐng)學(xué)生探究知識，發(fā)現(xiàn)他們尚未認(rèn)識的客觀事物，并從中學(xué)到認(rèn)知的本領(lǐng)，就不會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)意外而手忙腳亂，影響教學(xué)。所以，我們教師應(yīng)實(shí)事求是地面對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有的知識經(jīng)驗(yàn)，分析發(fā)生異常的原因，師生共同研究，改變實(shí)驗(yàn)方法和策略，最后把實(shí)驗(yàn)做成功。由于學(xué)生參與了實(shí)驗(yàn)從失敗到成功的全過程，在知識、技能、意志、能力等方面得到了提升，是非常值得的。這也有利于促使教師在教育教學(xué)實(shí)踐中思考、分析、研究，精心備課，備教材、備學(xué)生、備實(shí)驗(yàn)，并不斷學(xué)習(xí)新的知識和理論，不放松自己，多學(xué)習(xí)，常反思，進(jìn)一步使教師樹立起“科研先導(dǎo)”的意識，提高教師的科研能力，使教師由“經(jīng)驗(yàn)型”向“科研型”“創(chuàng)新型”轉(zhuǎn)化。

參考文獻(xiàn)：

余文森.有效教學(xué)十講.華東師范大學(xué)出版社，2009.

（作者單位 江蘇省蘇州市第十六中學(xué)）