如何以實(shí)驗(yàn)為媒介優(yōu)化“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)

摘要：元素化合物知識(shí)是支撐化學(xué)科學(xué)的重要本體內(nèi)容，在義務(wù)教育化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中以“身邊的化學(xué)物質(zhì)”主題呈現(xiàn)。文章分析了元素化合物教學(xué)的一些現(xiàn)象及成因，探討了如何以實(shí)驗(yàn)為媒介，充分發(fā)揮“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)載體作用，并提出了若干實(shí)施建議。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；優(yōu)化；初中化學(xué)教學(xué)；元素化合物

文章編號(hào)：1005–6629（2013）11–0063–03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

元素化合物知識(shí)是支撐化學(xué)科學(xué)的重要本體內(nèi)容，在義務(wù)教育化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中以“身邊的化學(xué)物質(zhì)”主題呈現(xiàn)，涵蓋了“我們周圍的空氣”、“水與常見(jiàn)的溶液”、“金屬與金屬礦物”、“生活中常見(jiàn)的化合物”四個(gè)二級(jí)主題，兼顧了物質(zhì)涉獵的廣度和核心物質(zhì)的深度，承載了構(gòu)建化學(xué)基本觀念、開展科學(xué)探究、培養(yǎng)情感態(tài)度與價(jià)值觀的多元功能。

1 問(wèn)題的提出

依據(jù)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主旨，作為進(jìn)行化學(xué)啟蒙教育的重要素材，“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)不能把學(xué)習(xí)重心放在物質(zhì)組成、性質(zhì)、制法、用途等陳述性知識(shí)的記憶上，而要讓學(xué)生體驗(yàn)從已有生活經(jīng)驗(yàn)或“前科學(xué)概念”出發(fā)，通過(guò)科學(xué)探究走進(jìn)化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的世界，然后應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)與技能解決社會(huì)生活問(wèn)題，即“從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)”[1]。

大量的教學(xué)實(shí)踐表明，提高科學(xué)探究的實(shí)效性是當(dāng)前亟待解決的主要問(wèn)題之一。教師應(yīng)該如何以實(shí)驗(yàn)為突破口，深入挖掘教科書和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中蘊(yùn)含的探究元素，充分發(fā)揮“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)載體作用，值得深入研討。

2 問(wèn)題表象及歸因

新課程理念指導(dǎo)下的“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)，其基本價(jià)值是要加強(qiáng)對(duì)典型反應(yīng)和現(xiàn)象的感知，注重聯(lián)系社會(huì)生活實(shí)際，使學(xué)生逐步掌握元素化合物知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成一定的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；其核心作用是構(gòu)建化學(xué)基本觀念，滲透科學(xué)探究和STS教育。為了促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，毋庸置疑，應(yīng)該突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力放在首位?？墒?，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弱化、泛化，甚至異化，導(dǎo)致教學(xué)效率低下的現(xiàn)象，在課堂教學(xué)中比比皆是。造成這種現(xiàn)象的原因大致有以下幾種情形：

2.1 目標(biāo)設(shè)定欠當(dāng)

教學(xué)目標(biāo)是課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)理念的具體反映，是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。全面體現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的單元或課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)該明確、具體、可行。教學(xué)目標(biāo)的敘寫一般采用行為目標(biāo)表述方式，避免含糊不清或不切實(shí)際的表述[2]。例如，學(xué)習(xí)“測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”時(shí)，知識(shí)與技能目標(biāo)如果表述為“通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，初步形成實(shí)驗(yàn)操作技能”則欠具體；如果表述為“通過(guò)小組合作完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的方法”則不現(xiàn)實(shí)；如果表述為“通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，初步學(xué)會(huì)連接實(shí)驗(yàn)裝置等基本實(shí)驗(yàn)技能”，則較具有可操作性。

為此，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意全面、客觀地分析學(xué)生的已有認(rèn)識(shí)，利用豐富的素材創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生實(shí)際的問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情；要設(shè)計(jì)適應(yīng)學(xué)生的探究活動(dòng)，包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)、文獻(xiàn)研究、研討交流、社會(huì)調(diào)查等，在活動(dòng)中體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程、訓(xùn)練科學(xué)方法；要選擇聯(lián)系實(shí)際的情景轉(zhuǎn)化為適宜的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解決。

盡管如此，畢竟教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)先于課堂教學(xué)，要及時(shí)采用“課堂觀察”和“課例研究”的方法來(lái)反思教學(xué)目標(biāo)的適宜度和達(dá)成度，根據(jù)課堂生成，及時(shí)調(diào)整教學(xué)偏差。

2.2 任務(wù)分段錯(cuò)位

認(rèn)知發(fā)展理論告訴我們，每個(gè)人的發(fā)展不同，發(fā)展相對(duì)而言是有順序的，是逐步產(chǎn)生的。無(wú)論是“知識(shí)與技能”目標(biāo)的達(dá)7207b9f831e186050e0daae4f1a88174成，還是科學(xué)探究能力的發(fā)展，都具有階段性，都要考慮學(xué)生的可接受性[3]。然而，任務(wù)分段錯(cuò)位，卻是課堂教學(xué)低效率的常見(jiàn)根源。

從課標(biāo)的角度看，有任務(wù)分段不明，導(dǎo)致責(zé)任不清之嫌。比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從初中到高中都在教，可任務(wù)完成并不好。如有些內(nèi)容化學(xué)學(xué)科教，物理、生物學(xué)科也教，冠之以“跨學(xué)科整合”；有些內(nèi)容或許大家都注意不夠，“三個(gè)和尚沒(méi)水吃”，這就造成教學(xué)的浪費(fèi)和空白。如果能夠制定出學(xué)科效率標(biāo)準(zhǔn)，分段要求明確，便于教、便于學(xué)，也便于考，無(wú)疑有助于提高教學(xué)效益。

從實(shí)施的角度看，課標(biāo)安排的探究活動(dòng)開放性大、實(shí)踐性強(qiáng)，與實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系緊密。幾乎每個(gè)活動(dòng)都適合在新課和復(fù)習(xí)課階段從不同的深度進(jìn)行探索，依據(jù)學(xué)生實(shí)際制定合理的實(shí)施策略，是學(xué)生內(nèi)驅(qū)力形成的關(guān)鍵。例如，空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定，在新課階段，可以讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，分析產(chǎn)生的原因并得出結(jié)論，有計(jì)劃地滲透化學(xué)用語(yǔ)等，重在觀察和表達(dá)能力的培養(yǎng)；在復(fù)習(xí)課階段，則可以討論替代的藥品或裝置、分析誤差產(chǎn)生原因等，重在培養(yǎng)推理和預(yù)測(cè)能力。具體實(shí)踐中，不少資深教師將上述內(nèi)容美其名曰“鏈接中考”，一股腦兒傳授給學(xué)生，并不時(shí)地埋怨課時(shí)不足、學(xué)生不夠用心或新教材缺少條理性等等。

2.3 技能要求模糊

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的魅力所在，也是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的有效途徑。如何利用元認(rèn)知知識(shí)促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，在“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)實(shí)踐中幾乎是一片空白[4]。從表象上看，課程、教材安排梯度明顯，由化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，到學(xué)生實(shí)驗(yàn)，到活動(dòng)與探究，實(shí)驗(yàn)技能的“浸潤(rùn)式”培養(yǎng)無(wú)處不在?？墒?，具體教學(xué)中，很少有教師精心設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力等技能方面的計(jì)劃與實(shí)驗(yàn)，多數(shù)是下意識(shí)地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)做多了，技能就“迎驗(yàn)而生”，就會(huì)“自動(dòng)化”，缺少對(duì)科學(xué)的培養(yǎng)途徑的思考。

2.4 素材開發(fā)無(wú)度

新課程標(biāo)準(zhǔn)為“身邊的化學(xué)物質(zhì)”提供了近三十個(gè)情景素材，為教材研究和教學(xué)設(shè)計(jì)提供了線索，應(yīng)該能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)的學(xué)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的情境中進(jìn)行探究活動(dòng)；能夠有效地促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)，發(fā)展其多元智能?？墒乔榫八夭牡睦们闆r不容樂(lè)觀，有的教師一帶而過(guò)；有的教師照本宣科；有的教師簡(jiǎn)單“堆砌”，有的教師甚至墨守成規(guī)。由于教師專業(yè)視野的局限、評(píng)價(jià)方式的制約、素材地域普適性的欠缺、開發(fā)課程資源能力的單薄等主客觀因素的存在，“新瓶裝老酒”的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。

3 行動(dòng)策略

優(yōu)化“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的課堂教學(xué)，目標(biāo)上要強(qiáng)調(diào)科學(xué)態(tài)度、方法和價(jià)值觀的培養(yǎng)；內(nèi)容上要加強(qiáng)學(xué)科與社會(huì)、生活的聯(lián)系；實(shí)施上要突出探究式、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。整體思路是重思想方法的滲透，重科學(xué)素養(yǎng)的形成，努力實(shí)現(xiàn)三維教學(xué)目標(biāo)的融合，力求清晰地體現(xiàn)科學(xué)探究的過(guò)程。教學(xué)方法上選取以學(xué)生的活動(dòng)，并以問(wèn)題解決為主，特別突出教學(xué)情景的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用[5]。古羅馬哲學(xué)家賀拉斯說(shuō)：“美是適度?！币詫?shí)驗(yàn)為媒介，優(yōu)化課堂教學(xué)，“適度”是必不可少的，具體而言，它包括以下四方面內(nèi)容：

3.1 添加：探尋起點(diǎn)的適度，增加教學(xué)的廣度和厚度

根據(jù)維果茨基提出的“最近發(fā)展區(qū)”理論，任何教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動(dòng)，都存在起點(diǎn)問(wèn)題。起點(diǎn)不當(dāng)是許多課堂教學(xué)失敗的主要原因；起點(diǎn)的適度更是確定最佳教學(xué)思路的前提條件。優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須研究起點(diǎn)的適度。通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)組織形式，恰當(dāng)增加難度不大、比較安全的探究實(shí)驗(yàn)，把操作權(quán)還給學(xué)生，既可以錘煉學(xué)生的操作技能，又可以調(diào)節(jié)課堂氣氛[6]。

3.1.1 變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生“愿學(xué)”

學(xué)生一旦度過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新鮮期，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)由于操作程序嚴(yán)格，現(xiàn)象和結(jié)論已知，已經(jīng)很難喚起學(xué)生的積極性，“反正書上都有，做不做一回事”。教師就必須合理選擇探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容，聯(lián)系實(shí)際增添實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的持續(xù)性興趣。例如，學(xué)生實(shí)驗(yàn)“二氧化碳的性質(zhì)與制取”可做如下改變：

甲組：探討實(shí)驗(yàn)室條件下制取二氧化碳的最佳藥品及選擇依據(jù)

①碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)；②碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應(yīng)；③石灰石與稀鹽酸反應(yīng)；④石灰石與濃鹽酸反應(yīng)；⑤石灰石與稀硫酸反應(yīng)；⑥在上述藥品中自選

乙組：聯(lián)系生活實(shí)際，體驗(yàn)性質(zhì)決定用途

①證明雞蛋殼、水垢里含有碳酸鈣；②除去某試劑瓶上的白膜；③酸堿式泡沫滅火器的反應(yīng)原理；④區(qū)分石灰石粉末與面粉

3.1.2 演示實(shí)驗(yàn)分組化、輪流化，使學(xué)生“樂(lè)學(xué)”、“活學(xué)”

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的中后期，教師必須注意克服部分學(xué)生的游戲心理、懶惰心理，消除部分學(xué)生的恐懼心理、依賴心理。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)分組化、輪流化的教學(xué)方式，可以促使每個(gè)學(xué)生都能親自動(dòng)手操作而且獨(dú)立進(jìn)行，既有利于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，又鍛煉了意志品質(zhì)。

此外，還可以開發(fā)多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)渠道，如家庭小實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)興趣小組、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐等，增加課堂的廣度和深度以優(yōu)化教學(xué)。

3.2 刪減：關(guān)注容量的適度，讓課堂去蕪存菁，以少勝多

成功的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，只要從課堂教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，適當(dāng)?shù)卦黾訉?shí)驗(yàn)教學(xué)容量，是可取的，但是實(shí)驗(yàn)的增加要內(nèi)化、融合，不是堆積，更不是拼湊。要防止由于探究活動(dòng)的泛化，而帶來(lái)的課堂臃腫、重心轉(zhuǎn)移以及學(xué)生消化不良等問(wèn)題。因此，優(yōu)化“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的課堂教學(xué)，必須強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)容量的適度。可以實(shí)驗(yàn)的“二次利用”為準(zhǔn)繩，減去不必要的拓展和鏈接實(shí)驗(yàn)，減去價(jià)值不大的知識(shí)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，影響核心目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)更要盡量刪減。

3.3 重組：琢磨順序的適度，在整合中提高教學(xué)的效益

“順序”的確定必須考慮教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)對(duì)象等多種因素。嚴(yán)格地說(shuō)，某一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的完成只有一個(gè)最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，適當(dāng)?shù)捻樞驊?yīng)該是一個(gè)完美和諧的整體，應(yīng)該是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的整合，是相似相鄰的教學(xué)環(huán)節(jié)的整合，是交叉重復(fù)環(huán)節(jié)的整合。

從主題教學(xué)的角度出發(fā)，“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)要有意識(shí)地按照適度的順序滲透化學(xué)基本觀念，例如元素觀、反應(yīng)與能量觀、分類觀等觀念的建構(gòu)；要培養(yǎng)學(xué)生用宏觀與微觀、共性與個(gè)性、定性與定量相結(jié)合的思維方法認(rèn)識(shí)客觀物質(zhì)。例如，“酸”的概念學(xué)習(xí)，可以整體設(shè)計(jì)為五個(gè)階段：在“二氧化碳的性質(zhì)”學(xué)習(xí)中，要求“知道碳酸能使石蕊試液變紅”；在“金屬與酸的反應(yīng)”學(xué)習(xí)中，要求“了解鐵、鋁與稀硫酸、稀鹽酸的反應(yīng)”；在“溶液酸堿度的表示”學(xué)習(xí)中，要求“了解用pH試紙檢驗(yàn)酸堿性的方法”；在“常見(jiàn)酸的性質(zhì)和用途”學(xué)習(xí)中，要求“初步認(rèn)識(shí)酸的性質(zhì)”；在“碳酸鹽與鹽酸的反應(yīng)”學(xué)習(xí)中，要求“進(jìn)一步完善酸的性質(zhì)”，從而達(dá)到對(duì)“酸”的概念的相對(duì)完整的認(rèn)識(shí)[7]。

從課時(shí)教學(xué)的角度出發(fā)，教材中“身邊的化學(xué)物質(zhì)”的教學(xué)內(nèi)容的編排順序基本是：物理性質(zhì)→化學(xué)性質(zhì)→用途。教師如果總是“忠實(shí)教材”，“緊靠課本”，必然促使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣逐漸滑坡，思維變得僵化。因此，教師只有解析知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，適時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的編排順序，為學(xué)生提供可以適應(yīng)與跨越的“最近發(fā)展區(qū)”，才能建構(gòu)學(xué)生思維的無(wú)障礙通道。例如，“二氧化碳的性質(zhì)”教學(xué)中，雖然能使澄清石灰水變渾濁通常作為化學(xué)性質(zhì)的最后一點(diǎn)呈現(xiàn)，但是學(xué)生已經(jīng)對(duì)此反應(yīng)有了一定的了解，因此可以將教學(xué)流程調(diào)整為：展示一瓶開蓋“雪碧”，觀察現(xiàn)象并提問(wèn)→歸納物理性質(zhì)和檢驗(yàn)方法→引發(fā)討論：獲得結(jié)論的依據(jù)及檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理由及有效性評(píng)價(jià)→歸納部分化學(xué)性質(zhì)，討論溶解性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)→分析溶液成分，完成石蕊變紅演示實(shí)驗(yàn)→探究變紅原理→小結(jié)性質(zhì)與用途。

教師有效地整合教學(xué)資源，是學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力形成的源泉。教學(xué)實(shí)踐中，必須隨時(shí)關(guān)注、分析教學(xué)內(nèi)容的潛在走向，及時(shí)消除阻隔，形成教學(xué)內(nèi)容的意義流動(dòng)。無(wú)論是出現(xiàn)知識(shí)“越位”或能力“補(bǔ)位”現(xiàn)象，都會(huì)造成“亡羊補(bǔ)牢”的遺憾或者“削足適履”的痛苦。

3.4 分解：研究疑點(diǎn)的適度，使重難點(diǎn)的突破更加流暢

分解是教學(xué)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)很重要的基本功，是突出教學(xué)重點(diǎn)和突破教學(xué)難點(diǎn)的主要方法?！吧磉叺幕瘜W(xué)物質(zhì)”作為啟蒙教育的主要素材，有些問(wèn)題很難說(shuō)清道明。處理教材時(shí)，如何把握教學(xué)的深廣度，化解重難點(diǎn)，以便為當(dāng)前內(nèi)容找到遷移的落腳點(diǎn)、鞏固的深化點(diǎn)，為后續(xù)教學(xué)打基礎(chǔ)，是很多教師頭痛的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于某些重難點(diǎn)的突破，可以采取“知識(shí)提前滲透，疑點(diǎn)適當(dāng)后置”方法對(duì)待。例如，大家熟知的化學(xué)用語(yǔ)的教學(xué)，可以從緒言課開始，有計(jì)劃、有意識(shí)地逐步滲透元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式的書寫，避免大量集中學(xué)習(xí)的枯燥乏味。再如，濃硫酸使蔗糖炭化的同時(shí)，逐漸產(chǎn)生“蘑菇”狀泡沫，學(xué)生自然提出問(wèn)題：為何會(huì)產(chǎn)生泡沫？為何有刺激性氣味？此時(shí)，教師可以提示學(xué)生從質(zhì)量守恒定律的角度思考，推測(cè)氣體的可能成分，并設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案。對(duì)于反應(yīng)規(guī)律及其化學(xué)性質(zhì)則需要暫時(shí)擱置。

在探索“身邊的化學(xué)物質(zhì)”教學(xué)的過(guò)程中，如何充分發(fā)揮其載體作用，使之成為學(xué)生化學(xué)觀念的認(rèn)識(shí)和發(fā)展的“基點(diǎn)”，讓學(xué)生享受到參與創(chuàng)造的幸福感和愉悅興奮的情緒體驗(yàn)，還有許多問(wèn)題需要更深入地研討。

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