例談高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)從“幕后”推向“臺前”的教學(xué)策略

摘要：從幾個(gè)教學(xué)案例入手，列舉了高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)“幕后”現(xiàn)象的幾種情形，分析了實(shí)驗(yàn)“幕后”現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，闡明了讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)從“幕后”走到“臺前”的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；幕后；臺前；教學(xué)策略

文章編號：1005–6629（2013）10–0054–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

化學(xué)實(shí)驗(yàn)“幕后”與“臺前”是指真實(shí)存在于化學(xué)課堂中兩種對立的教學(xué)現(xiàn)象。“幕后”是指教師把實(shí)驗(yàn)置于從屬知識地位，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)定位于僅為獲取知識、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依附于已學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)過程僅限于強(qiáng)化知識、實(shí)驗(yàn)結(jié)論服務(wù)于總結(jié)知識的教學(xué)現(xiàn)象；“臺前”則是指教師把化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為創(chuàng)新活動的載體，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)關(guān)注未來發(fā)展、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)滲透創(chuàng)新思維、實(shí)驗(yàn)過程體現(xiàn)探究程序、實(shí)驗(yàn)結(jié)果收獲科研方法的教學(xué)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)“幕后”現(xiàn)象對培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、開發(fā)創(chuàng)造力等方面都有負(fù)面影響，只有將實(shí)驗(yàn)從“幕后”推向“前臺”，才能全面地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能，真正提升創(chuàng)新教育的主體地位。

1 實(shí)驗(yàn)“幕后”之形

近年來，高中化學(xué)課堂教學(xué)似乎鑄就了一種固定框架，直接導(dǎo)致化學(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了形形色色的“幕后”現(xiàn)象，主要有以下幾種情形。

1.1 實(shí)驗(yàn)只為獲取知識

僅把化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為幫助學(xué)生獲得知識的工具，而忽視實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的育人作用，是最常見的“幕后”現(xiàn)象。如高中化學(xué)教材將“噴泉實(shí)驗(yàn)”編排為NH3性質(zhì)的觀察實(shí)驗(yàn)，多見教師課前備好，課堂直接演示，用美麗“噴泉”吸引學(xué)生，激發(fā)興趣，分析釋疑，得出結(jié)論。看似成功之舉，可仔細(xì)斟酌就會發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)缺少設(shè)計(jì)及研究過程，被置于輔助地位，充當(dāng)了服務(wù)性角色，僅助學(xué)生獲取了“氨氣極易溶入水、氨水顯堿性”的知識結(jié)論，并未激起學(xué)生深層次思維活動，甚至連“‘噴泉’形成條件是什么？Cl2、CO2、SO2等氣體在什么條件下也能形成噴泉？”等問題都沒有解決。

若從復(fù)習(xí)CO2和SO2的性質(zhì)入手，引導(dǎo)學(xué)生完成圖1（a）所示的對比實(shí)驗(yàn)，隨之探討出圖1（b）實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷操作后，優(yōu)化設(shè)計(jì)出圖1（c）所示的“噴泉”實(shí)驗(yàn)，就能讓學(xué)生獲得更豐富的知識，也會增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探索性，還能引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案，置身于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動，以充分展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)魅力。

1.2 實(shí)驗(yàn)只為強(qiáng)化知識

實(shí)驗(yàn)僅用作強(qiáng)化知識的理解，而忽視實(shí)驗(yàn)“過程”與“方法”的和諧統(tǒng)一，是不易察覺的“幕后”現(xiàn)象。如由Al3+溶液制備Al（OH）3的實(shí)驗(yàn)，有教師設(shè)計(jì)了圖2所示的對比實(shí)驗(yàn)。

探究1：讓學(xué)生用廣泛pH試紙測定c（H+）不相等且均大于1 mol·L-1的一組酸性溶液的pH，發(fā)現(xiàn)pH均為1；再測定c（OH-）不相等且大于1 mol·L-1的一組堿性溶液的pH，又發(fā)現(xiàn)pH均為14。從而引起質(zhì)疑，誘發(fā)探究。

探究2：抓住學(xué)生測定pH過程中出現(xiàn)試紙顏色介于兩數(shù)值之間的時(shí)機(jī)，讓學(xué)生提出能否制作精確到0.1的pH試紙，激勵(lì)探索精密pH試紙的開發(fā)和使用。

探究3：使用精密pH試紙時(shí)，還是發(fā)現(xiàn)比色卡與試紙的顏色很少完全吻合，怎么辦？引誘學(xué)生關(guān)注pH計(jì)的存在和使用。

人類認(rèn)識自然是一個(gè)“發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤→糾正錯(cuò)誤→領(lǐng)悟真知”的循環(huán)過程，化學(xué)儀器或試劑只是認(rèn)識物質(zhì)的工具，會伴隨新問題出現(xiàn)而不斷地進(jìn)化。這里引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)，并在求證假設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)廣泛pH試紙的粗糙性、精密pH試紙的局限性、pH計(jì)的科學(xué)性和發(fā)展性，進(jìn)而學(xué)會根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)條件，創(chuàng)造性地尋求解決問題的新儀器、新藥品和新方法，促進(jìn)了科學(xué)創(chuàng)新觀念構(gòu)建和創(chuàng)新意識的形成。

3.2 找準(zhǔn)生成點(diǎn)增加實(shí)驗(yàn)曲度

生成點(diǎn)是指能生成教學(xué)創(chuàng)意的地方，具有簡明、本真、準(zhǔn)確等特性。找準(zhǔn)生成點(diǎn)就是找到一個(gè)支點(diǎn)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)從單純地服務(wù)于知識，引向化學(xué)研究方法的感悟。如“鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”，教材上設(shè)計(jì)圖6（a）所示方案，教師不僅要依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)知識，而且還應(yīng)從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性出發(fā)找到生成點(diǎn)，讓學(xué)生從圖6（b）到圖6（c）進(jìn)行逐步改進(jìn)。展創(chuàng)造能力等方面都扮演著重要角色。由“異常實(shí)驗(yàn)”引出“成功實(shí)驗(yàn)”的過程，既可促進(jìn)學(xué)生問題意識、科學(xué)探究意識的形成，還可以將多種探索能力融成一體，起到事半功倍的效果。如圖8（a）所示，鈉在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)，石棉網(wǎng)上出現(xiàn)了黑色物質(zhì)，是實(shí)驗(yàn)異常點(diǎn)。讓學(xué)生提出猜想或假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案去探究，即可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)引向縱深。

假設(shè)一：黑色物質(zhì)就是鈉燃燒的產(chǎn)物

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：按圖8（b）所示實(shí)驗(yàn)，取適量鈉加入蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，鈉燃燒后，繼續(xù)加熱，可以看到，隨著溫度升高，出現(xiàn)了“淡黃色→橙黃色→巧克力色→黑色”的系列變化，加熱至沸騰有少量氣體產(chǎn)生，冷卻后，蒸發(fā)皿中仍殘留少量黑色固體。

結(jié)論：鈉在空氣中燃燒可能生成黑色物質(zhì)，但不能排除其他可能性。

假設(shè)二：鈉與空氣中或酒精燃燒所產(chǎn)生的CO2反應(yīng)，生成碳呈黑色。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：如圖8（c）所示，先通入O2排盡體系中CO2，再加熱至鈉燃燒，冷卻后觀察仍有極少量黑色物質(zhì)。

結(jié)論：黑色物質(zhì)少了很多，佐證原實(shí)驗(yàn)有碳生成，但不能排除生成其他物質(zhì)。

這里并不一定要得出準(zhǔn)確的結(jié)論，真正意義在于通過實(shí)驗(yàn)“異常點(diǎn)”，創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，誘發(fā)學(xué)生自由地思考并獲得新知識，從而達(dá)到幾個(gè)習(xí)題或幾次書面考試所不具備的教學(xué)效果。

3.4 挖掘問題點(diǎn)托起實(shí)驗(yàn)高度

借助實(shí)驗(yàn)設(shè)置“典型問題”演繹學(xué)科思想，可激發(fā)學(xué)生深度思考，提升思維層次，實(shí)現(xiàn)感性認(rèn)知向理性思維的飛躍。如“鹽類水解”教學(xué)，可向?qū)W生提出實(shí)驗(yàn)問題：向飽和FeCl3溶液中加入CaCO3粉末會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么？

學(xué)生依據(jù)化學(xué)平衡知識提出假設(shè)：可能有氣體生成，有紅褐色沉淀生成，CaCO3粉末逐漸溶解。

實(shí)驗(yàn)求證：讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并觀察現(xiàn)象是否與假設(shè)相符。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：CaCO3粉末逐漸溶解，有氣體生成，有紅褐色沉淀生成。

以上做法有利于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)假設(shè)的作用、掌握科學(xué)探究的方法、認(rèn)識科學(xué)發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)、形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)而感悟到化學(xué)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)自然論和科學(xué)方法論建立過程中的特殊作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王祖浩主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)1 [M].南京：江蘇教育出版社，2009.

[2]王先鋒.“零排放”——高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的舍本追求[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（8）：63～64

[3]朱明斌，楊茵.鈉燃燒異常現(xiàn)象探究[J].化學(xué)教學(xué)，2008，（10）：7～9.