激趣 獲知 循理 質(zhì)疑

文/劉美華

摘 要：通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐來(lái)激趣、獲知、循理、質(zhì)疑，展現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的魅力，提升學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：激趣；獲知；循理；質(zhì)疑；實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的最高法庭，也是化學(xué)學(xué)科最突出的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，更是有效的學(xué)習(xí)方式。根據(jù)學(xué)習(xí)策略理論可知：親手做比聽或看吸收的信息要多得多。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，學(xué)生才可以更加深刻地理解化學(xué)相關(guān)的內(nèi)容與知識(shí)。從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，獲取知識(shí)和技能，學(xué)會(huì)應(yīng)用科學(xué)方法、規(guī)律及思維解決問(wèn)題，學(xué)會(huì)質(zhì)疑，在質(zhì)疑中探究，領(lǐng)略化學(xué)實(shí)驗(yàn)給他們帶來(lái)魅力，從而提升學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)。

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的催化劑

心理學(xué)認(rèn)為，興趣是人們力求認(rèn)識(shí)某種事物或愛好某種活動(dòng)的傾向。青少年學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的直接來(lái)源之一是“情趣動(dòng)機(jī)”。由激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣入手，到提高其學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要功能。特別是一些趣味實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榛瘜W(xué)趣味實(shí)驗(yàn)以生動(dòng)、鮮明、新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。

如，在學(xué)習(xí)指示劑及變色反應(yīng)原理時(shí)，可通過(guò)“茶水→墨水→茶水”魔術(shù)表演實(shí)驗(yàn)：老師手里端著不滿一杯棕黃色的茶水，用玻璃棒在茶水中攪動(dòng)一下，大喊一聲“變”，此時(shí)，茶水立刻變成了藍(lán)色的墨水。接著，又將玻璃棒的另一端在墨水杯里攪動(dòng)一下，大喊一聲“變”，果然，剛剛變成的藍(lán)墨水又變成了原來(lái)的茶水了。真奇妙呀！學(xué)生贊不絕口，強(qiáng)烈的激起學(xué)生想弄清楚是怎樣變來(lái)變?nèi)サ脑?。原?lái)這是個(gè)非常有趣的化學(xué)反應(yīng)：玻璃棒的一端事先蘸上綠礬粉末，另一端蘸上草酸晶體粉末。因?yàn)椴杷锖写罅康膯螌幩?，?dāng)單寧酸遇到綠礬里的亞鐵離子后立刻生成單寧酸亞鐵，它的性質(zhì)不穩(wěn)定，很快被氧化生成單寧酸鐵的混合物而呈藍(lán)黑色，從而使茶水變成了“墨水”。草酸具有還原性，將三價(jià)的鐵離子還原成兩價(jià)的亞鐵離子，因此，溶液的藍(lán)黑色又消失了，重新顯現(xiàn)出茶水的顏色。最后讓學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)生活中會(huì)遇到這種現(xiàn)象嗎？當(dāng)你用刀子切削尚未成熟的水果時(shí)，常常看到水果刀口處出現(xiàn)藍(lán)色，有人以為是刀子不潔凈所造成的。其實(shí)，這種情況同上述茶水變墨水是一樣的道理，就是刀子上的鐵和水果上的單寧酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。

俗話說(shuō)“興趣是最好的老師”，學(xué)習(xí)興趣是一種力求認(rèn)識(shí)世

界、渴望獲得科學(xué)文化知識(shí)的意識(shí)傾向，能推動(dòng)人們?nèi)で笾R(shí)，鉆研問(wèn)題，開闊眼界，它也是一個(gè)人走向成才之路的一種高效能的催化劑?？梢哉f(shuō)學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)活動(dòng)的重要?jiǎng)恿Α；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)具有動(dòng)機(jī)功能，可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，這是人們的共識(shí)。而化學(xué)學(xué)習(xí)興趣是指學(xué)生對(duì)化學(xué)力求認(rèn)識(shí)、趨近的一種心理傾向。學(xué)習(xí)興趣使學(xué)生始終對(duì)學(xué)習(xí)保持良好的心理狀態(tài)，并在其中得到樂趣和滿足。所以作為化學(xué)老師應(yīng)該多用趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)催化學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，并介紹學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，如“化學(xué)學(xué)科網(wǎng)”上有很多化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)是獲取知識(shí)和技能的平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究最根本的方式，更是獲取知識(shí)和技能的有效平臺(tái)?；瘜W(xué)物質(zhì)數(shù)量龐大，物質(zhì)性質(zhì)特別是化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)的，如，金屬活動(dòng)順序是從實(shí)驗(yàn)中得出的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，在電化學(xué)完成了對(duì)氧化還原電勢(shì)的理論構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法的規(guī)范之后，得到了證實(shí)和完善。

從高考來(lái)說(shuō)，化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是高考試題卷Ⅱ中實(shí)驗(yàn)考查的主要形式，綜合性強(qiáng)，有一定難度?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)題，要求學(xué)生聯(lián)系所學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)類比、遷移和重組，全面、周密地思考才能設(shè)計(jì)出正確的實(shí)驗(yàn)方案和回答提出的問(wèn)題。如，2012浙江卷第10題：以鉻酸鉀為原料，給出電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（如圖），考查學(xué)生對(duì)電化學(xué)知識(shí)的掌握及遷移、類比能力，能寫出總反應(yīng)和陰極區(qū)的反應(yīng)式，并能根據(jù)總反應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化率計(jì)算（測(cè)定陽(yáng)極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比為d，求此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為a）。此題可獲知：是針對(duì)重鉻酸鉀傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)存在的高污染、高消耗等問(wèn)題，目前正在研究和應(yīng)用的綠色技術(shù)，具有重要理論意義和工程應(yīng)用前景，相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)已多次在《化學(xué)通報(bào)》等期刊發(fā)表等知識(shí)。縱觀歷年高考實(shí)驗(yàn)題得分情況，是每年高考試卷中得分率最低的題目，究其原因首先是因?yàn)槠綍r(shí)實(shí)驗(yàn)做得少，其次是高考對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體操作沒有具體的要求，只是有化學(xué)方面的一些筆試。這種情況下，教師很現(xiàn)實(shí)地把高考成績(jī)作為教學(xué)的主要目標(biāo)，忽視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值和功能，只注重化學(xué)理論知識(shí)的教學(xué)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分利用實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)來(lái)建立化學(xué)概念或歸納化學(xué)規(guī)律，是學(xué)生獲知的最好途徑和方法。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生技能訓(xùn)練和提升的平臺(tái)，只是在黑板上畫實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)、“背”實(shí)驗(yàn)，而忽視了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析，沒有深入地挖掘?qū)嶒?yàn)的本質(zhì)屬性與現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)失效又失魅力。這是與深化新課程改革，重視學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展的思想不相符的。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)是循理的最好實(shí)踐

著名化學(xué)家戴安邦先生曾說(shuō)過(guò)：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全面實(shí)施化學(xué)教育的一種最有效的形式?！彼梢耘囵B(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。扎實(shí)做好教材實(shí)驗(yàn)，利用高考實(shí)驗(yàn)試題作典范，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中踐行循理的過(guò)程，是我們可用的方法。因?yàn)?，高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題綜合性強(qiáng)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作三條“線”的基礎(chǔ)上，向“原理+儀器”“儀器+技能”“原理+技能”三個(gè)交叉、綜合的層面，甚至向“原理+儀器+技能”三維立體結(jié)構(gòu)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)與技能的綜合考查；（2）化學(xué)實(shí)驗(yàn)與元素化合物、有機(jī)化學(xué)、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)概念和原理等各個(gè)板塊中相關(guān)知識(shí)綜合在一起進(jìn)行考查；（3）將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)相關(guān)知識(shí)、其他學(xué)科（如物理、生物等）的相關(guān)知識(shí)與方法融合在一起來(lái)進(jìn)行綜合考查。如2012浙江卷第28題，實(shí)驗(yàn)室制備苯乙酮的化學(xué)方程式為：

制備過(guò)程中還有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反應(yīng)。主要實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如下：（1）合成：略。（2）分離與提純：略。

這就是源于教材又高于教材的最好例證，其探循的是物質(zhì)制備的原理，考查的是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作（分離、提純和蒸餾等）和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。如果教師在教學(xué)中進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)解決這道題難度就不大了?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)功能的體現(xiàn)不僅僅在于獲得所謂的“正確”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索過(guò)程，只有親身經(jīng)歷了這樣的過(guò)程，學(xué)生才能對(duì)什么是科學(xué)，什么是科學(xué)實(shí)驗(yàn)有較為深刻的理解，才能在這樣的過(guò)程中受到科學(xué)過(guò)程和科學(xué)方法的訓(xùn)練，形成科學(xué)的態(tài)度、情感、價(jià)值觀。

四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)是心生質(zhì)疑的最佳時(shí)機(jī)

明朝學(xué)者陳獻(xiàn)章說(shuō)：“學(xué)貴置疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。疑者，覺悟之機(jī)也?！倍嘁伞⑸埔?、質(zhì)疑、探疑是獲取新知識(shí)的途徑。

在“化學(xué)能與電能”的學(xué)習(xí)中,教師可以首先演示“番茄原電池”（用銅片、鋅片、導(dǎo)線、音樂卡和西紅柿組成）這一趣味實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在感受音樂卡發(fā)出的音樂聲中產(chǎn)生疑問(wèn):這個(gè)簡(jiǎn)單構(gòu)造為什么能使音樂卡發(fā)出聲音？在激起學(xué)生的好奇心、求知欲和探究欲望的同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生討論質(zhì)疑：音樂卡發(fā)聲肯定有電流通過(guò),這電流從何而來(lái)？這時(shí)學(xué)生的思維高度集中，迫切希望找到問(wèn)題的答案，從而走進(jìn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)。

又如，Na2CO3和HCl兩種溶液互相滴加時(shí)，順序不同，現(xiàn)象不同。向Na2CO3溶液逐滴滴加HCl溶液，開始產(chǎn)生無(wú)色氣泡，后來(lái)有氣泡的現(xiàn)象，于是給出兩個(gè)反應(yīng)：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl和NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O來(lái)解釋，但仍有學(xué)生不明白為什么第一步反應(yīng)生成的是NaHCO3而不是CO2，從而提出質(zhì)疑。教師可以引導(dǎo)學(xué)生從H2CO3的電離入手，H2CO3是二元弱酸，在水中分步電離H2CO3?葑H++HCO3-，HCO3-?葑H++CO32-，弱電解質(zhì)的電離是可逆過(guò)程，反過(guò)來(lái)可知CO32-與H+反應(yīng)時(shí)先生成HCO3-，HCO3-再與H+反應(yīng)時(shí)生成H2CO3分子，H2CO3分子不穩(wěn)定，分解產(chǎn)生CO2和H2O。通過(guò)這樣的教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生我們體會(huì)到了運(yùn)用自己已有的知識(shí)解決問(wèn)題的快樂，并建構(gòu)了新舊知識(shí)之間的聯(lián)系。類似問(wèn)題還有苯酚鈉溶液中通入CO2生成的是NaHCO3而不是Na2CO3。

“宏觀看現(xiàn)象、微觀想建構(gòu)、符號(hào)來(lái)表征”是學(xué)習(xí)化學(xué)的三部曲，實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生想象力的最佳形象系統(tǒng)，是心生質(zhì)疑的最佳時(shí)機(jī)。不重視過(guò)程的實(shí)驗(yàn)等于把生動(dòng)活潑的化學(xué)現(xiàn)象變成了靜止的某個(gè)預(yù)期的結(jié)論，何況這個(gè)結(jié)論學(xué)生從教師的演示中早已知道。學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)的快樂，感受不到科學(xué)的魅力。同時(shí)由于結(jié)論和理論所推測(cè)或是教師的講解完全一致，教師不用思考如何解釋或探討實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的新的或未曾預(yù)料到的化學(xué)現(xiàn)象，因而失去了許多了解和理解化學(xué)的機(jī)會(huì)。因此“無(wú)論如何強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)都不過(guò)分”，所以教師要對(duì)教材進(jìn)行整合，增加、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)順序，讓實(shí)驗(yàn)說(shuō)話，讓實(shí)驗(yàn)傳情。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，促進(jìn)學(xué)生思維在宏觀、微觀和符號(hào)系統(tǒng)中流暢轉(zhuǎn)換，讓課堂充滿魔幻般的色彩，充分展現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的魅力。

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編輯 郭曉云