提高學(xué)生思維能力的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐探索

陸庭鑾　陳粲

摘要：如何在實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中更有效促進(jìn)學(xué)生的思維，以“影響物質(zhì)溶解性的因素”教學(xué)為例，提出處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的4種策略：變換法、擴(kuò)容法、關(guān)聯(lián)法、定量法，針對(duì)每一種策略，詳細(xì)闡述了在組織實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)的一些具體做法。

關(guān)鍵詞：思維；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；變換；擴(kuò)容；關(guān)聯(lián)；定量

文章編號(hào)：1008-0546（2017）07-0087-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.026

教學(xué)策略是為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力而進(jìn)行的一系列教學(xué)手段與方式。真正促使學(xué)生有效思維的，必須引導(dǎo)學(xué)生 “想思”、“會(huì)思”及“深思”。在“影響物質(zhì)溶解性的因素”教學(xué)實(shí)踐過程中，常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于核心知識(shí)理解不太深刻，甚至?xí)霈F(xiàn)理解負(fù)遷移現(xiàn)象，對(duì)關(guān)鍵性概念建構(gòu)過程不明晰，缺少感性認(rèn)識(shí)與自主建構(gòu)過程，學(xué)生深度學(xué)習(xí)引導(dǎo)得不夠。教學(xué)根本目的就是觸及學(xué)生的思維神經(jīng)，不斷引導(dǎo)學(xué)生監(jiān)控與診斷自己的顯性行為與隱性的思維，觸發(fā)學(xué)生的靈感，迸發(fā)出思維的火花。

一、變換法：改變實(shí)驗(yàn)的組織形式，促進(jìn)學(xué)生積極思維

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織形式有：演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)等，[1]要想促進(jìn)學(xué)生有效地思維，必須讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的“未知”到“已知”的探索過程，讓學(xué)生始終保持對(duì)“未知”的追求與探索的愿望。教材中就“影響物質(zhì)溶解性的因素”這一知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)提供了3組實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證讓學(xué)生得出結(jié)論，其作用就是驗(yàn)證結(jié)果的正確性與否。但這種方式觸發(fā)學(xué)生有效思維的力度還不夠，教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)組織形式的變換很必要，不妨試著變“驗(yàn)證結(jié)論”實(shí)驗(yàn)為“猜想探索”實(shí)驗(yàn)。

1. 引發(fā)思維。教師圍繞生活中有關(guān)溶解能力的事例引導(dǎo)學(xué)生展開討論，進(jìn)行猜想：影響物質(zhì)溶解性的因素可能有哪些？設(shè)計(jì)的問題能促發(fā)學(xué)生思維，學(xué)生聯(lián)系生活事例進(jìn)行思考，通過事例回放、對(duì)比分析、作出猜想。此時(shí)交流的答案是多元的，有學(xué)生提出“與溶質(zhì)種類有關(guān)”、或是“與溶劑種類有關(guān)”、“與溫度有關(guān)”等，同時(shí)課堂中也有學(xué)生提出“與溶劑的質(zhì)量有關(guān)”，此時(shí)的很多猜想是課堂生成的，引導(dǎo)學(xué)生猜想有效地促進(jìn)學(xué)生積極思維。

2. 暴露思維。展示學(xué)生的思維過程很重要，教者追問學(xué)生猜想的理由，特別是“溶解能力與溶劑的質(zhì)量有關(guān)”的猜想，學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)講述了判斷理由：“在泡糖水時(shí)，加入的水越多，溶解的糖就越多，溶解能力就越強(qiáng)”，講述過程反映了學(xué)生真實(shí)的思維過程，暴露出學(xué)生思維的不足，對(duì)于不完善甚至錯(cuò)誤的思維需要教者引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整與反思。對(duì)于核心概念“溶解性”的實(shí)驗(yàn)探究理解必須強(qiáng)調(diào)控制變量研究，讓學(xué)生重新審視與思考 “物質(zhì)的溶解性與溶劑的質(zhì)量有關(guān)”猜想的合理性。

3. 深化思維。深化思維就是圍繞猜想合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及通過一系列的實(shí)驗(yàn)操作得出結(jié)論。在學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案的過程中，遷移到很多的知識(shí)：認(rèn)識(shí)論知識(shí)、本體論知識(shí)、工具論知識(shí)、方法論知識(shí)及價(jià)值觀知識(shí)等，還會(huì)涉及實(shí)驗(yàn)方案的調(diào)整與修正的過程；在組織實(shí)驗(yàn)過程中，圍繞猜想進(jìn)行操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些“異?！保恍爱惓！睍?huì)觸發(fā)學(xué)生重新思索操作的合理性等因素，提高學(xué)生的思維品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生深度思維。

二、擴(kuò)容法： 適當(dāng)增補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生有效理解與建構(gòu)概念

1. 補(bǔ)實(shí)驗(yàn)。為了幫助學(xué)生建構(gòu)與理解概念，教材中提供了3個(gè)“活動(dòng)與探究”內(nèi)容，目的就是從感性角度建構(gòu)“飽和溶液與不飽和溶液”概念，在實(shí)際教學(xué)過程中，僅靠這3個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成，還不能對(duì)2個(gè)核心概念形成準(zhǔn)確的理解，特別是概念中的關(guān)鍵詞句“叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液”、“叫做這種溶質(zhì)的不飽和溶液”等的理解。此時(shí)組織教學(xué)時(shí)教者可適當(dāng)?shù)亍皵U(kuò)容”，增加一些探究實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解概念的外延與內(nèi)涵。在這里，可增加的實(shí)驗(yàn)是：在飽和的硝酸鉀溶液中加入少量的高錳酸鉀固體，觀察高錳酸鉀固體溶解的情況（如圖1）。

“擴(kuò)容”的目的是讓學(xué)生感受到某一溶質(zhì)的飽和溶液還能溶解其他的物質(zhì)，從而引發(fā)深度思維，促使學(xué)生對(duì)前概念的認(rèn)知進(jìn)行了一定的修正與調(diào)整，進(jìn)一步理解概念中一些關(guān)鍵語句。

2. 增實(shí)驗(yàn)。新增擴(kuò)容就是根據(jù)教學(xué)的需要，教材中并沒有提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，但根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知狀況新增的實(shí)驗(yàn)。此課時(shí)教學(xué)的一個(gè)思維的升華點(diǎn)就是幫助學(xué)生梳理飽和溶液、不飽和溶液與濃、稀溶液之間的關(guān)系，這是對(duì)溶液飽和與否及濃稀與否的深度理解。是一個(gè)知識(shí)整合的教學(xué)，這需要涉及反思能力等高階思維的支撐。當(dāng)教者提出問題：飽和溶液一定是濃溶液嗎？不飽和溶液一定是稀溶液嗎？學(xué)生可能立即從大腦中提供有關(guān)“有用的信息”，進(jìn)行遷移與判斷，從而得出屬于自己個(gè)體判斷的結(jié)論：飽和溶液一定是濃溶液或者飽和溶液不一定是濃溶液；稀溶液一定是不飽和溶液或稀溶液不一定是不飽和溶液等等結(jié)論。此時(shí)需要教者的教學(xué)機(jī)智，調(diào)整教學(xué)的思路以幫助學(xué)生完善已有的認(rèn)知，最佳的方法就是利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)“講話”，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取2支試管各加入5mL的水，再在2支試管中各加入1g的硝酸鉀固體及1g的氫氧化鈣固體，通過對(duì)比教學(xué)手段，讓學(xué)生感受到飽和溶液、不飽和溶液與濃稀溶液關(guān)系，真實(shí)感受硝酸鉀溶液相比是濃溶液，但是不飽和的，而氫氧化鈣溶液此時(shí)是飽和溶液，但是稀溶液。其中的關(guān)系不需要教者太多的講解，學(xué)生通過觀察、思考并能作出正確的判斷，及時(shí)調(diào)整自己的認(rèn)知，形成正確的認(rèn)識(shí)，此時(shí)的新增擴(kuò)容實(shí)驗(yàn)給學(xué)生反思學(xué)習(xí)提供了有力的保障，有效地促進(jìn)學(xué)生深度的學(xué)習(xí)。

三、關(guān)聯(lián)法：與生活、社會(huì)關(guān)聯(lián)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值取向

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值取向是指通過實(shí)驗(yàn)手段有效促進(jìn)化學(xué)知識(shí)的理解、內(nèi)化與運(yùn)用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的工具論作用，使之更好地服務(wù)于生活與社會(huì)，真正體現(xiàn)化學(xué)是一門生活化與社會(huì)化的學(xué)科[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)利用關(guān)聯(lián)法，讓知識(shí)向生活延伸，促使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行深度反思，提升思維的品質(zhì)，提升解決問題的執(zhí)行力。

1. 前關(guān)聯(lián)。知識(shí)總是在情境中呈現(xiàn)最有效，在講溶解性概念時(shí)，教者可呈現(xiàn)生活中情境：在日常生活中，我們常觀察到這樣的事實(shí)，在相同條件下，面粉在水中不易溶解，而食鹽、堿面在水中易溶解；油漬在水中很難溶解，而在汽油中卻很容易溶解。此事例是溶解能力在生活中再現(xiàn)，在講某一知識(shí)點(diǎn)之前出現(xiàn)起鋪墊和導(dǎo)入作用，有效地促進(jìn)學(xué)生思考與學(xué)習(xí)。置前教學(xué)法能將知識(shí)前移到生活中，讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)比反思，情境真實(shí)而富有感性，學(xué)習(xí)起來較為輕松。

2. 即時(shí)關(guān)聯(lián)。知識(shí)并不是孤立的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是這樣，教學(xué)時(shí)即時(shí)將所學(xué)知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生向生活延伸，采用問題教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生思考，在解決問題的過程中及時(shí)鞏固所學(xué)的知識(shí)，提升自己的思維能力。當(dāng)通過實(shí)驗(yàn)得出物質(zhì)的溶解性的影響因素時(shí)，教者可圍繞此知識(shí)討論生活中“干洗”的原理，幫助學(xué)生分析待干洗的污漬及干洗劑的成分，遷移所學(xué)的溶解性的有關(guān)知識(shí)，了解“真相”，讓所學(xué)的知識(shí)真正用于解決實(shí)際生活問題。

3. 后關(guān)聯(lián)。學(xué)習(xí)不斷，思維不止，在教與學(xué)過程中，關(guān)聯(lián)生活應(yīng)是教學(xué)永恒不變的追求。本節(jié)課結(jié)束后，可圍繞本節(jié)課的學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容進(jìn)行思考，挖掘出可供學(xué)生課后實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容。參考題：①到汽車修理廠考察，修理師傅手上的油污如何清洗？原理是什么？②家庭小實(shí)驗(yàn)，探究溫度對(duì)氯化鈉、味精、糖等物質(zhì)的溶解性的影響，并總結(jié)出一般規(guī)律。③了解與探究碳酸飲料中溶解了哪些物質(zhì)？它們?nèi)芙庑允軠囟鹊挠绊懹泻尾煌?/p>

四、定量化：定性實(shí)驗(yàn)定量化，發(fā)展學(xué)生思維能力

定量化能力是化學(xué)學(xué)科能力的一種[3]。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往忽視定量化的教學(xué)設(shè)計(jì)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中滲透定量化的思想，用數(shù)據(jù)“說話”，會(huì)使實(shí)驗(yàn)的結(jié)論更具有說服力，更準(zhǔn)確。

在研究物質(zhì)溶解性的影響因素時(shí)，基于定量化的考慮，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：比較相同質(zhì)量的溶劑里最多溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量。各在裝有5mL水的試管中，分別加入氯化鈉固體與氫氧化鈣固體，直至兩種固體剛好不能再溶解為止，比較加入的兩種固體的質(zhì)量；或者，各取1g的氯化鈉固體、1g的氫氧化鈣固體，在其中分別加水直至剛好使固體全部溶解，比較加入的水的質(zhì)量，以上設(shè)計(jì)的思想就是定量化的思想，實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)使得學(xué)生增加感性的認(rèn)識(shí)，增加了實(shí)驗(yàn)的說服效果。

在比較飽和溶液、不飽和溶液與濃稀溶液之間的關(guān)系時(shí)，學(xué)生理解起來較為困難，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不妨進(jìn)行定量化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，第一組實(shí)驗(yàn)為：在室溫條件下，各向裝有100g的水的試管中分別加入氯化鈉30g、氫氧化鈣2g，充分振蕩，使加入的物質(zhì)充分溶解，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，分別形成的是什么性質(zhì)的溶液？通過計(jì)算判斷哪一種溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)更大些？第二組實(shí)驗(yàn)為：在常溫下，分別在裝有100g的水的試管中分別加入10g氯化鈉、40g氯化鈉，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行判斷，形成的2個(gè)溶液的性質(zhì)如何？它們所形成的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)誰大誰??？由上面設(shè)計(jì)的2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析、比較，得出4個(gè)概念之間的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1] 冉光淑等.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)行為偏差及矯正[J].化學(xué)教與學(xué)，2016（3）：84-85

[2] 中華人民共和國教育部制訂.全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

[3] 楊玉琴.化學(xué)學(xué)科能力建構(gòu)的基本問題探討[J].化學(xué)教育，2016（1）：1-6