借實(shí)驗(yàn)之道成教學(xué)之效

尹忠環(huán) 賀淑華

摘要：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)深度挖掘、靈活運(yùn)用各種有效策略，使之融入到日常教學(xué)之中。力求通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展，讓化學(xué)課堂變成學(xué)生體驗(yàn)生活、探究奧秘的科學(xué)前站。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);策略;有效;探究

文章編號(hào)：1008-0546（2019）05-0080-03

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.025

“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科的基本特征?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教育的基礎(chǔ)、是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的源泉、是訓(xùn)練科學(xué)方法的有效途徑、是養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度的必由之路。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中起著舉足輕重的作用，其教學(xué)策略的深度挖掘及選擇也就顯得尤為重要。本文擬就教學(xué)中依據(jù)實(shí)情、挖掘和運(yùn)用教學(xué)策略談自己的幾點(diǎn)做法，以期與同仁探討。

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多元化實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放性是指在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，依據(jù)不同的化學(xué)原理對(duì)給出的實(shí)驗(yàn)從不同角度、用不同方法設(shè)計(jì)方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理分析和處理。在此過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)起著非常重要的作用，它能誘發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突、提升學(xué)生的思維品質(zhì)。但是，不容忽視的是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在大量的“虛假設(shè)計(jì)”，即設(shè)計(jì)者往往已經(jīng)畫(huà)好了“圈”，學(xué)生的思維被禁錮在“圈”中，筆者認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)教學(xué)要高效，就必須做到全方位開(kāi)放，尤其是方案的設(shè)計(jì)。

如，筆者在講授乙烯的性質(zhì)時(shí)，安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，每一組事先收集好乙烯氣體，并分裝于三個(gè)醫(yī)用注射器中。對(duì)乙烯能使溴水褪色這一陛質(zhì)，筆者板書(shū)一個(gè)問(wèn)題：你猜想該反應(yīng)是

反應(yīng)（加成或取代），請(qǐng)利用桌上的藥品和儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜想（已知鹵代烴中的鹵素不與硝酸銀反應(yīng)）。實(shí)驗(yàn)室熱鬧起來(lái)了，幾分鐘后，筆者請(qǐng)一個(gè)小組發(fā)言，匯報(bào)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)想：該反應(yīng)是加成反應(yīng)。驗(yàn)證原理：鹵素參與加成反應(yīng)產(chǎn)物只有一種（即鹵代烴），而取代反應(yīng)除了能產(chǎn)生鹵代烴，還會(huì)生成鹵化氫，因此，可以在反應(yīng)后的溶液中加入硝酸銀溶液，不產(chǎn)生淡黃色沉淀，就說(shuō)明該反應(yīng)是加成反應(yīng)。筆者沒(méi)有作出評(píng)價(jià)，而是讓學(xué)生按方案完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生奇怪了，因?yàn)榧尤胂跛徙y溶液后會(huì)有沉淀生成。怎么回事？在筆者的指導(dǎo)下，學(xué)生明白：由于溴化銀的Ksp特別小，只要有極少量的溴離子就會(huì)沉淀，而有機(jī)反應(yīng)很難保證反應(yīng)完全。此時(shí)，筆者再問(wèn)：你們能否設(shè)計(jì)出更合理的方案？不一會(huì)兒，有一小組提出設(shè)想：我們還是通過(guò)驗(yàn)證反應(yīng)是否生成溴化氫來(lái)證實(shí)猜想。學(xué)生們一愣，這不正是上一小組的方案嗎？正在學(xué)生疑惑之時(shí)，該組學(xué)生解釋說(shuō)：溴離子的檢驗(yàn)不行，可以從氫離子的檢驗(yàn)考慮。對(duì)啊，學(xué)生恍然大悟，只要分別測(cè)定出參與反應(yīng)的溴水和反應(yīng)后溶液的pH，如果后者的pH更大，則說(shuō)明反應(yīng)并沒(méi)有鹵化氫生成，那就證明是加成反應(yīng)。

一會(huì)兒，一小組再提出不同設(shè)計(jì)：可以用礦泉水瓶做反應(yīng)容器，如果反應(yīng)后瓶子變癟，就說(shuō)明是加成反應(yīng)，因?yàn)槠績(jī)?nèi)氣體在減少，如果未變癟，則應(yīng)是取代反應(yīng)，因1mol乙烯反應(yīng)則生成1mol溴化氫氣體。學(xué)生討論開(kāi)了，方案可行嗎？一學(xué)生大聲應(yīng)道：不行，因溴化氫氣體極易溶于水，不管該反應(yīng)是加成還是取代，瓶子都會(huì)癟。那測(cè)氣壓的方式一定不行嗎？筆者追問(wèn)道，有一學(xué)生站起回答道：可將溴水換成溴的四氯化碳溶液，因溴化氫難溶于四氯化碳中，話音剛落，教室中掌聲熱烈響起。此時(shí)筆者覺(jué)得問(wèn)題圓滿解決了，可一學(xué)生再次提出疑問(wèn)：我們并沒(méi)有看到課本所提到的油狀液體，難道生成的鹵代烴可以溶于水？一石激起千層浪，對(duì)呀！學(xué)生都叫道，這可是一個(gè)意外，筆者當(dāng)即肯定了大家的質(zhì)疑精神，并讓學(xué)生就此問(wèn)題展開(kāi)討論。最后，通過(guò)計(jì)算學(xué)生明白：原來(lái)注射器中裝有的乙烯（10mL常溫）即使完全反應(yīng)生成的1，2一二溴乙烷也只有0.038mL，都沒(méi)有膠頭滴管一滴的量，在水中分散后很難觀察出來(lái)。

看著學(xué)生滿意的笑臉，筆者知道：這堂課是成功的，通過(guò)開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主線，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同方向提出不一樣的解決方案，更難得的是：通過(guò)引導(dǎo)，學(xué)生能提出自己的問(wèn)題和看法。顯然，在開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中，學(xué)生思維得到極大的調(diào)動(dòng)，思維的廣度和深度都有明顯的提升，教學(xué)的有效性必然有所提升。

二、實(shí)驗(yàn)方案對(duì)比化實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)比不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能變傳統(tǒng)式的“照方抓藥”、模仿重復(fù)的教學(xué)模式為探究性教學(xué)模式。通過(guò)對(duì)比，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，繼而思考并解決問(wèn)題，長(zhǎng)此以往，學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中的求真意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)將得到加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)性也在此過(guò)程中得以實(shí)現(xiàn)。

如，講授苯酚的弱酸性時(shí)，設(shè)計(jì)問(wèn)題：怎樣利用桌上儀器和藥品證明其具有弱酸性？學(xué)生甲：利用苯酚可與堿的反應(yīng)。學(xué)生乙：在苯酚鈉溶液中通人二氧化碳?xì)怏w，若溶液變渾濁，則可證明。筆者要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)并作出合理分析，實(shí)驗(yàn)完成后學(xué)生一致認(rèn)為學(xué)生乙的方案可行，甲同學(xué)的方案只能說(shuō)明苯酚具有酸性。正當(dāng)筆者準(zhǔn)備下一教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，學(xué)生丙：前面我們已經(jīng)做過(guò)乙醇、水與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，是否可以通過(guò)與鈉的反應(yīng)來(lái)說(shuō)明？筆者肯定了該同學(xué)的設(shè)想并當(dāng)場(chǎng)演示，由于苯酚常溫下是固體，所以，實(shí)驗(yàn)前首先將三種物質(zhì)的溫度都升至45℃，然后在三個(gè)小燒杯中分別裝入等量的苯酚、水和乙醇，投入相同大小的鈉塊，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象卻出人意料，鈉與水的反應(yīng)最快，乙醇次之，苯酚最慢。教室沸騰了？怎么回事？最后通過(guò)查找資料學(xué)生明白：酚羥基雖然比醇羥基活潑，但苯酚的黏度比乙醇大，且產(chǎn)物苯酚鈉難溶于苯酚而乙醇鈉卻易溶于乙醇，這正如二氧化碳不能用石灰石與硫酸反應(yīng)來(lái)制備是一個(gè)道理，基于以上原因從而導(dǎo)致苯酚與鈉的反應(yīng)速率最慢。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案的比較和拓展，學(xué)生懂得如何思考、怎樣探究，也讓學(xué)生對(duì)化學(xué)的本質(zhì)——實(shí)驗(yàn)科學(xué)有了進(jìn)一步的了解，對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性有了更深的認(rèn)識(shí)，這必將對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)觀的形成產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。我們的學(xué)生就是在這樣的探究過(guò)程中體會(huì)到成功與樂(lè)趣，這個(gè)體驗(yàn)過(guò)程是非常有意義的。

三、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)解剖化實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深刻性

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是樹(shù)立學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)觀的重要載體，其原理具有嚴(yán)密的科學(xué)性，其操作有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦蛐浴Ｒ虼?，在?shí)驗(yàn)教學(xué)中解剖實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)、明確實(shí)驗(yàn)原理就顯得非常重要，這有助于學(xué)生對(duì)原理的準(zhǔn)確把握、對(duì)知識(shí)的正確理解，同時(shí)，對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注也有助于學(xué)生思維品質(zhì)的優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深刻性。

如，教材在介紹鋁單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)時(shí)安排了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將NaOH溶液不斷滴人AlCl3溶液中，觀察現(xiàn)象。從傳統(tǒng)的知識(shí)傳授這一點(diǎn)來(lái)看實(shí)驗(yàn)安排合理。但筆者認(rèn)為：此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生思維的調(diào)動(dòng)和挖掘稍顯不夠，知識(shí)的呈現(xiàn)為平鋪直敘式，沒(méi)有產(chǎn)生明顯的認(rèn)知沖突。但如果對(duì)該實(shí)驗(yàn)作些細(xì)節(jié)上的調(diào)整：改變?nèi)芤旱牡渭臃较颉獙lCl3溶液滴人NaOH溶液中，結(jié)果會(huì)怎樣呢？出乎尋常的現(xiàn)象激發(fā)了學(xué)生的興趣，認(rèn)知沖突由此產(chǎn)生。AlCl3將NaOH消耗完了，怎么還會(huì)產(chǎn)生沉淀呢？這沉淀是什么呢？經(jīng)過(guò)分析，原來(lái)Al³⁺和AlO2^-在水溶液中是不能共存的，它們能發(fā)生反應(yīng)，生成Al（OH）3沉淀，而這一知識(shí)點(diǎn)恰恰是后來(lái)很多學(xué)生倍感困惑的地方。后來(lái)的教學(xué)顯示，通過(guò)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的解剖和調(diào)整，能有效提升學(xué)生的分析能力，完善學(xué)生的知識(shí)體系。

實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的手段，體現(xiàn)著教育的本質(zhì)。“細(xì)節(jié)決定成敗”，同樣，實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的處理影響著學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，影響著學(xué)生對(duì)科學(xué)深刻性的理解。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)力爭(zhēng)做到抓住細(xì)節(jié)、解剖原理。

四、實(shí)驗(yàn)原理情境化體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生活性

新課程理念強(qiáng)調(diào)：學(xué)科教育必須與生活、生產(chǎn)緊密聯(lián)系，學(xué)科才有旺盛的生命力，學(xué)生才有源源不斷的學(xué)習(xí)動(dòng)力。其實(shí)，不少化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理在生活中都能找到它們的影子，試想，當(dāng)實(shí)驗(yàn)原理與生活情境聯(lián)系起來(lái)了，化學(xué)的學(xué)習(xí)還會(huì)那么枯燥嗎？實(shí)驗(yàn)原理還有那么難以理解嗎？

如，在講授混合物的分離一節(jié)時(shí)，筆者考慮到學(xué)生對(duì)過(guò)濾和萃取的原理感到頭痛，在完成課本實(shí)驗(yàn)后并沒(méi)有立即對(duì)原理進(jìn)行解釋，而是由學(xué)生熟悉的菜肴——水煮魚(yú)創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)計(jì)問(wèn)題：（1）水煮魚(yú)中漂有不少的紅辣椒，你覺(jué)得可以用什么方法將其快速分離掉？（2）水煮魚(yú)中湯的顏色上下一致嗎？如果不一致，你認(rèn)為這是什么原因造成的？一道日常菜肴難道與所講內(nèi)容有關(guān)？其中蘊(yùn)含了化學(xué)原理？學(xué)生討論開(kāi)了，經(jīng)過(guò)共同努力，學(xué)生很快理解了過(guò)濾與萃取的原理。過(guò)濾就像用漏勺將漂在湯面上的紅辣椒除去的操作，其原理就是沉淀物（紅辣椒）的粒徑大于濾紙（漏勺）孔徑的大小，實(shí)現(xiàn)沉淀（紅辣椒）與溶液（魚(yú)湯）的分離。魚(yú)湯上下層顏色不一樣，原因就是漂著的那層油溶解辣椒紅色素的能力比水強(qiáng)，因而顏色更鮮紅，這其實(shí)就是萃取的原理。

再如，在講授溶液和膠體性質(zhì)時(shí)，學(xué)生對(duì)于滲析分離二者很難理解，筆者預(yù)先準(zhǔn)備兩個(gè)鴨蛋，一個(gè)咸，一個(gè)鮮，鮮鴨蛋如何變成咸鴨蛋的？?jī)蓚€(gè)蛋又有何區(qū)別？筆者話音剛落，有學(xué)生笑著回答：一個(gè)有成味，一個(gè)沒(méi)有。筆者沒(méi)有回應(yīng)，只是輕輕地將蛋大頭的外殼剝下，露出里層的白膜，告訴學(xué)生，咸鴨蛋的腌制奧秘就在于那層膜，那是一層半透膜，能滲過(guò)鹽水溶液，但蛋白質(zhì)膠體不可滲過(guò)，咸蛋由此而成。這兩個(gè)蛋你怎么區(qū)分呢？學(xué)生議論開(kāi)了，一致的觀點(diǎn)就是嘗一嘗。筆者沒(méi)有回應(yīng)，只是將兩個(gè)蛋頂端的膜用大頭針扎破，一個(gè)立馬流出少量蛋清，而另一個(gè)沒(méi)有。學(xué)生疑惑了，為什么會(huì)這樣？哪個(gè)是咸蛋？在觀看有關(guān)食物腌制的小視頻后，學(xué)生才明白：蛋放入鹽水中，不僅鹽水能進(jìn)入蛋內(nèi)，同時(shí)，由于鹽水的電解質(zhì)溶液濃度大，使得鴨蛋里的一些水從膜中滲出，因而咸蛋都會(huì)形成一個(gè)小空隙，故流出蛋清的是鮮蛋。

通過(guò)生活情境的創(chuàng)設(shè)，從學(xué)生身邊熟悉的事物出發(fā)，在生活事例中理解實(shí)驗(yàn)原理，這體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生活性，突出了化學(xué)知識(shí)和原理在日常生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與我們生活息息相關(guān)，化學(xué)的學(xué)習(xí)是我們生活的需要。

總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)深入研究實(shí)驗(yàn)原理、關(guān)注實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，將各種教學(xué)策略融入到課堂之中，用以構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和重視，讓化學(xué)課堂真正成為學(xué)生體驗(yàn)生活、探究奧秘的科學(xué)前站。