巧用“異?！睂嶒炞プ〗虒W(xué)時機

林鈴

一、問題提出

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)的教學(xué)要結(jié)合生活實際。在化學(xué)實驗的教學(xué)過程中，由于實驗體系中有諸多不可控制的因素，因此有時可能會導(dǎo)致教師的演示實驗失敗亦或者是學(xué)生自己動手實驗失敗。由于課堂時間有限，鮮有教師抓住教育時機，對實驗失敗的原因進行分析與解釋，導(dǎo)致學(xué)生困惑不已，教學(xué)效果大相徑庭，事倍功半。

然而當實驗出現(xiàn)“異常”現(xiàn)象時候，已經(jīng)創(chuàng)設(shè)了一個真實的問題情境。馬赫穆托夫指出：問題情境是指在一定的教學(xué)環(huán)境中，由于學(xué)生以前所掌握的知識和實踐活動的方法，在客觀上不足以解決已產(chǎn)生的任務(wù)時，所引起的那種智力困窘狀況。一個好的問題情境會引發(fā)學(xué)生的“認知沖突”，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生興趣和高度的注意力，從而促進教學(xué)效果的提高。就“教育時機”而言，孔子有曰，“不憤不啟，不悱不發(fā)”，講的就是當學(xué)生進入思維狀態(tài)時，有強烈的求知欲，這時候教師應(yīng)給予適當?shù)囊龑?dǎo)和啟發(fā)，才能幫助學(xué)生答疑解惑。

愛因斯坦曾說，“提出一個問題比解決一個問題更有價值”。當實驗現(xiàn)象與預(yù)期結(jié)果不同時，就能引發(fā)學(xué)生認知上的沖突，學(xué)生有強烈的欲望想要知道為什么。作為教師，應(yīng)積極巧妙地抓住這些“異常現(xiàn)象”，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，建構(gòu)問題意識，嘗試從多維度分析思考問題，創(chuàng)設(shè)問題模型，更深刻理解化學(xué)實驗本質(zhì)，從而才能達到教學(xué)效果事半功倍。

二、教學(xué)案例

“鐵及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用”中，F(xiàn)e2+ 的性質(zhì)、Fe3+ 的性質(zhì)以及Fe2+ 與Fe3+的轉(zhuǎn)換是教學(xué)的一個重點內(nèi)容。

為了更好的將化學(xué)實驗生活化，采用了生活中常見的“補鐵劑”，并查閱相關(guān)資料已得知補鐵劑中的鐵是以Fe2+形式存在，進行了學(xué)生分組實驗，來檢驗“補鐵劑中的鐵是以Fe2+形式存在”。

提供了以下實驗藥品及儀器：補鐵劑一瓶、雙氧水溶液、硫氰化鉀溶液、鹽酸溶液。試管若干，膠頭滴管。

實驗原理1

雙氧水是一種強氧化劑，能將Fe2+氧化成Fe3+ 。其實驗離子方程式是：

2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O

實驗原理2

硫氰化鉀KSCN是檢驗Fe3+的靈敏試劑，F(xiàn)e3+遇硫氰化鉀，溶液呈血紅色。離子方程式是：

Fe3++3SCN-Fe（SCN）3

根據(jù)教師預(yù)期實驗現(xiàn)象，在學(xué)生實驗前給出信息卡如下：

信息卡1

補鐵劑的主要成分：氯化血紅素、富鋅蛋白粉、葡萄糖漿、大豆?jié)饪s粉、乳酸、維生素C。

信息卡2

Fe3+易水解，水解方程式為：

Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+

根據(jù)勒夏特列原理，增加酸的濃度，平衡向左移動，從而Fe3+濃度增大。因此實驗室配置FeCl3溶液時，常要將FeCl3溶解在稀鹽酸溶液中，防止FeCl3水解。

進行學(xué)生實驗：

學(xué)生活動：

取少量補鐵劑于試管中，滴加少量硫氰化鉀溶液，觀察到?jīng)]有明顯現(xiàn)象。再向試管中滴加少量雙氧水溶液，仍然無明顯現(xiàn)象。

學(xué)生困惑、交流，并向教師提出疑惑，實驗并沒有預(yù)期的實驗現(xiàn)象，這是為什么呢？

教師活動：

教師巡視，指導(dǎo)實驗。

教師：“使硫氰化鉀溶液變紅的原理是：

Fe3++SCN-Fe（SCN）3

這是從定性的角度去思考，同時要注意到量變引起質(zhì)變，所以化學(xué)實驗不僅僅要定性思考，更應(yīng)該要定量思考。請學(xué)生交流討論一下，從定量的角度上，可能會有哪些原因?qū)е聸]有預(yù)期實驗現(xiàn)象呢？”

設(shè)計意圖：

利用實驗“異?！爆F(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生認知沖突，抓住教育時機，積極引導(dǎo)學(xué)生不僅僅要從方程式這樣一個定性的角度去看待化學(xué)實驗，更應(yīng)該從試劑等體系其他原因去定量地認識化學(xué)實驗。幫助學(xué)生構(gòu)建正確的化學(xué)實驗觀和問題意識。

學(xué)生活動：

學(xué)生1：“有沒有可能是硫氰化鉀的量太少了呢？”。于是向剛才反應(yīng)的試管中又滴加了幾滴硫氰化鉀溶液，觀察到仍然沒有明顯現(xiàn)象。

教師活動：

教師：“又滴加了幾滴硫氰化鉀溶液，仍然沒有明顯現(xiàn)象，請大家注意信息卡中提及硫氰化鉀溶液是一個靈敏試劑，說明并不是硫氰化鉀溶液的量的問題。轉(zhuǎn)而分析是否是Fe3+的量的問題。請學(xué)生再仔細閱讀信息卡上的信息，思考一下原因?！?/p>

設(shè)計意圖：

根據(jù)實驗現(xiàn)象進行進一步推理，抓住教學(xué)時機，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注已知的卻被忽略的信息卡上的信息，幫助學(xué)生構(gòu)建信息讀取、提取及識別的能力以及觀察能力。

學(xué)生活動：

學(xué)生2：“信息卡1中的主要成分提到了有乳酸和維生素C兩種還原劑。而在剛才的實驗中，只向試管中滴加少量的雙氧水溶液，有沒有可能雙氧水的量不夠多，雙氧水先和乳酸和維生素C兩種還原劑反應(yīng)消耗完了呢？”

于是向剛才反應(yīng)的試管中又滴加了幾滴雙氧水溶液，觀察到仍然沒有明顯現(xiàn)象。

學(xué)生3：“那就說明補鐵劑中鐵的存在形式不是Fe2+?！?/p>

教師活動：

教師：“以上的猜想都非常好，但是實驗的現(xiàn)象告訴我們，既不是硫氰化鉀的劑量問題，也不是雙氧水的劑量問題。同時我們不能就這樣下結(jié)論，那么請學(xué)生再次閱讀資料卡，思考一下，還可能有什么原因?qū)е碌哪?？?/p>

設(shè)計意圖：

根據(jù)實驗現(xiàn)象進行層層推理，抓住教學(xué)時機，鼓勵學(xué)生遇到瓶頸不能輕易放棄，也不能不經(jīng)思考就妄下結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生仔細閱讀被忽略的信息卡上的信息，幫助學(xué)生構(gòu)建信息讀取、提取及識別的能力以及對于問題的分析能力。

學(xué)生活動：

學(xué)生4：“資料卡上提及了我們沒學(xué)到的知識，水解?；蛟S是因為Fe3+很容易水解，生成其他物質(zhì)，導(dǎo)致它的量比較少。根據(jù)信息卡說的‘根據(jù)勒夏特列原理，增加酸的濃度，平衡向左移動，雖然我看的不是很明白，但是我發(fā)現(xiàn)，提供的藥品中有鹽酸溶液，那么我想往剛才反應(yīng)的試管中滴加少量鹽酸溶液試試看?！?/p>

于是向剛才反應(yīng)的試管中滴加幾滴稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色。

教師活動：

教師：“非常好，這下真相大白了。原理是Fe3+易水解，導(dǎo)致它的量比較少，所以沒有預(yù)期的實驗現(xiàn)象。那么我們根據(jù)所提供的信息，向溶液中滴加幾滴稀鹽酸，就能觀察到溶液變紅色。雖然信息中涉及到同學(xué)們還沒有學(xué)到的知識，但是老師想告訴大家的是，現(xiàn)在是一個信息爆炸的世界，存在著諸多的未知。所以要根據(jù)信息卡的內(nèi)容進行分析，這就告訴我們搜集信息提取信息的能力很重要，希望你們要學(xué)會這項技能。同時，我們化學(xué)實驗是受到諸多因素影響的，特別是生活中的化學(xué)，存在的諸多可能性，不能輕易的下結(jié)論。一定要多維度的去思考分析，可能存在的原因有哪些，再去思考，如何設(shè)計實驗，一一排除呢？”

設(shè)計意圖：

通過這次分組實驗“異?！爆F(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)問題情境，抓住教育時機，讓學(xué)生感受到化學(xué)在生活中無處不在，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。同時幫助學(xué)生構(gòu)建定性定量的合理的實驗觀念，以及設(shè)計實驗的思路。同時糾正學(xué)生錯誤的認知，不能不進思考探究就輕易下結(jié)論。在知識爆炸的生活網(wǎng)絡(luò)中，觀察能力、讀取信息、提取信息以及分析運用信息的能力都日益重要。希望學(xué)生不要以沒學(xué)過為借口逃避學(xué)習(xí)困難，幫助學(xué)生構(gòu)建積極主動學(xué)習(xí)的能力。從核心素養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”上升到“證據(jù)推理與模型認知”和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的層面，從而才能上升到“科學(xué)精神與社會責(zé)任”的嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，具有探索未知得到意識。這對于日后的生活以及進入社會都有重要的作用。

三、教學(xué)感悟

1.實驗“異?！爆F(xiàn)象往往是利用教學(xué)時機的資源

實驗“異?！爆F(xiàn)象十有八九，這是因為中學(xué)化學(xué)教材中對于實驗裝置以及藥品僅僅是給出了最核心的要點，但是化學(xué)實驗體系的未知因素太多，影響因素也很多。這就需要教師在化學(xué)實驗展示之前或者學(xué)生實驗之前進行預(yù)實驗，根據(jù)實驗的現(xiàn)象把握好劑量、溫度等其他可能相關(guān)的因素。在實驗沒有達到預(yù)期現(xiàn)象時，應(yīng)積極查閱相關(guān)文獻，根據(jù)上課需要，對實驗進行有必要的改進。也可將此實驗“異?！爆F(xiàn)象作為教育時機的有效資源，積極引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生?？梢哉f，實驗“異?！爆F(xiàn)象往往是教育時機的不可或缺的重要資源。但是常有較多教師以“學(xué)校資金不足”、“學(xué)校設(shè)備不足”、“實驗的危險性”或者是“實驗失敗可能性較大”等理由拒絕教師演示實驗或者學(xué)生實驗。讓化學(xué)實驗常常成為“紙上談兵”，“教師口述”的形式來呈現(xiàn)。在此情形下，學(xué)生缺乏了眼、耳、腦多感官結(jié)合的形式來感受化學(xué)實驗的魅力，也缺乏了探究之心。更有甚者認為化學(xué)實驗的影響是負面的，導(dǎo)致其對于化學(xué)學(xué)科的理解也是負面的。這導(dǎo)致學(xué)生乃至于大眾的化學(xué)價值上的判斷存在很大的誤區(qū)。

2.提高專業(yè)素養(yǎng)，積累教育素材

隨著《普通高中化學(xué)課程標準》（2017版）的頒步下的課程改革，不僅僅是要求教育工作者做到“知行合一”，將化學(xué)教學(xué)理念與實際相結(jié)合，而且教師同時要教育學(xué)生在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)也應(yīng)該做到“知行合一”，將化學(xué)學(xué)科知識與實際生活相結(jié)合。實驗“異?！爆F(xiàn)象對于教師的分析探究能力更高，這就需要教師成為一個學(xué)習(xí)研究者。所謂“教學(xué)相長”，在教育學(xué)生的同時，自己也能從中學(xué)到不少。當有實驗“異?！爆F(xiàn)象出現(xiàn)時，實事求是的分析結(jié)果，一步步引導(dǎo)學(xué)生進行探究，深入思考，如何將自己所學(xué)的知識運用于實際，用來解決實際的問題情景。引導(dǎo)學(xué)生自我糾正不良認知，片面認知、不足與錯誤等等。這就需要一個學(xué)習(xí)研究型教師能從自身做起，收集大量資料，從而進行分析驗證等。同時教師也應(yīng)積極積累教育素材。以上都是對于教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了較大的要求。

（收稿日期：2018-12-15）