合理使用實驗素材 發(fā)揮實驗教學(xué)功能

孔玲蕓+吳星+周炳興+旃宏

摘要：同樣內(nèi)容的化學(xué)實驗、課堂教學(xué)中的不同運用方法，會產(chǎn)生教學(xué)效果的差異。本文以“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)為例，闡述了如何利用化學(xué)實驗在化學(xué)課堂教學(xué)中“創(chuàng)設(shè)問題情景”、“驗證問題假設(shè)”、“探索化學(xué)事實”等，使化學(xué)實驗的教學(xué)功能得以充分發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)實驗；實驗教學(xué)；實驗功能；教學(xué)功能

文章編號：1005–6629（2014）1–0033–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

化學(xué)實驗的“教學(xué)功能”是實驗被選入特定的教科書之后才具有的功能，既包含實驗作為客觀事實為學(xué)生提供信息的“原生功能”，也包含實驗作為教學(xué)素材為學(xué)生提供處理和應(yīng)用信息時表現(xiàn)的功能[1]?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標準（實驗）》提出“化學(xué)實驗有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情景，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識與技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀”[2]?；瘜W(xué)教學(xué)的實踐表明，化學(xué)教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究活動來學(xué)習(xí)化學(xué)；可以通過典型的化學(xué)實驗事實來幫助學(xué)生認識物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律；可以利用化學(xué)實驗史實來幫助學(xué)生了解化學(xué)概念、化學(xué)原理的形成和發(fā)展，認識實驗在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要作用；還可以引導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)的化學(xué)知識，通過設(shè)計和實施實驗解決與化學(xué)有關(guān)的實際問題。

應(yīng)該說，在化學(xué)教學(xué)實踐中，廣大中學(xué)化學(xué)教師一直很關(guān)注實驗教學(xué)研究，特別是在實驗裝置的設(shè)計和改進、反應(yīng)條件的選擇、實驗原理的探究等方面進行了大量深入的研究，但關(guān)于如何用好教材中的化學(xué)實驗，挖掘和發(fā)揮實驗的教學(xué)功能的研究并不多。我們認為，一個“新、奇、巧、特”的實驗如果不能巧妙地運用于教學(xué)，在教學(xué)中發(fā)揮其教育功能，也不是一個好實驗。作為高中化學(xué)一線教師，應(yīng)遵循“實驗服務(wù)于教學(xué)”、“讓學(xué)生在實驗中學(xué)化學(xué)”的教育理念，更多地去關(guān)注在教學(xué)中如何用好化學(xué)實驗資源，充分挖掘每個實驗在教學(xué)中蘊含的功能。

本文以蘇教版高中《化學(xué)1》從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)中的“氯氣的性質(zhì)”[3]為例，探討在化學(xué)課堂教學(xué)中如何發(fā)揮實驗的教學(xué)功能，有效進行化學(xué)課堂教學(xué)。

1 利用化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)問題情景

新課程倡導(dǎo)在化學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實而有意義的情景，讓學(xué)生在情景中體驗“化學(xué)服務(wù)于生活、生產(chǎn)”的意義?！敖虒W(xué)情景”設(shè)計的功能不是傳統(tǒng)意義上的導(dǎo)入新課，它應(yīng)該在整個學(xué)習(xí)過程中都能激發(fā)、推動、維持、強化和調(diào)整學(xué)生的認知活動、情感活動和實踐活動等，在教學(xué)的全程發(fā)揮作用[4]。

我們從充分發(fā)揮化學(xué)實驗在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)中的作用出發(fā)設(shè)計課堂教學(xué)思路，試圖將學(xué)生“待學(xué)知識內(nèi)容”與“化學(xué)實驗”聯(lián)系起來，融入貼近生活的、有趣的、探究的、開放的問題情景。例如，在“氯氣的性質(zhì)”第1課時教學(xué)中，我們以日常生活中可能發(fā)生的“84消毒液和潔廁靈混用”中毒事件引出話題，借助實驗驗證了“兩者混合會生成有毒氣體——氯氣”的事實，同時也為“問題的提出”提供了背景（見圖1）。該設(shè)計不僅能讓學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析，歸納出氯氣的性質(zhì)；還能借助實驗創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生在問題的解決中構(gòu)建知識體系。

教師在“84消毒液和潔廁靈混合”實驗的基礎(chǔ)上提出“如何除去塑料瓶中的氯氣”的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗對比得出“用堿溶液吸收效果更好”的結(jié)論。在此情景下，學(xué)生很容易產(chǎn)生疑問：為什么水的吸收效果不夠好？為什么NaOH溶液吸收效果好？對這兩個問題作進一步探究也就完成了對“氯氣與水”、“氯氣與堿”反應(yīng)及應(yīng)用的學(xué)習(xí)。最終以“如何處理生活中可能遇到的突發(fā)事件——氯氣泄漏”來檢測學(xué)生學(xué)習(xí)的效果及學(xué)以致用、解決實際問題的能力。

這種以實驗創(chuàng)設(shè)問題情景，用實驗解決學(xué)生困惑的教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生的問題意識和探究欲望，拓寬思路、活躍思維，訓(xùn)練思維的深刻性；也能營造輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生增長運用化學(xué)知識和實驗方法分析、解決日常生活和生產(chǎn)中問題的能力，直觀地認識到化學(xué)的實用性和應(yīng)用性。

2 利用化學(xué)實驗驗證問題假設(shè)

所謂“問題假設(shè)”就是學(xué)生根據(jù)已知的原理和事實，對未知的現(xiàn)象及其規(guī)律所作出的一種假定性命題或說明。對學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中提出假設(shè)的驗證主要以實驗驗證為主，邏輯證明為輔[5]。

在“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)中，我們引導(dǎo)學(xué)生通過設(shè)計并完成簡單的化學(xué)實驗的方法來驗證所提出的假設(shè)，并獲得問題的解決或取得探究的成果。例如，為了驗證氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)而不是簡單的溶解，我們在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計了兩個驗證實驗（見圖2）。

我們主要從下列兩方面入手發(fā)揮實驗“驗證問題假設(shè)”的探究功能：

（1）將“驗證性實驗”融入學(xué)生探究活動中，轉(zhuǎn)變成“驗證學(xué)生提出假設(shè)”的實驗，結(jié)合對實驗結(jié)果的思考與分析，達到探究的目的。例如，上述教師演示實驗為教材中的實驗，實驗本意是讓學(xué)生通過對比現(xiàn)象，知道氯氣本身無漂白性。將這個實驗安排在驗證“氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)”假設(shè)時“出場”，可以激發(fā)學(xué)生深入到微觀層面剖析濕潤紅紙褪色的原因，培養(yǎng)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象的邏輯思維：從干燥的氯氣中只含Cl2，得出Cl2無漂白性；若氯氣與水不反應(yīng)，則氯水中只存在Cl2和H2O兩種微粒，不會有漂白性。因此，濕潤紅紙褪色的現(xiàn)象證明了氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)，且生成的產(chǎn)物具有漂白性。

（2）結(jié)合教學(xué)內(nèi)容開發(fā)探究性實驗，讓學(xué)生更多地體驗實驗探究過程。例如，經(jīng)過專題1第二單元“研究物質(zhì)的實驗方法”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已掌握了常見離子的檢驗方法。因此，我們將教材中檢驗氯水成分的“教師演示實驗”改成“學(xué)生探究實驗”，采用了先“放”后“收”的策略?！胺拧笔侵附處熤惶峁嶒炈幤罚桓嬷獙W(xué)生實驗方案，讓學(xué)生以小組為單位，對氯氣與水反應(yīng)可能生成的產(chǎn)物（微粒）提出假設(shè)，并設(shè)計出檢驗方案，通過實驗驗證假設(shè)是否正確。當然，學(xué)生思維的差異性決定了他們設(shè)計出的實驗驗證方案是多樣化的，教師應(yīng)對學(xué)生可能設(shè)計出的方案做到心中有數(shù)，盡可能多地提供實驗藥品，以免牽制學(xué)生的思維。“收”是指教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗探究后所得結(jié)論進行交流和總結(jié)，是對“放”的歸納和提升。教師讓學(xué)生匯報本組實驗方案和結(jié)論，同時鼓勵其他小組提出不同的方案，特別是具有創(chuàng)新性的方案，使學(xué)生在交流中取長補短、拓展思維，最終對所有可行方案進行總結(jié)（見表1），幫助學(xué)生完善知識體系。

3 利用化學(xué)實驗探索化學(xué)事實

化學(xué)科學(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)的原理和規(guī)律都是通過化學(xué)實驗研究發(fā)現(xiàn)的。從知識的認知視角看，高中化學(xué)教學(xué)中的化學(xué)實驗除讓學(xué)生練習(xí)化學(xué)實驗的操作技能外，主要功能還是讓學(xué)生認識化學(xué)事實。因此，教師在教學(xué)實踐中應(yīng)提供更多的機會讓學(xué)生通過實驗去認識物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用，探究反應(yīng)的條件，揭示反應(yīng)的本質(zhì)，認識反應(yīng)的原理和規(guī)律等，使實驗的教學(xué)功能得以更好的發(fā)揮。

例如，在“氯氣的性質(zhì)”教學(xué)中，我們多次利用“橫向”和“縱向”對比實驗探索化學(xué)事實（見表2）。

有關(guān)“NaOH溶液和水，哪個吸收氯氣效果更好”的探索，我們設(shè)計了從“定性判斷”到“定量測定”兩組實驗，兩組實驗均采用控制變量法，且同時操作、橫向?qū)Ρ?，實驗現(xiàn)象更加直觀。“定性判斷”中以“塑料瓶變癟程度”來判斷吸收效果，賦予實驗現(xiàn)象趣味性。將教材中的“定量實驗”改成兩位學(xué)生同時進行的對比實驗，使實驗方法更全面，拓展了學(xué)生的實驗思維，加深了學(xué)生對化學(xué)知識的理解。

將“次氯酸見光分解”創(chuàng)新實驗引入課堂教學(xué)，能借助導(dǎo)管的小口徑，將氯水見光分解產(chǎn)生氣體的現(xiàn)象，通過“導(dǎo)管中液面上升”而放大。同時，實驗創(chuàng)新設(shè)計能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生深切感受到實驗是獲取和應(yīng)用知識的重要途徑。由于該實驗需要一段時間才會有明顯的現(xiàn)象，我們采取時間上的“縱向?qū)Ρ取辈呗裕涸趯W(xué)生學(xué)習(xí)氯氣水溶性時，向?qū)W生展示裝置，揭開黑布，讓“害羞怕光”的氯水亮相。隨后，將裝置置于強光照射處，在氯水慢慢光解的同時完成其他教學(xué)。當討論到次氯酸的不穩(wěn)定性時，再次觀察裝置，就能看到“液柱明顯上升”的現(xiàn)象。

實踐研究表明：在化學(xué)教學(xué)中合理使用實驗資源，讓學(xué)生更多地體驗實驗探究過程，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。由于化學(xué)實驗的教學(xué)功能具有隱性和顯性、動態(tài)形成性等特點，需要化學(xué)教師在教學(xué)實踐中充分挖掘化學(xué)實驗所蘊含的動機、認知、方法、創(chuàng)新、育人等方面的功能，才能讓化學(xué)實驗在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、促進學(xué)生全面發(fā)展中最大程度地發(fā)揮作用。

參考文獻：

[1]楊仁茂.挖掘和發(fā)揮化學(xué)實驗教學(xué)功能的探討[J].化學(xué)教育，2012，（10）：65～68.

[2]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學(xué)課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2010：19.

[3]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)1 [M].南京：江蘇教育出版社，2009：41～44.