開(kāi)發(fā)利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源常見(jiàn)問(wèn)題的思考

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，教師通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情景，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，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、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛢r(jià)值觀，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)施新課程以來(lái)，大多數(shù)化學(xué)教師都能結(jié)合模塊的特點(diǎn)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠充分利用化學(xué)教材實(shí)驗(yàn)資源，積極開(kāi)發(fā)或改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，豐富了化學(xué)課程內(nèi)容，促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)有效學(xué)習(xí)。但是，也有不少教師在開(kāi)發(fā)利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源方面存在著許多亟須探討解決的問(wèn)題。一、教材資源開(kāi)發(fā)不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)價(jià)值和功能減弱案例1：《化學(xué)1（必修）》（案例中的教材均為人教課標(biāo)版）【實(shí)驗(yàn)3-3】是這樣設(shè)計(jì)的：在燒杯中加入一些水，滴入幾滴酚酞，然后把一小塊鈉放入水中。你看到什么現(xiàn)象？請(qǐng)你盡可能多地列出你所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師A把這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成如下的“學(xué)案”：【實(shí)驗(yàn)探究】在盛有一些水的燒杯中滴入幾滴酚酞，然后把黃豆大一小塊鈉放入水中，觀察現(xiàn)象并討論下列問(wèn)題：（1）鈉投入水中時(shí)，為什么會(huì)浮在水面上？（2）鈉為什么會(huì)熔成一個(gè)小球？（3）閃亮的小球?yàn)槭裁磿?huì)在水面上迅速游動(dòng)，并發(fā)出輕微的嘶嘶聲，直至小球消失？（4）從反應(yīng)后溶液由無(wú)色變成紅色以及氣體的爆鳴試驗(yàn)，說(shuō)明鈉與水反應(yīng)生成了什么？教學(xué)是教師對(duì)教材進(jìn)行創(chuàng)生與開(kāi)發(fā)的過(guò)程。教師一定要認(rèn)真分析研究教材中的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值和功能。教科書安排該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值和功能是：①通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究鈉與水反應(yīng)的本質(zhì)；②讓學(xué)生在獲得結(jié)論的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，了解科學(xué)探究的方法，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變；③培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)的觀察習(xí)慣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：在教學(xué)中，要突出化學(xué)學(xué)科特征，更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能。遺憾的是，教師A的學(xué)案卻提前呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的現(xiàn)象，讓學(xué)生機(jī)械地、被動(dòng)地接受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把實(shí)驗(yàn)探究變成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，把一個(gè)本應(yīng)該充滿想象的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成一個(gè)沒(méi)有懸念的束縛學(xué)生思維的實(shí)驗(yàn)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值和教育功能大打折扣。美國(guó)教育家杜威曾說(shuō)過(guò)：“教學(xué)絕不僅僅是一種簡(jiǎn)單地告訴，教學(xué)應(yīng)該是一種過(guò)程的經(jīng)歷、一種體驗(yàn)、一種感悟?！币虼耍陂_(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，化學(xué)教師應(yīng)充分運(yùn)用教科書提供的素材，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與探究學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式，在提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等活動(dòng)中，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，體驗(yàn)過(guò)程，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解，發(fā)展科學(xué)探究能力。二、隨意增加實(shí)驗(yàn)資源，缺乏目的性和系統(tǒng)性案例2：教師B在《化學(xué)2（必修）》“乙醇”的教學(xué)中，增加了下列“實(shí)驗(yàn)探究”：（1）通過(guò)所給試劑探究乙醇的顏色、狀態(tài)、氣味。（2）探究乙醇在水中的溶解性。（3）探究乙醇的燃燒，寫出乙醇燃燒的化學(xué)方程式。乙醇（酒精）是中學(xué)生非常熟悉的物質(zhì)，在初中化學(xué)中就學(xué)習(xí)并使用過(guò)乙醇，它的顏色、狀態(tài)、氣味、在水中的溶解性、燃燒的產(chǎn)物學(xué)生根本不需要探究就已經(jīng)知曉。即使是學(xué)習(xí)新認(rèn)識(shí)的物質(zhì)，它的顏色、狀態(tài)、氣味也是不需要探究的。增加這樣的實(shí)驗(yàn)探究，完全缺乏實(shí)效性和目的性，純粹是實(shí)驗(yàn)中的形式主義。教科書是某一階段學(xué)科教材的范例，體現(xiàn)了教材編寫時(shí)的學(xué)科研究成果和水平，具有時(shí)代性，但也有一定的滯后性，也不能完全反映各地學(xué)生水平和學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件的差異性和多樣性。由于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和背景的不同，教師應(yīng)在原有教材的基礎(chǔ)上，有目的地適當(dāng)增加與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，以突破教學(xué)的難點(diǎn)或關(guān)鍵，促進(jìn)學(xué)生完善學(xué)科知識(shí)，形成學(xué)習(xí)能力。案例3：教師C在進(jìn)行《化學(xué)1（必修）》“碳酸鈉和碳酸氫鈉”的科學(xué)探究時(shí)，增加了下列實(shí)驗(yàn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，碳酸鈉和碳酸氫鈉是否能和鹽酸反應(yīng)？若反應(yīng)，哪個(gè)反應(yīng)速率快？哪個(gè)更容易和鹽酸反應(yīng)？教師本欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，加深學(xué)生對(duì)碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的理解。但是，學(xué)生已有的知識(shí)背景無(wú)法準(zhǔn)確完成這一實(shí)驗(yàn)。從學(xué)生的知識(shí)系統(tǒng)來(lái)看，他們還沒(méi)有建立化學(xué)反應(yīng)速率的概念；從教材的編排系統(tǒng)來(lái)看，“化學(xué)反應(yīng)速率”的內(nèi)容編排在《化學(xué)2（必修）》中；從知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性來(lái)看，碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的難易也不能從產(chǎn)生氣體的先后來(lái)判斷，因?yàn)樵谙嗤瑮l件下，比更容易與反應(yīng)，但卻是碳酸氫鈉先產(chǎn)生氣體。知識(shí)是學(xué)生主動(dòng)獲取和自主建構(gòu)的，是以已有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)通過(guò)與外界的相互作用來(lái)建構(gòu)的。所以，化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的選材和設(shè)計(jì)都要符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)律性和系統(tǒng)性，順應(yīng)學(xué)生的知識(shí)和能力背景，符合教材的知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠縝密，違背科學(xué)性和可行性案例4：教師D對(duì)《化學(xué)2（必修）》【實(shí)驗(yàn)1-1】進(jìn)行了改進(jìn)，欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較鹵素氧化性的強(qiáng)弱?！緦?shí)驗(yàn)探究】完成下列實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并比較鹵素單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。（1）取少量氯水分別滴入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，振蕩。（2）取少量加入氯水后的NaBr溶液滴入KI溶液中，振蕩后加入少量，振蕩、靜置?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則是科學(xué)性、安全性、可行性、簡(jiǎn)約性。所以，化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作原理必須科學(xué)，實(shí)驗(yàn)方法的選擇必須正確，實(shí)驗(yàn)流程必須合理。教師在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要突出各類實(shí)驗(yàn)的核心設(shè)計(jì)要素：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)要排除干擾，制備實(shí)驗(yàn)要保證純度，定量實(shí)驗(yàn)要避免誤差，變量或規(guī)律探究類實(shí)驗(yàn)則需控制變量進(jìn)行對(duì)比。四、重視預(yù)設(shè)輕視生成，喪失課堂資源生命力案例5：教師E引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行《化學(xué)2（必修）》“新制氯水和碘化鉀溶液反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)。某實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生“將一定量的新制氯水滴入盛有碘化鉀溶液的試管中，又滴入幾滴淀粉溶液，振蕩。溶液沒(méi)有呈現(xiàn)預(yù)期的藍(lán)色”。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果引發(fā)了周圍小組學(xué)生的熱議，有的學(xué)生認(rèn)為生成的碘單質(zhì)太少，有的認(rèn)為新制氯水具有漂白性，也有的認(rèn)為應(yīng)該先將碘化鉀溶液與淀粉溶液混合，再滴加新制氯水……當(dāng)時(shí)，筆者看著這精彩的一幕，深深感悟到課堂的生命力和創(chuàng)造力，也期待著教師能及時(shí)利用這些寶貴的課堂生成資源激發(fā)學(xué)生更深層次的思考，創(chuàng)造出充滿智慧與活力的課堂?？蛇z憾的是，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和爭(zhēng)論視而不見(jiàn)，幾乎沒(méi)有回應(yīng)。教師強(qiáng)行引用其他小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，竟以一句“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要少數(shù)服從多數(shù)”關(guān)上了開(kāi)啟學(xué)生智慧之門，并按照教學(xué)預(yù)設(shè)，繼續(xù)著其他教學(xué)流程和內(nèi)容。顯然，上課成了教師執(zhí)行教學(xué)預(yù)設(shè)的過(guò)程，學(xué)生只扮演著配合教師完成教案的角色，“死的”教案支配著“活的”課堂。生成是新課程倡導(dǎo)的一個(gè)重要的教學(xué)理念，教師一定要關(guān)注生成資源，尤其是只有課堂上才能創(chuàng)生的實(shí)驗(yàn)生成資源。它具有動(dòng)態(tài)性，是稍縱即逝的，及時(shí)捕捉并充分利用鮮活的生成資源和學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，課堂會(huì)不斷涌現(xiàn)出精彩鮮活的畫卷，從而創(chuàng)造出和諧高效的課堂。案例6：教師F在《化學(xué)2（必修）》“化學(xué)能與電能”的教學(xué)中，讓學(xué)生“將鋅片、銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸溶液中，觀察有什么現(xiàn)象”。實(shí)驗(yàn)后，多數(shù)學(xué)生回答：銅片和鋅片上都有氣泡。教師接著說(shuō)：“對(duì)，大家都看到銅片有氣泡。請(qǐng)大家思考，為什么銅片上會(huì)有氣泡呢？”接著師生一起探討銅片上有氣泡生成的原因，并引出原電池的概念。這個(gè)過(guò)程中，明顯的有不少學(xué)生在嘀咕：為什么鋅片上還有氣泡呢？但卻始終沒(méi)有得到教師的回應(yīng)。教師所需要的現(xiàn)象是“銅片上有氣泡”，它能說(shuō)明氫氣在銅片上產(chǎn)生，并能引出原電池的概念。而對(duì)于鋅片上的氣泡，不僅不需要，還可能與原電池的原理相矛盾，所以教師就置之不理了。教師要尊重客觀事實(shí)，尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，尊重學(xué)生的意見(jiàn)，對(duì)學(xué)生探究過(guò)程中的其他現(xiàn)象和問(wèn)題及時(shí)給予肯定和幫助。如教師F應(yīng)該對(duì)銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)中鋅片上也產(chǎn)生氫氣的事實(shí)予以肯定，并告訴學(xué)生課后可以從“鋅是不純的”角度去探討。這樣既延伸了學(xué)生的求知興趣和思維，更有利于加深學(xué)生對(duì)原電池形成條件的理解，也為學(xué)習(xí)不純金屬的電化學(xué)腐蝕埋下伏筆。葉瀾教授在《讓課堂煥發(fā)生命活力》一文中指出：“從更高的層次——生命的層次，用動(dòng)態(tài)生成的觀念，重新全面地認(rèn)識(shí)課堂教學(xué)，構(gòu)建新的課堂教學(xué)觀，它所期望的實(shí)踐效應(yīng)就是：讓課堂煥發(fā)出生命的活力。”課堂創(chuàng)生的課程資源及其適時(shí)有效的利用，能使課堂教學(xué)成為師生發(fā)揮潛力、張揚(yáng)個(gè)性、提升素養(yǎng)、共同成長(zhǎng)的心路歷程，“只有在這樣的課堂，學(xué)生才能獲得多方面的滿足和發(fā)展，教師的勞動(dòng)才會(huì)閃現(xiàn)出創(chuàng)造的光輝和人性的魅力”。五、濫用課件代替實(shí)驗(yàn)，缺失真實(shí)性和體驗(yàn)性案例7：《化學(xué)1（必修）》【實(shí)驗(yàn)4-3】是“氫氣在氯氣中燃燒”，用以探討氯氣與非金屬的反應(yīng)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，既需要現(xiàn)場(chǎng)制備氫氣，點(diǎn)燃前需要檢驗(yàn)氫氣的純度以防止發(fā)生爆炸，還需要課前新制備幾瓶有強(qiáng)烈刺激性且有毒的氯氣，實(shí)驗(yàn)的成功率也不是很高。因此，不少教師不愿意做這些有毒、有危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)。于是就有教師用實(shí)驗(yàn)錄像代替實(shí)驗(yàn)演示。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力在于它可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者所有的感覺(jué)器官感受化學(xué)反應(yīng)之美，體驗(yàn)探究和成功之旅，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，感悟科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。從認(rèn)識(shí)論的角度來(lái)看，多媒體實(shí)驗(yàn)演示屬于認(rèn)知活動(dòng)的范圍，它對(duì)學(xué)生操作能力的培養(yǎng)不會(huì)有任何實(shí)質(zhì)性的影響，再逼真的多媒體技術(shù)也是虛擬的，不能取代學(xué)生親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)。尤其是有毒物質(zhì)的正確使用、實(shí)驗(yàn)安全措施的正確運(yùn)用，更需要教師用自己無(wú)畏自信的表情、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嫻熟的實(shí)驗(yàn)技能去科學(xué)示范，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。所以，多媒體化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)被嚴(yán)格定位在“輔助”這一范圍內(nèi)，切不可讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上一看了之。當(dāng)然，將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以克服實(shí)驗(yàn)條件的限制，提高演示實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，增加綜合實(shí)驗(yàn)課（或?qū)嶒?yàn)復(fù)習(xí)課）的課堂容量。例如，以下一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)就可以借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬演示：①模擬危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)。如濃硫酸稀釋實(shí)驗(yàn)，可以借助計(jì)算機(jī)模擬將水滴入濃硫酸中，因放出大量的熱而使溶液飛濺的現(xiàn)象，使學(xué)生加深對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解；再如模擬用試管加熱碳酸氫鈉等固體的實(shí)驗(yàn)，若試管口沒(méi)有向下傾斜，水倒流至試管底部使試管炸裂。②模擬或展示化工生產(chǎn)過(guò)程。如借助多媒體模擬氨氧化法制硝酸、火電站工作原理的動(dòng)畫和海水綜合利用的視頻等。③模擬化學(xué)反應(yīng)的微觀過(guò)程或原理。