化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)“形”與“神”的再思考

以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一。化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)新課程改革的基本理念和新教材的突出特點(diǎn)。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新課程實(shí)施以來(lái)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粌H沒(méi)有得到加強(qiáng)，反而被嚴(yán)重地削弱。理想與現(xiàn)實(shí)的巨大反差，既不是課改的錯(cuò)，也不是教材的錯(cuò)，而是課程的實(shí)施者——教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)“形”與“神”出現(xiàn)誤解的結(jié)果。下面就化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)“形”與“神”的問(wèn)題談個(gè)人的一些思考。

“形”與“神”是一對(duì)對(duì)立統(tǒng)一的概念。從哲學(xué)意義上講，“形”與“神”是互相依存的，無(wú)“形”則無(wú)“神”，無(wú)“神”則“形”失去了存在的意義。對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，“形”是指具體的“化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作”，即“學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教師演示實(shí)驗(yàn)及媒體播放實(shí)驗(yàn)”。“神”是指“學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”。即通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能，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(jià)值觀。”

一、“形”之不存，“神”將焉附

化學(xué)發(fā)展的歷史充分證明：化學(xué)學(xué)科的任何一項(xiàng)重大的突破，無(wú)一例外地是經(jīng)過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)而取得的。正如波義耳所說(shuō)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，任何新的東西都不能深知。在應(yīng)試教育環(huán)境下，大多數(shù)化學(xué)教師認(rèn)為，高考是認(rèn)知領(lǐng)域的筆試考核，只是在紙上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生做與不做實(shí)驗(yàn)所得到的評(píng)價(jià)差別不大。立“形”未必能傳“神”，“形”之不立而“神”能再現(xiàn)。現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備被閑置和浪費(fèi)，在黑板上畫(huà)實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)、多媒體放實(shí)驗(yàn)、學(xué)生背實(shí)驗(yàn)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的普遍現(xiàn)象。

案例1：《必修1》專題2第一單元“氯氣的生產(chǎn)原理和氯氣的性質(zhì)”

教師：在黑板上畫(huà)出電解飽和食鹽水裝置圖，講解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指出陰、陽(yáng)極的產(chǎn)物，要求學(xué)生完成化學(xué)方程式。

學(xué)生：聽(tīng)教師講解，然后完成電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式。

教師：播放Cl2和Na、Fe、Cu、H2、H2O、NaOH反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的錄像，要求學(xué)生記錄有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

學(xué)生：觀看錄像，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

教師：請(qǐng)寫(xiě)出Cl2和Na、Fe、Cu、H2、H2O、NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。

學(xué)生：三位學(xué)生到黑板上板演，其他學(xué)生在座位上書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式。

教師：點(diǎn)評(píng)學(xué)生化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，指出書(shū)寫(xiě)中存在的問(wèn)題。

〔反思〕案例1把獲取知識(shí)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的唯一目的，忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)三維目標(biāo)的達(dá)成。學(xué)生沒(méi)有親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有身臨其境體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的細(xì)致和精確；學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能沒(méi)有得到培養(yǎng)；學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)思維能力等沒(méi)有得到應(yīng)有的提高。雖然在短時(shí)間內(nèi)學(xué)生的應(yīng)試成績(jī)會(huì)有所提高，但枯燥乏味的死記硬背使學(xué)生逐漸失去對(duì)化學(xué)的好奇心和興趣，這也是當(dāng)前學(xué)生普遍存在“恐化癥”的關(guān)鍵所在。

二、“形”之無(wú)“神”，行之不遠(yuǎn)

“創(chuàng)新精神和探究能力”是新教材的主旨，是新課改的靈魂。但在新課程的實(shí)施過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多有形無(wú)神的現(xiàn)象。如對(duì)教材的實(shí)驗(yàn)“照方抓藥”，“教材怎么講，學(xué)生怎么做”，對(duì)不符合綠色化學(xué)理念的實(shí)驗(yàn)方案不進(jìn)行創(chuàng)新；將探究實(shí)驗(yàn)等同于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；定量實(shí)驗(yàn)等同于定性實(shí)驗(yàn)；對(duì)實(shí)驗(yàn)的“意外”現(xiàn)象，或敷衍了事，或以假亂真。

案例2：“乙醛的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。教材的實(shí)驗(yàn)方案為：“在潔凈的試管中加入1mL2%的AgNO3溶液，一邊振蕩試管，一邊逐滴加入2%的稀氨水，至產(chǎn)生的沉淀恰好完全溶解，再加入3滴乙醛，振蕩后把試管放在熱水浴中加熱。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。”

“預(yù)設(shè)”現(xiàn)象：試管壁有光亮的銀鏡出現(xiàn)。“生成”現(xiàn)象：試管壁沒(méi)有光亮的銀鏡。

對(duì)生成與預(yù)設(shè)的不同，教師通常采用以下兩種處理方法：一是說(shuō)藥品有問(wèn)題，敷衍學(xué)生；二是課前在乙醛樣品中加入葡萄糖，蒙騙學(xué)生。

案例3：二氧化硫性質(zhì)的研究。蘇教版的實(shí)驗(yàn)方案為：〔步驟1〕向一支試管中加入5mL二氧化硫的水溶液，滴加氯化鋇溶液。〔步驟2〕向步驟1的混合溶液中，滴加0.5mL3%的過(guò)氧化氫溶液，振蕩，放置片刻后滴加稀鹽酸。

“預(yù)設(shè)”現(xiàn)象：滴加氯化鋇溶液無(wú)沉淀生成，再滴加過(guò)氧化氫溶液有白色沉淀生成。“生成”現(xiàn)象：步驟1出現(xiàn)白色渾濁現(xiàn)象，步驟2白色沉淀量增加。

對(duì)生成現(xiàn)象的“意外”，教師給出的解釋為藥品變質(zhì)，沒(méi)有引領(lǐng)學(xué)生探究變質(zhì)的實(shí)質(zhì)是什么。

案例4：硝酸性質(zhì)的研究。在進(jìn)行銅和濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)存在如下問(wèn)題：（1）硝酸用量過(guò)多，導(dǎo)致反應(yīng)物的浪費(fèi)。（2）沒(méi)有及時(shí)將剩余的銅和硝酸進(jìn)行分離。（3）沒(méi)有對(duì)尾氣進(jìn)行有效地處理，造成大量有毒氣體排放到空氣中，傷害了學(xué)生的身體，給學(xué)生形成化學(xué)即污染的思想。

〔反思〕案例2、案例3和案例4的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，雖然實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，學(xué)生也獲得了一定的化學(xué)知識(shí)，但學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的恐懼心理增加了，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣逐漸消失了，學(xué)生創(chuàng)新精神和探究能力沒(méi)有得到培養(yǎng)；沒(méi)有養(yǎng)成實(shí)事求是地處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的科學(xué)態(tài)度。這種有“形”無(wú)神的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也是“我們的學(xué)校為什么培養(yǎng)不出杰出人才”的原因之一。

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，著名物理學(xué)教授溫伯格說(shuō)：“科學(xué)的第一個(gè)重要的素質(zhì)是進(jìn)攻性，不是人與人之間關(guān)系中的進(jìn)攻性，而是對(duì)大自然的進(jìn)攻性，不要安于書(shū)本上給你的答案，要去嘗試一下，嘗試發(fā)現(xiàn)有什么與書(shū)本上不同的東西。這種素質(zhì)可能比智力更重要，往往成為區(qū)別最好的學(xué)生和次好的學(xué)生的分水嶺。”

三、“神”“形”兼?zhèn)洌橛谕昝?/p>

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要形似，更要神似。神形兼?zhèn)涫腔瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本，只有神形兼?zhèn)洳拍苁箤?shí)驗(yàn)教學(xué)臻于完美。新課程倡導(dǎo)的探究性實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)神形兼?zhèn)涞挠行緩健?/p>

案例5：《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》專題4“乙醛的性質(zhì)”。

［提出問(wèn)題］比較乙醛與乙酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，發(fā)現(xiàn)乙酸比乙醛多了一個(gè)“O”原子，由此提出問(wèn)題：乙醛能被氧化為乙酸嗎?

［猜想與假設(shè)］乙醛的醛基可能具有還原性，在一定條件下能被氧化為羧基。

［設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)］將乙醛與有色氧化劑混合，若氧化劑褪色，說(shuō)明乙醛具有還原性；或?qū)⒁胰┡c某些氧化劑作用后，生成具有明顯現(xiàn)象的還原產(chǎn)物，也說(shuō)明乙醛具有還原性。

［學(xué)生實(shí)驗(yàn)］將乙醛與酸性高錳酸鉀溶液、銀氨溶液、新制氫氧化銅溶液反應(yīng)。

［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］高錳酸鉀溶液褪色、有光亮的銀鏡和磚紅色沉淀生成。

［解釋與結(jié)論］醛基上的氫原子受羰基影響變得活潑，使醛基能被氧化，表現(xiàn)出還原性。

［反思與評(píng)價(jià)］有些同學(xué)在進(jìn)行乙醛與銀氨溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)光亮的銀鏡，為什么?

［查閱資料］乙醛不僅能和銀氨溶液、新制的氫氧化銅懸濁液等弱氧化劑反應(yīng)，在空氣中也能被氧化生成乙酸；室溫條件下，乙醛能聚合生成微溶于水的液態(tài)三聚乙醛。在酸和加熱條件下，三聚乙醛可以解聚為乙醛。

［設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)］將乙醛與水混合，若分層說(shuō)明乙醛聚合生成三聚乙醛。測(cè)定乙醛水溶液的酸堿性，若顯酸性，說(shuō)明乙醛被空氣中的氧氣氧化生成乙酸。

［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］液體上下分層、藍(lán)色石蕊試紙變紅。

［實(shí)驗(yàn)改進(jìn)］向乙醛中加入稀硫酸，在加熱條件下解聚，再加入氫氧化鈉溶液中和至溶液顯堿性。將處理后的少量乙醛，滴入新配制的銀氨溶液中，水浴加熱。

［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］試管壁有光亮的銀鏡。

［表達(dá)與交流］乙醛的還原性主要表現(xiàn)在醛基上，其還原性較強(qiáng)。能被酸性高錳酸鉀溶液、氧氣、銀氨溶液、新制的氫氧化銅等氧化為乙酸。乙醛與銀氨溶液、新制氫氧化銅的反應(yīng)要在強(qiáng)堿性條件下完成。

［反思］案例5沒(méi)有拘泥于教材的實(shí)驗(yàn)方案，而是將教材的文本材料轉(zhuǎn)化為符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的探究性學(xué)習(xí)方案；對(duì)意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不是敷衍了事，而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入地探究；在探究學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了新知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)了科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力，掌握了科學(xué)探究的方法，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

著名化學(xué)家戴安邦教授指出：“全面的化學(xué)教育不僅傳授知識(shí)、技術(shù)，更要訓(xùn)練科學(xué)思維和科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)品德。”

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(責(zé)任編輯 廖銀燕）