課堂實驗探究中的“預(yù)設(shè)”與“生成”

楊硯寧

（蘇州高新區(qū)第一中學(xué) 江蘇 蘇州 215011）

課堂實驗探究中的“預(yù)設(shè)”與“生成”

楊硯寧

（蘇州高新區(qū)第一中學(xué) 江蘇 蘇州 215011）

本文分析了當(dāng)前化學(xué)實驗教學(xué)中課程標(biāo)準(zhǔn)與課堂實施的脫節(jié)現(xiàn)象，論述了“預(yù)設(shè)”與“生成”的辯證關(guān)系。通過親身實踐探索了課堂探究實驗教學(xué)中的“預(yù)設(shè)”與“生成”以及高效課堂實驗教學(xué)的策略。

課堂；實驗探究；“預(yù)設(shè)”與“生成”；建構(gòu)；教學(xué)策略

一、問題的提出

我國中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)長期以來受高考的影響和制約，從認識到實踐，普遍地存在忽視實驗教學(xué)，忽視科學(xué)方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練，從而在真正意義上很少通過化學(xué)實驗成功地、全面地塑造學(xué)生。自2008年起隨著江蘇高考模式的改變，選修化學(xué)人數(shù)和課時驟減……這些客觀因素造成在正常的化學(xué)實驗教學(xué)備受影響的情形下，化學(xué)探究實驗活動的開展面臨著更多困難：

1.教學(xué)管理層的忽視

在全社會追求升學(xué)率的形勢下，學(xué)校及上級教育主管部門考量的是高考計分學(xué)科“語、數(shù)、外”的總分即“達線率”。至于不計入高考錄取總分只作為參考等級選科的化學(xué)，究竟課堂上教師做多少化學(xué)實驗幾乎很少會被教育行政部門作為教學(xué)過程管理而引起重視。

2.教師認識上的偏差

一些教師認為實驗耽誤時間，增大了教學(xué)的時間成本，而且可以通過“講實驗、做題目”彌補其不足。這些教師自然不能很好地將實驗與教學(xué)整合起來，更達不到課程標(biāo)準(zhǔn)要求的教學(xué)效果。

3.學(xué)生的現(xiàn)狀

一部分學(xué)生有實驗探究的欲望，但是沒有足夠的時間、精力，學(xué)校也沒有提供充足的條件并缺乏教師的方法指導(dǎo)，無法讓學(xué)生走入實驗室，去設(shè)計、驗證實驗；一部分學(xué)生由于一味追求“語數(shù)外”的考試成績，參加化學(xué)實驗活動的積極性普遍不高，他們認為，實驗活動要占用大量時間，而獲得的知識與考試關(guān)系不大。目前，基于多方面的原因，探究實驗教學(xué)的時間明顯減少，在新課程中的作用遠沒有體現(xiàn)出來，這與新課程倡導(dǎo)的現(xiàn)代教學(xué)觀、學(xué)習(xí)觀格格不入，嚴(yán)重影響了新課程各項目標(biāo)的全面落實。

如何解決課程標(biāo)準(zhǔn)與課堂實施的脫節(jié)現(xiàn)象迫在眉睫。怎樣提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進學(xué)生全面發(fā)展？筆者認為，構(gòu)建高效的課堂實驗教學(xué)策略是解決這一問題的根本途徑。通過近三年的研究，筆者發(fā)現(xiàn)處理好“預(yù)設(shè)”與“生成”是提高課堂實驗探究有效性的關(guān)鍵。在課程標(biāo)準(zhǔn)及其配套教材中規(guī)定和編排有大量的化學(xué)實驗內(nèi)容，教師如果有效地將探究活動與實驗整合起來，既能提高學(xué)生的求知欲、拓展其知識面，又可以全面發(fā)展學(xué)生素質(zhì)，從而真正實現(xiàn)有效教學(xué)。

二、“預(yù)設(shè)”與“生成”

1.“預(yù)設(shè)”與“生成”的辯證關(guān)系

課堂教學(xué)是預(yù)設(shè)和生成的辯證統(tǒng)一。“預(yù)設(shè)”是教師在課前對教學(xué)進行有目的、有計劃的設(shè)想和安排；“生成”即生長和構(gòu)建，是師生在與教學(xué)情境的交互作用以及師生對話互動中超出教師預(yù)設(shè)方案產(chǎn)生的新問題、新情況。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往過分注重預(yù)設(shè)而很少關(guān)注生成。教師備課只考慮如何教，很少關(guān)注學(xué)生的學(xué)，強調(diào)教學(xué)進度緊湊，講授方法單一，學(xué)生被動地聽或記，更談不上激發(fā)學(xué)生的想象力，這種課堂教學(xué)沉悶、封閉、機械、程式化。

新課程理念下的課堂教學(xué)既要重視培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，使我們的課堂教學(xué)生動、活潑，更重視學(xué)生的成功與發(fā)展。課程標(biāo)準(zhǔn)在基本理念第5條中指出“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗到科學(xué)探究的過程”，在教學(xué)建議中指出“重視探究活動，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力”。教師應(yīng)重視課堂教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高和創(chuàng)造性、開發(fā)性思維的培養(yǎng)，突出學(xué)生個性發(fā)展等新形勢下課堂教學(xué)的特點。教師只有關(guān)注到了學(xué)生的需求，彼此之間建立一種相互信任、相互配合的機制，教學(xué)效果才可能是最佳的。因此，研究實驗教學(xué)中“預(yù)設(shè)”與“生成”，逐步形成與新課程相適應(yīng)的且能促進學(xué)生不斷發(fā)展的化學(xué)探究活動顯得十分必要和迫切。要為學(xué)生節(jié)約時間，教師就要善于琢磨和研究學(xué)生的知識背景、認知結(jié)構(gòu)，循序漸進，才能高效地實現(xiàn)目標(biāo)。

在以探究為中心的課堂實驗教學(xué)中，如何提高啟發(fā)性、時效性，降低探究成本，提高教學(xué)質(zhì)量也是值得思考和研究的。既然課堂教學(xué)并不是嚴(yán)格按預(yù)設(shè)軌跡一成不變的，教師在備課時就應(yīng)該處理好預(yù)設(shè)與生成的關(guān)系。筆者認為，課堂教學(xué)的預(yù)設(shè)方案宜粗不宜細，教師只需設(shè)計大致的探究活動框架，設(shè)計主要問題，為“自主、合作、探究”提供平臺，給課堂留有較寬的發(fā)揮余地。可以說，課堂教學(xué)的預(yù)設(shè)是為了更好的生成，而事實上，課堂教學(xué)真正的精彩往往也是其生成的部分。由于探究實驗過程中未知因素的影響，師、生的課前“預(yù)設(shè)”與課堂進程中不可預(yù)測的情形會“生成”鮮活的案例，而對這些案例的分析和研究，對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性，提升教師駕馭課堂教學(xué)組織管理能力，都有著潛在的、不可估量的巨大效益。

2.合理包裝“預(yù)設(shè)”，善于捕捉“生成”

化學(xué)教師的教學(xué)機智不僅表現(xiàn)在將抽象的知識直觀化，枯燥的概念趣味化，更表現(xiàn)在將教材直觀敘述的化學(xué)實驗懸念化，使學(xué)生通過“預(yù)設(shè)”實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象而產(chǎn)生新的問題從而推動新一輪的探究。以不斷“生成”的問題為主線來組織和調(diào)控課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，學(xué)生不僅能在問題分析與解決的過程中生成新的問題，在層層深入中經(jīng)歷不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程；又能讓學(xué)生體驗問題交流，解決問題的挫折與快樂，養(yǎng)成問題意識，深化對知識的理解，促進學(xué)生的“三維目標(biāo)”的和諧發(fā)展。教師在教學(xué)中只要善于挖掘，肯于動腦，一定會收到很好的教學(xué)效果，特別是元素化合物知識教學(xué)在這方面應(yīng)該多做一些努力和探索。

【課堂案例1】蘇教版必修1“鐵、銅及其化合物的應(yīng)用”一節(jié)中Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化條件的探究

教師：除了氯水，還有哪些試劑可以將Fe2+氧化為Fe3+？

學(xué)生：雙氧水溶液。

教師：預(yù)計有哪些實驗現(xiàn)象？如何證明有Fe3+生成？

學(xué)生：溶液的顏色變?yōu)樽攸S色，加入KSCN溶液，溶液的顏色又變?yōu)檠t色。

在肯定學(xué)生預(yù)設(shè)的實驗原理合理，并且提示學(xué)生試劑用量及順序后，由該生親自到講臺操作，除了看到預(yù)計的“溶液的顏色又變?yōu)檠t色”的現(xiàn)象外，還看到“溶液中迅速逸出大量的氣泡，試管壁發(fā)熱。”這個意外的“收獲”使學(xué)生立刻興奮起來。

教師：現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么？

經(jīng)過討論，學(xué)生認識到雙氧水的加入，不僅使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，生成的Fe3+又是H2O2分解的催化劑。

在不斷地意外“生成”中，使學(xué)生牢固構(gòu)建認知結(jié)構(gòu)。學(xué)生對實驗中異常現(xiàn)象往往有強烈的探究欲望，教師要引導(dǎo)學(xué)生以這些“意外”作為實驗探究的著眼點，增強實驗意識，培養(yǎng)實證精神，提高科學(xué)素養(yǎng)。

【課堂案例2】蘇教版《有機化學(xué)基礎(chǔ)》“苯酚的性質(zhì)”一節(jié)中苯酚與溴反應(yīng)的探究

教師：苯與液溴在鐵粉催化條件下發(fā)生取代反應(yīng)，而乙烯又可以與溴發(fā)生加成反應(yīng)，苯酚與溴水呢？如果發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物除了有機物，還有什么？如果發(fā)生加成反應(yīng)，產(chǎn)物可能是什么？你能判斷該反應(yīng)是取代反應(yīng)還是加成反應(yīng)嗎？請設(shè)計實驗方案證明你的推測。

學(xué)生提出方案：

方案1.在剛反應(yīng)后的溶液中滴加AgNO3溶液，如果產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明原溶液中有溴離子，該反應(yīng)是取代反應(yīng)；

方案2.用pH試紙測定反應(yīng)前后溶液的pH，如果反應(yīng)后pH減小，說明反應(yīng)產(chǎn)生了氫離子，該反應(yīng)是取代反應(yīng)；

方案3.測定反應(yīng)前后溶液的導(dǎo)電性變化。

教師：肯定學(xué)生的設(shè)計方案，特別對后兩種方案中注意了對比性提出表揚，進行對比實驗，才更有說服力。并指出方案1中過量溴水中的溴離子也會有一定影響，應(yīng)注意避免。在學(xué)生討論交流后改進并實施實驗方案。

修訂后的實驗方案如下：

方案1.向3mL苯酚稀溶液中逐漸滴加8滴濃溴水，并不斷振蕩，再滴加2滴AgNO3溶液；另取3mL水向其中滴加8滴濃溴水，再滴入2滴AgNO3溶液作對比。

方案2.用pH試紙測定反應(yīng)前后溶液的pH（測定反應(yīng)液、苯酚、溴水的pH）。

新問題的產(chǎn)生：學(xué)生按設(shè)計方案實施的過程中發(fā)現(xiàn)不但有意料中的現(xiàn)象，比如：方案1中兩只試管中都產(chǎn)生淡黃色沉淀，后者比前者淺；方案2中pH大小順序為苯酚＞溴水＞反應(yīng)液；但也有意料外的現(xiàn)象，比如方案1中前者產(chǎn)生了白色沉淀又溶解了；方案2中在溴水pH測定過程中有先變紅后褪色的現(xiàn)象。

教師夸獎學(xué)生觀察細致，解釋了白色沉淀消失的原因，并提出了方案2中問題的解決辦法：換用pH計。

通過學(xué)生的動手實驗，使他們領(lǐng)悟到設(shè)計實驗方案僅僅是實驗探究的第一步，方案能否成功決不能停留在理論上，必須動手操作，因為實驗是檢驗設(shè)計方案的唯一標(biāo)準(zhǔn)。很多理想化的實驗設(shè)計方案不通過親自實驗，很難看出其存在的不足和缺陷。設(shè)計啟迪靈感，探究產(chǎn)生智慧，失敗孕育成功，最后的勝利一定屬于敢于探究、善于設(shè)計、不怕失敗的探究者。

教師用自制教具演示了實驗3：苯酚與溴水反應(yīng)的導(dǎo)電性實驗。實驗效果非常好，學(xué)生情緒高漲。

通過以上實驗，得出苯酚與溴水發(fā)生取代反應(yīng)的結(jié)論自然水到渠成了，在此基礎(chǔ)上教師則可以順利引入實驗方案評價的問題。

在實驗探究方案的設(shè)計中，對于同一個課題，不同的學(xué)生常常會提出不同的方案，同一個學(xué)生也會提出幾套不同的方案。面對眾多的實驗方案，引導(dǎo)學(xué)生確立正確的實驗方案評價標(biāo)準(zhǔn)，從而對方案進行分析、比較和評價就顯得十分重要。

課堂教學(xué)要從學(xué)生疑問入手，體現(xiàn)以學(xué)定教，因需施教。教師要善于篩選學(xué)生學(xué)習(xí)活動中產(chǎn)生的問題，并把其作為有效的資源加以利用，既尊重了學(xué)生的主體地位，又給學(xué)生展示自我、提高能力的機會。在交流互動、主動參與的教學(xué)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑、對話、爭論、探究、反思的機會將大大增加，其中必有許多信息有利于學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的完善，激起學(xué)生情感的共鳴和思維的碰撞。課堂探究實驗中的錯誤是教學(xué)的巨大財富，教師要善于把學(xué)生的錯誤巧妙地變成促進學(xué)生發(fā)展的生成性資源，利用小小的教學(xué)意外，創(chuàng)造精彩生成，即：善于捕捉有益信息，有效利用生成性資源，促進動態(tài)生成。

3.拓展教材“預(yù)設(shè)”，挖掘線索“生成”

除了課本上的演示實驗外，教師如果能挖掘教材中能滿足學(xué)生認知需求的一些適合課堂研究的小課題，會更大程度地調(diào)動學(xué)生研究實驗的積極性。實踐表明：當(dāng)學(xué)生遭遇到挑戰(zhàn)時，他們會學(xué)得更好，所以在小課題開展過程中，教師更要注意處理好“預(yù)設(shè)”與“生成”的關(guān)系。教師的“預(yù)設(shè)”重在對教材的處理，要能夠居高臨下俯瞰教學(xué)內(nèi)容，能自由地穿梭于各個知識點間，做到融會貫通，這樣才能脫離開教材知識內(nèi)容編排的限制，抓住適當(dāng)時機提出課題。還要幫助學(xué)生制造挑戰(zhàn)機會，營造和維持一個積極的心理氛圍，讓學(xué)生產(chǎn)生好奇心理從而在自己的頭腦中展開想象并“預(yù)設(shè)”實驗結(jié)果。

【課堂案例3】探究Na2O2與H2O的反應(yīng)產(chǎn)物。

教師提出問題：實驗探索Na2O2與H2O反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？ 要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)過的知識對反應(yīng)的產(chǎn)物進行預(yù)測并設(shè)計實驗方案。

學(xué)生思考并提出實驗方案：在試管中加入一藥匙Na2O2粉末，向其中加入一滴管水，迅速用帶火星木條檢驗產(chǎn)生的氣體，并向反應(yīng)后溶液中滴加酚酞，觀察溶液顏色變化。

學(xué)生預(yù)測實驗現(xiàn)象后按照實驗方案動手實驗、記錄并解釋現(xiàn)象。

學(xué)生預(yù)測的現(xiàn)象有：①氣體產(chǎn)生，用帶火星木條檢驗復(fù)燃，證明有O2生成；②反應(yīng)后溶液中滴加酚酞后溶液變紅，證明有NaOH生成。

實驗后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)②中的溶液先變紅后紅色褪去，由此展開激烈的課堂討論。當(dāng)“生成”的問題被解決后大大激發(fā)了學(xué)生探究的價值感，及以后的研究問題、解決問題的欲望。

在學(xué)生探索的過程中，其實就蘊藏了教師的期待，期待學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題。實驗過程中，“生成”的問題是教師“預(yù)設(shè)”的核心部分，教師幫助學(xué)生制造挑戰(zhàn)的機會，幫助學(xué)生設(shè)計恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)活動。但這種學(xué)習(xí)活動并不是具體的，學(xué)生在探索的過程中并不知道下一個問題是什么，而是幫助學(xué)生明確自己想要學(xué)習(xí)什么和獲得什么。

在小課題的選擇上應(yīng)有針對性的選擇教學(xué)中的重點和難點，這樣才能為學(xué)生更好的理解教材、提高能力服務(wù)，從而提高教學(xué)實效性。切忌為追求教學(xué)形式、實驗形式，將簡單的問題復(fù)雜化，并且設(shè)計的實驗應(yīng)該排除一切干擾因素，防止由于實驗的不典型而造成學(xué)生對知識的認識和理解產(chǎn)生干擾。要立足本校實際情況充分利用資源，同時要針對學(xué)生的特點，精心選擇、修改和編制實驗，使每個學(xué)生都能在實驗過程中有所收獲，開發(fā)符合本校實情的化學(xué)實驗。

三、幾點思考

1.敏捷捕捉學(xué)生在課堂教學(xué)中稍縱即逝的變化

化學(xué)探究實驗教學(xué)中“預(yù)設(shè)”和“生成”的研究，需要教師不斷關(guān)注學(xué)生，敏捷捕捉學(xué)生在課堂教學(xué)中稍縱即逝的變化和互動中產(chǎn)生的有探究價值的新信息、新問題，見機而作。對有價值的信息資源及時納入課堂臨時設(shè)計的范疇之中，適時調(diào)控，充分利用，激活課堂教學(xué)，促進有效生成。對于課堂上不能及時解決的意外 “生成”，教師可以在查閱資料和分析實驗的基礎(chǔ)上，針對性地編制課外習(xí)題，做到課堂實驗生成的有效延伸。收集來自學(xué)生的反饋信息，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在探究活動中產(chǎn)生的新觀點、新思路、新方法，結(jié)合自己教學(xué)中的不足和缺漏，從而實現(xiàn)探究中預(yù)設(shè)和生成的反思和優(yōu)化。

2.學(xué)生實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)是提高課堂有效教學(xué)的關(guān)鍵

學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是不是合理，是不是有效，對于提高課堂教學(xué)實效性非常關(guān)鍵。化學(xué)探究實驗教學(xué)的“預(yù)設(shè)”和“生成”使學(xué)生有成就感，自豪感，引用學(xué)生的話：“探究實驗使我們找到了屬于自己的一片天空，啟發(fā)和帶動了所有的人愛動腦、勤動手。要知道，學(xué)習(xí)自己探究出來的真理是多么開心，多么驕傲的一件事情”。成功的預(yù)設(shè)實驗——完成實驗——驗證猜想——生成結(jié)論，這是個讓思維騰飛的過程，它帶來的成功，對每個學(xué)生來說是發(fā)自內(nèi)心的喜悅。

3.加強實驗管理是提高課堂有效教學(xué)的組織保障

重視常規(guī)實驗教學(xué)的落實和檢查，并隨著教育形式的發(fā)展和變化及時調(diào)整和完善才能提升教學(xué)質(zhì)量。我們的做法是：針對當(dāng)前某些化學(xué)教師對新課程理念的理解和化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實驗評價方法等尚無具體硬性規(guī)定而存在的偏差，根據(jù)我校學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和學(xué)校實驗裝備、師資水平，彈性規(guī)定了教材中哪些實驗必做，哪些實驗可以根據(jù)條件選做，哪些實驗建議為“演示實驗”，哪些實驗建議為“邊講邊實驗”和“學(xué)生實驗”。這樣使得教師有依據(jù)，可以保證實驗教學(xué)的底線。在實驗教學(xué)管理過程中，對教師“備課、上課、批改、輔導(dǎo)、評價”等各個環(huán)節(jié)都提出了明確的要求，并加強檢查和落實。

［1］中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）［M］.北京：人民教育出版社，2003.1

［2］王祖浩主編.化學(xué)1（必修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2009.6

［3］王祖浩，張?zhí)烊糁骶?有機化學(xué)基礎(chǔ)（選修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2006.2

［4］相紅英.化學(xué)教學(xué)中“有效教學(xué)”理念的探索與實踐［J］.化學(xué)教育，2005，（3）

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