課堂實驗探究中的“預設”與“生成”

楊硯寧

（蘇州高新區第一中學 江蘇 蘇州 215011）

課堂實驗探究中的“預設”與“生成”

楊硯寧

（蘇州高新區第一中學 江蘇 蘇州 215011）

本文分析了當前化學實驗教學中課程標準與課堂實施的脫節現象，論述了“預設”與“生成”的辯證關系。通過親身實踐探索了課堂探究實驗教學中的“預設”與“生成”以及高效課堂實驗教學的策略。

課堂；實驗探究；“預設”與“生成”；建構；教學策略

一、問題的提出

我國中學化學實驗教學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，忽視科學方法的培養和訓練，從而在真正意義上很少通過化學實驗成功地、全面地塑造學生。自2008年起隨著江蘇高考模式的改變，選修化學人數和課時驟減……這些客觀因素造成在正常的化學實驗教學備受影響的情形下，化學探究實驗活動的開展面臨著更多困難：

1.教學管理層的忽視

在全社會追求升學率的形勢下，學校及上級教育主管部門考量的是高考計分學科“語、數、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，究竟課堂上教師做多少化學實驗幾乎很少會被教育行政部門作為教學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整合起來，更達不到課程標準要求的教學效果。

3.學生的現狀

一部分學生有實驗探究的欲望，但是沒有足夠的時間、精力，學校也沒有提供充足的條件并缺乏教師的方法指導，無法讓學生走入實驗室，去設計、驗證實驗；一部分學生由于一味追求“語數外”的考試成績，參加化學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系不大。目前，基于多方面的原因，探究實驗教學的時間明顯減少，在新課程中的作用遠沒有體現出來，這與新課程倡導的現代教學觀、學習觀格格不入，嚴重影響了新課程各項目標的全面落實。

如何解決課程標準與課堂實施的脫節現象迫在眉睫。怎樣提高學生的科學素養、促進學生全面發展？筆者認為，構建高效的課堂實驗教學策略是解決這一問題的根本途徑。通過近三年的研究，筆者發現處理好“預設”與“生成”是提高課堂實驗探究有效性的關鍵。在課程標準及其配套教材中規定和編排有大量的化學實驗內容，教師如果有效地將探究活動與實驗整合起來，既能提高學生的求知欲、拓展其知識面，又可以全面發展學生素質，從而真正實現有效教學。

二、“預設”與“生成”

1.“預設”與“生成”的辯證關系

課堂教學是預設和生成的辯證統一?！邦A設”是教師在課前對教學進行有目的、有計劃的設想和安排；“生成”即生長和構建，是師生在與教學情境的交互作用以及師生對話互動中超出教師預設方案產生的新問題、新情況。

傳統的課堂教學往往過分注重預設而很少關注生成。教師備課只考慮如何教，很少關注學生的學，強調教學進度緊湊，講授方法單一，學生被動地聽或記，更談不上激發學生的想象力，這種課堂教學沉悶、封閉、機械、程式化。

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

在以探究為中心的課堂實驗教學中，如何提高啟發性、時效性，降低探究成本，提高教學質量也是值得思考和研究的。既然課堂教學并不是嚴格按預設軌跡一成不變的，教師在備課時就應該處理好預設與生成的關系。筆者認為，課堂教學的預設方案宜粗不宜細，教師只需設計大致的探究活動框架，設計主要問題，為“自主、合作、探究”提供平臺，給課堂留有較寬的發揮余地?？梢哉f，課堂教學的預設是為了更好的生成，而事實上，課堂教學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“預設”與課堂進程中不可預測的情形會“生成”鮮活的案例，而對這些案例的分析和研究，對于提升學生學習積極性、主動性，提升教師駕馭課堂教學組織管理能力，都有著潛在的、不可估量的巨大效益。

2.合理包裝“預設”，善于捕捉“生成”

化學教師的教學機智不僅表現在將抽象的知識直觀化，枯燥的概念趣味化，更表現在將教材直觀敘述的化學實驗懸念化，使學生通過“預設”實驗過程中出現的現象而產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控課堂教學，激發學生的學習主動性，學生不僅能在問題分析與解決的過程中生成新的問題，在層層深入中經歷不斷發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程；又能讓學生體驗問題交流，解決問題的挫折與快樂，養成問題意識，深化對知識的理解，促進學生的“三維目標”的和諧發展。教師在教學中只要善于挖掘，肯于動腦，一定會收到很好的教學效果，特別是元素化合物知識教學在這方面應該多做一些努力和探索。

【課堂案例1】蘇教版必修1“鐵、銅及其化合物的應用”一節中Fe2+與Fe3+轉化條件的探究

教師：除了氯水，還有哪些試劑可以將Fe2+氧化為Fe3+？

學生：雙氧水溶液。

教師：預計有哪些實驗現象？如何證明有Fe3+生成？

學生：溶液的顏色變為棕黃色，加入KSCN溶液，溶液的顏色又變為血紅色。

在肯定學生預設的實驗原理合理，并且提示學生試劑用量及順序后，由該生親自到講臺操作，除了看到預計的“溶液的顏色又變為血紅色”的現象外，還看到“溶液中迅速逸出大量的氣泡，試管壁發熱?！边@個意外的“收獲”使學生立刻興奮起來。

教師：現象產生的原因是什么？

經過討論，學生認識到雙氧水的加入，不僅使Fe2+轉化為Fe3+，生成的Fe3+又是H2O2分解的催化劑。

在不斷地意外“生成”中，使學生牢固構建認知結構。學生對實驗中異?，F象往往有強烈的探究欲望，教師要引導學生以這些“意外”作為實驗探究的著眼點，增強實驗意識，培養實證精神，提高科學素養。

【課堂案例2】蘇教版《有機化學基礎》“苯酚的性質”一節中苯酚與溴反應的探究

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

學生提出方案：

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

方案2.用pH試紙測定反應前后溶液的pH，如果反應后pH減小，說明反應產生了氫離子，該反應是取代反應；

方案3.測定反應前后溶液的導電性變化。

教師：肯定學生的設計方案，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，應注意避免。在學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試紙測定反應前后溶液的pH（測定反應液、苯酚、溴水的pH）。

新問題的產生：學生按設計方案實施的過程中發現不但有意料中的現象，比如：方案1中兩只試管中都產生淡黃色沉淀，后者比前者淺；方案2中pH大小順序為苯酚＞溴水＞反應液；但也有意料外的現象，比如方案1中前者產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象。

教師夸獎學生觀察細致，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。

通過學生的動手實驗，使他們領悟到設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，因為實驗是檢驗設計方案的唯一標準。很多理想化的實驗設計方案不通過親自實驗，很難看出其存在的不足和缺陷。設計啟迪靈感，探究產生智慧，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：苯酚與溴水反應的導電性實驗。實驗效果非常好，學生情緒高漲。

通過以上實驗，得出苯酚與溴水發生取代反應的結論自然水到渠成了，在此基礎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計中，對于同一個課題，不同的學生常常會提出不同的方案，同一個學生也會提出幾套不同的方案。面對眾多的實驗方案，引導學生確立正確的實驗方案評價標準，從而對方案進行分析、比較和評價就顯得十分重要。

課堂教學要從學生疑問入手，體現以學定教，因需施教。教師要善于篩選學生學習活動中產生的問題，并把其作為有效的資源加以利用，既尊重了學生的主體地位，又給學生展示自我、提高能力的機會。在交流互動、主動參與的教學過程中，學生發現、質疑、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生認知結構的完善，激起學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的巨大財富，教師要善于把學生的錯誤巧妙地變成促進學生發展的生成性資源，利用小小的教學意外，創造精彩生成，即：善于捕捉有益信息，有效利用生成性資源，促進動態生成。

3.拓展教材“預設”，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，會更大程度地調動學生研究實驗的積極性。實踐表明：當學生遭遇到挑戰時，他們會學得更好，所以在小課題開展過程中，教師更要注意處理好“預設”與“生成”的關系。教師的“預設”重在對教材的處理，要能夠居高臨下俯瞰教學內容，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容編排的限制，抓住適當時機提出課題。還要幫助學生制造挑戰機會，營造和維持一個積極的心理氛圍，讓學生產生好奇心理從而在自己的頭腦中展開想象并“預設”實驗結果。

【課堂案例3】探究Na2O2與H2O的反應產物。

教師提出問題：實驗探索Na2O2與H2O反應的產物是什么？ 要求學生根據所學過的知識對反應的產物進行預測并設計實驗方案。

學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生的氣體，并向反應后溶液中滴加酚酞，觀察溶液顏色變化。

學生預測實驗現象后按照實驗方案動手實驗、記錄并解釋現象。

學生預測的現象有：①氣體產生，用帶火星木條檢驗復燃，證明有O2生成；②反應后溶液中滴加酚酞后溶液變紅，證明有NaOH生成。

實驗后，學生發現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“生成”的問題被解決后大大激發了學生探究的價值感，及以后的研究問題、解決問題的欲望。

在學生探索的過程中，其實就蘊藏了教師的期待，期待學生在實踐中發現問題。實驗過程中，“生成”的問題是教師“預設”的核心部分，教師幫助學生制造挑戰的機會，幫助學生設計恰當的學習活動。但這種學習活動并不是具體的，學生在探索的過程中并不知道下一個問題是什么，而是幫助學生明確自己想要學習什么和獲得什么。

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

三、幾點思考

1.敏捷捕捉學生在課堂教學中稍縱即逝的變化

化學探究實驗教學中“預設”和“生成”的研究，需要教師不斷關注學生，敏捷捕捉學生在課堂教學中稍縱即逝的變化和互動中產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計的范疇之中，適時調控，充分利用，激活課堂教學，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上，針對性地編制課外習題，做到課堂實驗生成的有效延伸。收集來自學生的反饋信息，發現學生在探究活動中產生的新觀點、新思路、新方法，結合自己教學中的不足和缺漏，從而實現探究中預設和生成的反思和優化。

2.學生實現自主學習是提高課堂有效教學的關鍵

學生的學習方式是不是合理，是不是有效，對于提高課堂教學實效性非常關鍵?；瘜W探究實驗教學的“預設”和“生成”使學生有成就感，自豪感，引用學生的話：“探究實驗使我們找到了屬于自己的一片天空，啟發和帶動了所有的人愛動腦、勤動手。要知道，學習自己探究出來的真理是多么開心，多么驕傲的一件事情”。成功的預設實驗——完成實驗——驗證猜想——生成結論，這是個讓思維騰飛的過程，它帶來的成功，對每個學生來說是發自內心的喜悅。

3.加強實驗管理是提高課堂有效教學的組織保障

重視常規實驗教學的落實和檢查，并隨著教育形式的發展和變化及時調整和完善才能提升教學質量。我們的做法是：針對當前某些化學教師對新課程理念的理解和化學實驗的教學內容、教學方式、實驗評價方法等尚無具體硬性規定而存在的偏差，根據我校學生的學習狀況和學校實驗裝備、師資水平，彈性規定了教材中哪些實驗必做，哪些實驗可以根據條件選做，哪些實驗建議為“演示實驗”，哪些實驗建議為“邊講邊實驗”和“學生實驗”。這樣使得教師有依據，可以保證實驗教學的底線。在實驗教學管理過程中，對教師“備課、上課、批改、輔導、評價”等各個環節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.普通高中化學課程標準（實驗）［M］.北京：人民教育出版社，2003.1

［2］王祖浩主編.化學1（必修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2009.6

［3］王祖浩，張天若主編.有機化學基礎（選修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2006.2

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

1008-0546（2011）08-0059-03

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10.3969/j.issn.1008－0546.2011.08.029