“新異”化學實驗教育價值的探討

鞠東勝 王金龍

（江蘇省揚州中學 江蘇 揚州 225009）

一、提出問題

課程資源的開發(fā)和建設，是當前基礎教育課程改革的重要課題。《普通高中化學課程標準》（實驗）提出，“開發(fā)實驗儀器，研究低成本、少污染的化學實驗，……充分利用生活中的常見用品和廢棄物，設計富有特色的實驗和實踐活動”［1］。人們在教學實踐中早就發(fā)現(xiàn)，與專業(yè)儀器、化學試劑相比，使用生活物品、器具、藥品或人體肢體語言等演示化學原理，學生更容易接受和理解。在我國，雖然這類設計在教學期刊中有報告［2～3］，在教學實踐中有運用，但沒有引起化學教育界的普遍重視，也缺乏深入的理論探討。為此，我們提出“新異”化學實驗的概念，根據(jù)化學課程標準的目標要求，從理論上探討其獨特的教育價值，以拓展化學課程的教育教學思路。

二、“新異”化學實驗的概念

1．化學實驗分類

從資源利用和開發(fā)的角度，我們將化學實驗教學分為兩類：一類是利用學校裝備的專門實驗器材開展的教學活動（簡稱第一類實驗）；另一類是指選擇和利用實驗室之外的其他材料、物品和器具等生活資源及研發(fā)自制的實驗器具開展的教學活動（簡稱第二類實驗）。

長期以來我們一直強調加強實驗教學，但人們似乎不清楚應該同時加強上述兩類實驗教學，還是僅僅強調其中之一。針對這個問題的不同認識，極可能出現(xiàn)不同的教學行為、不同的教學效果以及不同的評價方式。假定認為兩類實驗形式的教育功能相同，自然會加強第一類實驗教學，認為第二類實驗是在條件較差的年代或在經濟欠發(fā)達地區(qū)才提倡的做法。如果認識到兩類實驗的教育功能不盡相同、各具特性，才能把加強實驗教學理解為是將兩類實驗教學有機結合、優(yōu)勢互補，最大限度地發(fā)揮化學實驗的教育功能；也才有可能在加強實驗室建設、充分利用實驗室現(xiàn)有資源的同時，發(fā)揮廣大教師的聰明才智，大力推行第二類實驗，使每位教師的教學彰顯個性，使學生的成長各具特色。

為了進一步明確第二類實驗概念的內涵和外延，給今后相關的研究工作帶來方便，在借鑒物理教育研究成果的基礎上［4～5］，我們認為使用“新異”化學實驗這一概念較為貼切。

2．“新異”化學實驗的概念及內涵

“新異”化學實驗，是指有目的地選擇和利用實驗室之外的其他存在物，運用其新功能開展的一系列體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗性、趣味性、簡易性和生活化的化學實驗教學活動。其中，“實驗室之外的存在物”主要指生活中易得的物品、器材、器具、藥品以及人體肢體語言等。“運用新功能”主要指根據(jù)教學需要，挖掘實驗室之外的其他存在物的隱性價值。就具體形式而言，它大致分為自制器具型、自組物件型、借用器具型和徒手實驗等4 種類型。

“新異”化學實驗，首先它是一種實驗，具備科學實驗的基本特征，是在人為控制條件下人們有目的的實踐活動，是教學意義上的感知行為，它追求簡單、便捷、有趣、緊密聯(lián)系學生生活與經驗。其次，它有別于使用專業(yè)儀器開展的化學實驗，即所謂普通實驗，相當于在工業(yè)化規(guī)模生產之前，化學家借用生活或生產中一切可以利用的材料、物品、器具等器材進行的原創(chuàng)性科學探索實驗，這便是早期的“新異”實驗。它一旦產品化和廣泛推廣，便轉變?yōu)槠胀▽嶒灐６F(xiàn)代“新異”實驗則具備一定的獨立性，大多數(shù)不會成為、也沒有必要成為普通實驗，如借助于粉筆、飲料瓶、棉簽等物品進行的化學實驗。其三，我們提出“新異”化學實驗，不僅僅是為了提出一個概念和對已有實踐經驗進行總結，更重要的是從新的視角來審視化學實驗的教育內涵及其教育價值。

三、“新異”化學實驗的教育價值

“新異”化學實驗對于落實化學新課程目標，培養(yǎng)學生持久、終身的學習能力，具有獨特的作用，是普通化學實驗所無法取代的。

1．“新異”化學實驗有利于學生構建知識的意義

建構主義學習理論認為，學習是建構性的，學習的本質起源于學生的實踐活動——學生與外界的交互行為及其內部認知加工過程，是學生通過活動對體驗的內化、對知識意義的生成和人格精神的建構過程。新課程改革也提出轉變傳統(tǒng)教學模式，把學生自身的努力放在教育的中心地位，并促使他們意識到自身在知識建構中的作用。

“新異”化學實驗的自創(chuàng)性、體驗性、趣味性、生活化等特點，為學生在校內外自己動手、自主學習提供可能。實踐的目標是將客體（生活材料或物品）生成具有化學意義的新結構或揭示現(xiàn)象的內在本質，在這種既熟悉又陌生的場景中，有利于學生主動建構知識的意義。例如，通過皮筋熱縮冷脹說明反應的自發(fā)性［6］，這個過程就包括學生對“焓變”、“熵變”意義的主動建構過程。又如，給每位學生發(fā)舊版5 分硬幣6 枚，將硬幣表面蘸上水，讓它們重疊起來。保持硬幣水平用手豎直向上提上面第一枚硬幣，下面的5 枚硬幣會被一起提起來，說明水分子間的相互作用力（含范德華力和氫鍵）。通過實驗把對抽象概念或理論的認識外顯，從而消除或減弱學生對化學原理的神秘感和畏懼感，這在一定程度上彌補了普通實驗的不足。“新異”化學實驗的體驗性特點，無疑是促進學生知識保持的有效手段之一。

運用生活物品進行化學實驗，減少程序化的預設成分，學生動手實踐的機會自然增多，會不斷積累直接經驗，促進學生形成實踐技能。由“注重知識” 變?yōu)椤瓣P心學生”，由“追求學科體系的完整”轉向“組織活動”，“新異”化學實驗是培養(yǎng)學生“愛學習”、“肯研究” 、“有出息”等優(yōu)良品質的重要途徑。

2．“新異”化學實驗有助于學生體驗科學探究過程

在人們對探究性學習形成共識的情況下，具體內容和方法成為每個學科課程關注和研究的重點。該由誰提出問題？ 什么樣的問題適合學生探究？ 這是教師必須解決的重要問題。在學科課堂教學中，切實可行而且效果良好的方法是教師設置問題情境，并通過引導優(yōu)化和集中學生的問題，使得后續(xù)的探究有明確的目標和內容［7］。“新異”化學實驗為探究性教學提供了豐富的資源保障，這是因為“新異”化學實驗所涉及的物品和藥品就在生活環(huán)境中，盡管學生對它們很熟悉，但對其固有的化學屬性或隱含的化學原理未必知曉。所以，針對生活物品或藥品的化學特性，可開發(fā)出許多學生感興趣的研究課題。既可以設計突出某一環(huán)節(jié)的探究活動，也可以經歷科學探究的全過程。比如，用“泡騰片”做化學實驗［8］、“84 消毒液性質的探究”教學設計［9］等。

可見，“新異”化學實驗的顯著特點是，問題源于生活，實施器材選自環(huán)境，實驗現(xiàn)象奇特，更能激發(fā)學生探究興趣，同時在建構知識、學習方法與知識應用等方面架設聯(lián)系紐帶。特別是引導學生逐漸形成以化學的視角分析周圍環(huán)境的能力，提高學生的科學素養(yǎng)。

3．“新異”化學實驗是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的重要平臺

創(chuàng)造性思維是思維活動的高級水平，即是指人們在已有知識經驗的基礎上，從問題中找出新關系，尋求新答案的過程，這種思維具有新穎性、獨特性和發(fā)散性。

“新異” 化學實驗教學常常借用非專業(yè)用品設計教學活動，時常面臨并解決“在實驗內容確定的情況下，思考生活環(huán)境中可利用的資源”、“在給定實驗材料、物品、器具等資源的情況下，設想它們可能的實驗用途”等發(fā)散、集中性問題。“新異”化學實驗中蘊含的“變換”、“借用”、、“遷移”、“組合”、“干預”等豐富的創(chuàng)新思路，無不潛移默化地影響著學生。顯然，“新異”化學實驗展現(xiàn)了變化條件下的實驗新方法，這對于提高學生解決問題的能力，發(fā)揮著無可比擬的功效。例如，讓學生完成無滴管的氨氣噴泉實驗（如圖1 所示），雖然它已面世十多年，但至今仍被許多教師采用，成為訓練學生創(chuàng)造性思維的典型案例。

4．“新異”化學實驗有利于培養(yǎng)學生的科學情感

圖1 氨氣噴泉實驗裝置簡圖

在化學課程中培養(yǎng)學生正確的情感態(tài)度與價值觀，是新課程改革必須達成的重要目標。情感不能灌輸，也不能空洞地說教，只有通過不斷地體驗，形成心理積淀而養(yǎng)成［4］。在化學課程中培養(yǎng)學生的科學情感，重在讓學生直接與化學事實接觸，以獲得獨特的、挑戰(zhàn)性的直接經驗，從而使學生在親身體驗中情感需要得到滿足。“新異” 化學實驗不僅具有實踐屬性、包含化學原理，而且凝聚著教師或學生智慧的非語言信息，同時給參與者帶來挑戰(zhàn)、困惑、問題、曲折、欣賞和愉悅，使學生進入忘我的體驗與探索境界。例如，將浸有硫酸銅溶液的濾紙烘干并烤焦，著火后將其離開酒精燈，慢慢地使整張濾紙燒盡，觀察到有紅色鱗片狀物質生成。濾紙變黑是其碳化和硫酸銅分解生成氧化銅，紅色物質即為金屬銅［10］。如此進行碳還原氧化銅實驗，對其神奇現(xiàn)象背后隱藏的化學原理進行揭示，會使學生了解到化學知識的巧妙運用，倍感探究的樂趣。

“新異”化學實驗還能夠幫助學生打破課堂內、外和學校、家庭的時空界限，自主和自由地實踐和體驗，使學生的學習由被動變?yōu)橹鲃印⒂刹灰桌斫獾饺菀桌斫猓M而形成將化學知識應用于生產、生活實踐的意識，感受化學學科對個人生活和社會發(fā)展的貢獻。

四、結束語

社會生活中蘊藏著許多化學原理，但由于學校教育的不斷“優(yōu)化”，普通實驗條件的不斷改善，使得化學教育與社會發(fā)展有些脫節(jié)，過于“學術化”的教育背離了教育的理想。我們知道，適時調整學校常規(guī)教育中的某些失衡問題，并不是一件簡單的事情，卻有多種實現(xiàn)的途徑。“新異”化學實驗則是為此而提出的一種可行途徑，而且一些成功的教學案例表明，這也是一條行得通的路，是需要廣大化學教師共同努力才能拓寬的路。

［1］ 中華人民共和國教育部制訂．普通高中化學課程標準（實驗）［S］．北京：人民教育出版社，2003：41

［2］ 熊言林，馬善恒，徐澤忠等．美國《化學教育》“JCE Classroom Activity”欄目內容簡介與啟示——以鐵的氧化速率的實驗探究為例［J］．化學教育，2009，30（8）：71－73

［3］ 張四方，馬善恒，熊言林等．盡情享受化學——2008年美國國家化學周活動簡介［J］．化學教育，2009，30（6）：79－80

［4］ 張偉，郭玉英，劉炳升等．“非常規(guī)”物理實驗概念探討［J］．物理教師，2006，27（8）：27－30

［5］ 劉炎松．物理實驗創(chuàng)新研究［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2009：13

［6］ 莉蓓，冠琦，戚旭等．一個異乎尋常的冷脹熱縮的現(xiàn)象——關于“熵”的實驗設計［J］．化學教育，2010，31（1）：61

［7］ 探究式學習：含義、特征及核心要素．http：／ ／www．being．org．cn／inquiry／inquirylearning．htm．2011－5－31

［8］ 張鳳，陳凱，王路路等．用“泡騰片”做化學實驗［J］．教學月刊：中學版（教學參考），2010，（8）：60－62

［9］ 朱慶斌．“84 消毒液性質的探究”教學設計［J］．化學教學，2010，（9）：50－53

［10］ 張希彬，李東平．燃燒浸有硫酸銅溶液的濾紙的現(xiàn)象討論［J］．化學教學，2001，（6）