加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究 培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)信息素養(yǎng)*

宗 漢

（興化市楚水實(shí)驗(yàn)學(xué)校 江蘇 興化 225700）

《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 明確指出：“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要特征”。從本質(zhì)上講，化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅是洞察自然界的窗口，而且也是學(xué)好化學(xué)的基本途徑和培養(yǎng)信息素養(yǎng)的基本方式。本文以化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究為切入點(diǎn)，從三個(gè)方面提出培養(yǎng)高中生化學(xué)素養(yǎng)的策略。

一、幫助高中學(xué)生認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)－信息知識

新課程改革后，無論是人教版、蘇教版還是魯科版， 高中化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)方式也呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，有教師的演示實(shí)驗(yàn)，有學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，但界限不明顯，數(shù)量較以往有較大的增幅。尤其是增設(shè)了一定數(shù)量和不同類型的科學(xué)探究型實(shí)驗(yàn)，如有些實(shí)驗(yàn)要求自行設(shè)計(jì)方案，有些給出實(shí)驗(yàn)儀器讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，也有些實(shí)驗(yàn)要對現(xiàn)象進(jìn)行分析和認(rèn)證，尤其是對實(shí)驗(yàn)中異常現(xiàn)象進(jìn)行查閱文獻(xiàn)，分析原理，掌握現(xiàn)象背后的實(shí)質(zhì)。

表1 三套教材中科學(xué)探究欄目的探究要素的統(tǒng)計(jì)

從上表可見，3 套教材的科學(xué)探究欄目的問題都是由教材提出，較少要求學(xué)生按照科學(xué)探究的八個(gè)步驟一一列出，大部分是取其中部分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，尤其“解釋與結(jié)論”、“反思與評價(jià)”、“表達(dá)與交流”這三個(gè)部分3 個(gè)版本提出的要求處于中等水平。

二、指導(dǎo)高中學(xué)生探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)－信息加工

1．主體參與，強(qiáng)化信息意識

化學(xué)信息意識是化學(xué)信息素養(yǎng)中重要的成分之一，也是具備優(yōu)良化學(xué)信息素養(yǎng)的前提條件之一。通俗地講， 化學(xué)信息意識就是面臨陌生的化學(xué)信息時(shí)，有敏銳的感受性，能積極主動(dòng)地從多方面、多角度、多層次去尋找問題解決的途徑和方法。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)高中生信息素養(yǎng)的主要陣地，也是強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)信息意識的策源地之一。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極參與。如學(xué)生在閱讀化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)， 能重點(diǎn)勾畫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模酪鍪裁矗瑫r(shí)也要將實(shí)驗(yàn)步驟流程化，提取關(guān)鍵詞，強(qiáng)化信息意識；再如在講電解原理新課引入時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)“情境”實(shí)驗(yàn)，如下圖1 所示。先用學(xué)生未知的混合液將濾紙浸濕，然后將其平鋪，接通電源后， 用鉛筆在濾紙上寫字， 會(huì)出現(xiàn)黑筆寫“紅”字的奇跡。

圖1

這時(shí)學(xué)生容易急切地想知道其中緣由，有想解決問題的欲望和沖動(dòng)，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行討論與交流， 因?yàn)檫@是信息意識培養(yǎng)的好素材、好機(jī)會(huì)。

目前高中學(xué)生獲取化學(xué)信息途徑和方式很多，尤其對于感興趣的化學(xué)信息學(xué)生很樂于搜索，教師要注重適時(shí)引導(dǎo)和鼓勵(lì)；幫助他們自覺養(yǎng)成主動(dòng)獲取化學(xué)信息的意識。

2．猜想探究，增加信息知識

化學(xué)信息知識在化學(xué)信息素養(yǎng)要素中居于基礎(chǔ)地位，它為化學(xué)信息意識提供“原料”，是化學(xué)信息評價(jià)的重要依據(jù)，更是化學(xué)信息能力外在的顯現(xiàn)。如何增加化學(xué)信息知識？ 途徑和方法較多。可以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行猜想和探究中進(jìn)行有效實(shí)施。例如2012年江蘇高考化學(xué)卷第19 題－用稀硫酸和30% H2O2溶解銅帽，為了更直觀地分析和說明，我們現(xiàn)場做了該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅看到了溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)有氣泡生成，而且氣泡產(chǎn)生的速率越來越快。為什么？高考試題的參考答案明明寫的是CuSO4＋2H2O，沒有說產(chǎn)生氣體，于是學(xué)生間便討論開來，有說是H2O2的分解所致，也有學(xué)生認(rèn)為答案書寫不夠完整，生成物應(yīng)該有O2，還有學(xué)生認(rèn)為反應(yīng)速率加快的原因可能是反應(yīng)放熱， 亦或是Cu2＋是H2O2的分解反應(yīng)的催化劑。細(xì)數(shù)這些討論的內(nèi)容，細(xì)看學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)意外現(xiàn)象的猜想與探究， 無不體現(xiàn)了學(xué)生對隱藏信息知識獲取的渴望。當(dāng)然在此過程中還需要有思考，因?yàn)樗伎际墙鉀Q問題的關(guān)鍵，學(xué)生思考后才會(huì)有新的想法和做法，并且通過理論分析、查閱資料，學(xué)到更多的化學(xué)信息知識。再比如說我們在探究氯水的酸堿性時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證猜測，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象卻出乎意料，pH 試紙中間白，四周紅，“白”的原因是什么，激發(fā)了學(xué)生探究欲望，學(xué)生在好奇后，展開討論，經(jīng)過理論推測和閱讀教材， 知道是氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸的原因，從而了解到新的物質(zhì)次氯酸的特性－漂白性這個(gè)化學(xué)信息知識。

3．綜合分析，提升信息能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)信息綜合能力的主渠道，化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是探究性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的化學(xué)信息能力提升至關(guān)重要。例如教師引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)信息的“敏感性”；重視學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述， 培養(yǎng)學(xué)生的信息表達(dá)能力；重視學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，豐富學(xué)生的化學(xué)信息知識；強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生篩選信息、整合信息、生成新信息的能力。例如在必修1“黑面包”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生首先看到有“黑”色物質(zhì)生成，猜想可能有碳生成，查閱文獻(xiàn)了解“黑”色物質(zhì)形成過程和反應(yīng)原理，增加學(xué)生的信息知識，由此學(xué)生總結(jié)濃硫酸的特性脫水性，學(xué)生提取信息、收集信息的能力也得到提升； 其次學(xué)生通過觸摸燒杯，感知燒杯外壁溫度較高， 說明整個(gè)反應(yīng)是放熱過程；在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生還能聽到有“啪啪”的響聲，這說明反應(yīng)過程很劇烈， 學(xué)生的化學(xué)信息意識得以增強(qiáng)；最后學(xué)生還曾“聞”到過刺激性的氣味，教師引導(dǎo)學(xué)生自行或是小組交流，通過化學(xué)方程式中元素化合價(jià)升降規(guī)律分析刺激性的氣味的物質(zhì)是二氧化硫，探究出濃硫酸的另外一個(gè)重要特性即強(qiáng)氧化性，與此同時(shí)學(xué)生的信息處理能力、信息評價(jià)能力的提升貫穿于整個(gè)探究活動(dòng)之中。

三、引導(dǎo)高中學(xué)生評價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)－信息評價(jià)

化學(xué)信息評價(jià)是化學(xué)信息素養(yǎng)要素中的關(guān)鍵組成部分，它往往表現(xiàn)為對大量的化學(xué)信息知識進(jìn)行攝取、選擇、整合和發(fā)掘，并從中提煉化學(xué)信息價(jià)值與意義，是后續(xù)化學(xué)信息處理和運(yùn)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。下面以化學(xué)必修1“鐵粉與水蒸氣反應(yīng)”的科學(xué)探究為例，說明如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的化學(xué)信息評價(jià)。

傳統(tǒng)做法：首先向?qū)W生講明鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的反應(yīng)原理，然后請學(xué)生閱讀課本的實(shí)驗(yàn)裝置，最后在教師的引導(dǎo)下，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并請學(xué)生將投影在屏幕上的答案寫在教材表格的空格處。

現(xiàn)有做法：首先根據(jù)鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的反應(yīng)原理自行制定實(shí)驗(yàn)方案。雖然，這樣安排開放程度大，但在一定程度上能激發(fā)學(xué)生的信息意識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與評價(jià)：在教學(xué)過程中，讓學(xué)生根據(jù)教材所列舉的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行組裝，讓學(xué)生在組裝過程中發(fā)現(xiàn)問題，相互交流，以此來對“鐵粉與水蒸氣反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并就各自的實(shí)驗(yàn)裝置圖進(jìn)行評價(jià)，其評價(jià)結(jié)果如下頁表2。

表2 實(shí)驗(yàn)裝置圖評價(jià)與分析

學(xué)生經(jīng)過交流、小組討論后，進(jìn)行裝置改進(jìn)，制定以下實(shí)驗(yàn)裝置：

最后學(xué)生依據(jù)裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 在實(shí)驗(yàn)過程中又對“黑”色產(chǎn)物進(jìn)行深入研究。在整個(gè)探究過程中，學(xué)生討論激烈，思維活躍，思考全面，特別是對在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評價(jià)中出現(xiàn)的問題（信息意識），能依據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行有效推理，再通過課后上網(wǎng)查閱資料（信息知識），通過信息評價(jià)得到合理的解決問題的最科學(xué)的方案， 以此促進(jìn)高中生化學(xué)信息素養(yǎng)的全面培養(yǎng)和提升。

新課程改革后，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的編排有所變化，增強(qiáng)了科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)， 在探究實(shí)驗(yàn)中學(xué)生通過觀察異常現(xiàn)象， 產(chǎn)生了探究信息的意識， 通過解釋與交流，學(xué)生有了查閱文獻(xiàn)、了解信息知識的欲望，通過學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)評價(jià)， 培養(yǎng)學(xué)生的綜合信息處理能力。實(shí)踐證明： 加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究， 對于高中生信息綜合能力的培養(yǎng)和提升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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