去偽存真

姚彥川 徐作培

一、偽情境問題之提出

在教學過程中教師為完成教學目標而有目的地引入或創設具有一定情緒色彩、形象生動的場景稱為教學情境。教學情境可以幫助學生理解教學內容，引起學生高度的關注，從而促進學生認知水平、情感態度的優化與發展。在化學學科教學中，教師常常借助學生已有的生活常識和生活體驗，結合明顯的實驗現象或學科領域的最新進展等創設化學情境，以此引導學生主觀參與到教學活動中來，產生探究和解決問題的熱情，以促進知識體系的形成和自主構建。在現實的課堂教學情境或習題情境中有的情境創設缺少思考，實用性不強，準確性不高，存在刻意傾向，表現出為情境而情境的偽情境，在偽情境的基礎上，師生的探究活動就失去了意義。

二、偽情境案例之實例

1.教學中的偽情境

【教學片斷】

師：比較實驗室制取O2和CO2的發生裝置，討論確定制取氣體發生裝置時應該考慮的哪些因素？

師：再比較O2和CO2的性質異同，結合實驗室收集O2的方法討論確定收集CO2的方法？總結收集氣體時如何選擇收集裝置？

教師通過ppt展示如圖1所示。

2.二氧化碳的收集

（1）判斷氣體收集方法的因素

（2）二氧化碳的性質

a.CO2能溶于水

b.CO2能和水反應生成碳酸不能用排水法

c.CO2密度大于空氣，不和空氣中的成分反應向上排空氣法

該教學片斷常見于真實的課堂教學中，究竟CO2能不能用排水法收集？實驗事實證明在有一定壓力的條件下，二氧化碳氣體從水中逸出速率或量遠大于其溶解或與水反應的速率或量，因此用排水法不但可以收集到二氧化碳氣體，也完全可以用排水法收集。

查閱多個版本的現行教材和教學參考書發現：只有上海教育出版社的教材上出現“在通常情況下，二氧化碳的密度比空氣大，因而常用向上排空氣集氣法收集二氧化碳。”的語言，而其他教材（例如：人教版、粵教版、浙教版（科學））則用圖片呈現向上排空氣法。

如此看來，教材都不曾肯定CO2是否可以用排水法收集，這樣只能在尊重實驗事實的前提下認可能用排水法收集CO2。2012年蘇州中考化學試卷第18題也把“因為二氧化碳在水中的逸出速率大于溶解速率，故可用排水法收集”的選項作為正確結論。如此看來，2018年吉林省中考試卷第18題（3）中“實驗室制取二氧化碳氣體，應選擇的發生裝置和最佳收集裝置是。”的設計非常合理，而同年天津市的中考試卷第22題（2）中“實驗室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳，應選用的裝置為，……”是不是修改一下更符合實際？

2.實驗中的偽情境

【演示實驗】木炭的燃燒：用坩堝鉗夾住木炭，在空氣中點燃后，再將點燃的木炭放入燃燒匙，由上而下緩慢伸入集滿氧氣的集氣瓶中。

實驗現象：此時可以觀察到木炭燃燒得很劇烈并發出白光。

此實驗借助白色的光亮非常明顯地驗證氧氣的助燃性，很多教師課堂演示時很快就取出燃燒匙終止了實驗，結果給學生留下的“現象”是殘留了大部分的黑色固體并沒有明顯“看到”無色的氣體生成。筆者曾嘗試堅持讓木炭燃燒下去，但由于該過程中氧氣濃度逐漸降低，二氧化碳濃度逐漸變大還是會殘留黑色固體，于是又根據2018年北京市高級中等學校招生考試化學試卷第20題改進實驗發現，隨著氧氣的持續通入除了觀察到發出明亮的白光外，實驗結束發現殘留少許灰白色物質（控制O2的流速防止灰白色物質被吹出）。灰白色的物質稱作灰分，主要是由部分堿金屬氧化物和碳酸鹽組成。解釋灰分的形成（或木炭的燒制過程）才有助學生理解木炭燃燒的“異常”現象，這樣解釋是對該實驗情境的最好補充。

3.試題中的偽情境

【習題資源】蘋果汁是人們喜歡的飲料。由于此飲料中含有Fe2+，現榨的蘋果汁在空氣中會由淡綠色變為棕黃色。若榨汁時加入維生素C，可有效防止這種現象發生，說明維生素C具有（ ）。

A.氧化性?B.堿性?C.還原性?D.酸性

參考答案為C的解釋：Fe2+在空氣中易被氧氣氧化，具有還原性，從而由淡綠色變成棕黃色的Fe3+，加入維生素C之后可以防止Fe2+被氧化，體現維生素C的還原性。

本題創設的情境源于生活實際，對學生來說，化學知識零距離解決生活問題，以蘋果汁變色或者削皮后的蘋果“生銹”為情境考查學生對氧化還原反應的分析能力，從而考查維生素C的作用，但通過查閱資料發現，該情境創設存在如下不合理之處：

（1）蘋果汁的變色在食品科學上稱為褐變，褐變是食品加工過程中常發生的重要變化之一，依據原因可分成酶促褐變與非酶褐變兩種。蘋果褐變主要是酶促底物（綠原酸、表兒茶素、兒茶酚）在PPO（多酚氧化酶）的作用下形成醌類物質，醌類物質自身聚合并與其他成分形成黑色素。非酶褐變中的Maillard（美拉德）反應是蘋果汁非酶褐變的核心機制，美拉德反應主要和葡萄糖有關。因此蘋果汁褐變（蘋果“生銹”）的原因與Fe2+關系不大。

（2）PPO（多酚氧化酶）最適宜的催化溫度是28℃～45℃，最適宜的pH是4.0～6.6，當pH<4.0時，PPO的生物催化活性會降低，維生素C中的抗壞血酸屬于強酸，可以降低pH，影響PPO的催化活性，從而抑制蘋果（汁）的褐變速度。

（3）蘋果中含量最多的物質是多酚和類黃酮等有機物，礦物質中含量最高的是K和Ca，鐵元素的含量很少，約為24.88 mg/kg～62.28 mg/kg。按每個蘋果0.25kg計，榨汁后Fe2+濃度很小，不足以引起蘋果汁呈綠色。另外黃騫老師在《論鮮切蘋果在空氣中久置褐變原因以及貯藏的方法》一文中也有實驗證明KSCN溶液無法檢測出褐變的蘋果中含有三價鐵離子。

結合實際和相關文獻得知：蘋果（汁）在空氣中褐變的事實，并非是存在Fe2+的原因。維生素C雖然可以防止蘋果褐變但并非是體現其還原性，在此理解成酸性更合適，但結合題目的情境和師生水平的實際是無法解釋酸性的。因此初步判斷這個情境是失真的，是一個建立在化學知識上的偽情境。

教學情境的出現使得教學過程由“傳授—接受”的過程轉變成“情境—建構”的過程，在此過程中教學情境體現出統整教學內容、演繹學習目標、規范教學程式的功能。

三、偽情境去偽之思考

1.情境要“真”要“實”

情境的創設可以借助生活認知體驗，也可以借助多媒體素材等等，但絕對要關注情境的真實性和準確性，不能在違背客觀事實的基礎上設置虛假的問題形成偽情境。類似的偽情境有：利用打印機的廢墨粉還原氧化銅為情境進行實驗探究，出題者想當然的認為墨粉就是炭粉，可以用來還原氧化銅，筆者通過實驗驗證發現廢墨粉在空氣中加熱能產生大量的黑煙，生成刺激性氣味的氣體，殘留黑色膠狀物，查閱資料發現硒鼓中的墨粉或炭粉的主要成分并非僅僅由碳組成，而大多數是由樹脂、黏合劑、炭粉和磁粉混合組成，不經提純處理，根本不可能用于還原氧化銅，這樣的情境意義何在？

2.情境要為解釋學生的生活體驗服務

生活化的情境至少要讓學生體會到化學課上學到的知識是對的，和生活經驗生活認知是不違背的。尤其是當教學情境和生活認知形成認知沖突時，要鼓勵學生能從中現象中尋找本質，從而解釋生活認知，讓化學更好地服務于生活。日常生活中常用花露水驅蚊止癢、殺菌除臭，因為其中酒精濃度為70%～75%，因此使用時一定要遠離明火，以防不測。教師可以借此設置有關微粒的性質，化學式的計算和溶解性等有關知識的教學情境。既體現學科知識也能解釋生活問題，同時3D全息投影技術可以將各類實驗器材360°各方向緩慢旋轉展示在學生眼前并進行細致講解， 讓學生從還能培養安全意識。

3.情境創設要賦予情境生命力

教學情境的來源廣泛，當今科技的飛速發展也為課堂情境提供新素材。涉及酒精的教學內容時，多數教師會結合當前法律環境拓展介紹利用三氧化鉻硅膠變色測司機是否酒駕，殊不知現實的警用酒精測試儀早已實現紅外線、電化學酒精傳感器等先進的技術手段，只需3 s就可以高精度檢測出駕駛員是否酒后駕車，很顯然三氧化鉻硅膠的變色檢測不太符合實際了。因此教師在設計教學情境時不得不考慮教學情境的生命力，別再讓落后的情境服務于課堂教學，讓學生在情境中體會科技進步的力量。

（收稿日期：2019-02-15）