讓實驗改進回歸教學原點

摘要： 基于某些化學實驗改進中存在的問題，從實驗改進在化學教學中的價值出發，理清課堂教學的需求，呼喚讓實驗改進回歸教學原點，并提出全面理解教材編寫意圖、明確改進實驗的教學作用、堅定實驗改進的簡約化、區分教學實驗與興趣實驗等七項回歸途徑。

關鍵詞： 實驗改進; 教學原點; 回歸途徑; 教學交流

文章編號： 10056629（2020）01004704

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

實驗是化學的靈魂，化學學科的形成和發展離不開實驗，化學教學也是如此。隨著觀念的改變、時代的進步，教材中設立的實驗開始暴露出一些問題，于是一線教師開始尋求解決問題的途徑，開始對實驗進行改進。然而在經歷了嘗試、鼓勵、激增后，我們也發現實驗改進與教學開始漸行漸遠。這不由得引起了我們的深思，實驗改進對化學教學的價值是什么？實驗改進如何關乎教學的適切性？筆者就此作粗淺的探討，管窺之見，尚祈校正。

1實驗改進在化學教學中的價值

化學實驗是指為闡明化學現象、檢驗化學理論中假說而創造特定的條件，以觀察所發生的變化和結構的過程。實驗改進則是指人們根據教材上的實驗方案或其他原創實驗方案，為強化實驗效果，提升實驗感染力，而對原有方案進行改動或補充的過程。其中包括實驗物質體系的改進、儀器裝置的改進、安全措施的改進、實驗步驟的改進和操作技術的改進等，而目前實驗的改進主要關注儀器裝置與操作技術的改進。

有研究表明[1]，實驗改進在課堂教學中具有以下作用： 有利于實驗產物的證明;有利于準確結論的得出;有利于環境的保護;促進學生對教學知識的理解;激發學生的創新意識和創新能力等等。歸結而言，通過教師對化學實驗的設計、評價、優化和創新，啟迪學生思考，提升學生的探究意識、實踐能力和創新精神，更好地發揮實驗的教育功能。同時實現實驗功能的進一步增值，突破課堂教學難點，挖掘實驗內涵，剖析知識原理。

然而，在實踐中許多實驗改進由于過分突出價值中的一個方面，以至出現了簡單裝置復雜化、裝置刻意微型化、實驗過度綠色化、實驗器材廢品化、實驗結果想象化、教學過程粗略化、實驗理解片面化等諸多問題[2]，使實驗改進偏離教學要求，從而喪失了應用的價值。因此，使實驗改進回歸教學的原點，關注實驗改進與教學的適切性是目前亟待解決的問題。

2實驗改進回歸教學原點的途徑

所謂教學的原點即教學的本原、本意、本質、本義，現代教學論認為： 教學乃有教之學，因而學習就是教學的原點所在。在課堂教學中，無論是增補實驗，還是改進實驗，所有的出發點應是圍繞學生的學習、發展而設計，讓學生在做中學、學中做，以此達到深化學生對知識的理解和提高學生核心素養之目的。

2.1全面理解教材編寫的意圖

教材中實驗設計都是經過教育專家和學者綜合多方因素，經過長期的實踐論證，蘊含著特定的人文底蘊和科學精神，因此，只有準確理解與把握教材編寫的意圖，才能做出合適的改進。例如，第六單元課題3的“二氧化碳傾倒實驗”，教材中采用“將二氧化碳氣體慢慢倒入燒杯中”的操作，燒杯中放置高低兩支蠟燭（見圖1a），其目的是通過“蠟燭由低到高依次熄滅”的現象直觀形象地說明“一般情況下，二氧化碳的密度比空氣大、不助燃燒也不可燃”的性質。筆者認為，只有兩支蠟燭由低到高依次熄滅，學生才能明確地得出“二氧化碳密度比空氣大”的結論，然而通過教師點撥，與生活常識相聯系，才理解傾倒二氧化碳的操作也體現了其密度比空氣大。因此，“傾倒二氧化碳”這一操作是實驗的核心，在對此實驗進行改進時，這一操作必須予以保留。根據以上理解，結合實驗中問題成因的分析，筆者對實驗進行了改進（見圖1b）[3]。

也有同仁存在這樣的疑問： 為什么在新知學習時用高低兩支蠟燭，而實驗活動2中二氧化碳性質實驗只用了一支蠟燭（見圖1c）？筆者認為，這也正體現了實驗在不同階段的作用： 在新知學習時必須通過表層的實驗現象引導學生不斷地深入，而在實驗活動中實驗僅僅是提供體驗與驗證其所包含的知識原理。

2.2明確改進實驗的教學作用

化學實驗在中學化學教學中應當成為學生探索、發現、驗證知識的重要手段，同時運用實驗可以為學生提供模擬實際的情境，使學生自身的智力、能力、意志和品質等獲得盡可能多的發展。依據其教學功能，可將教材中的實驗分為操作性實驗、驗證性實驗與探究性實驗，例如，在第二單元中高錳酸鉀制氧氣為操作性實驗、氧氣性質的檢驗為驗證性實驗、而“分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的作用”則為探究性實驗。依據其在不同課型中的使用，又可分為單一實驗和綜合實驗。因此，改進實驗時應依據不同的階段、切合不同的教學作用。一般來說，在新授課學習時做單一實驗，在復習課時做綜合實驗為宜。例如，二氧化碳與氫氧化鈉反應的實驗因為反應無明顯現象，需要對此進行實驗改進。教學功能上此實驗屬于驗證性實驗，在新授課時需要實驗，復習時同樣也需要實驗，因此筆者設計了兩套實驗裝置（見圖2），以滿足不同的教學需求。其中圖2a實驗適用于新授課，根據教學進程完成相關實驗，并觀察現象、驗證結論;而復習課中則利用圖2b實驗結合現象的發生，復習相關知識，引導學生回顧無現象反應的證明方法。

另外，我們在改進與創新時應該注意學情，關注學生知識和能力的進階，只有在掌握了基本實驗儀器的使用方法后，學生才能更好地理解替代的價值。例如，學生剛開始對分液漏斗認識還不深刻，還沒有掌握其操作方法，因此用注射器代替分液漏斗。這樣的改進更適合放在復習課或今后其他氣體發生裝置的探究中，實現學生能力的螺旋式上升。

2.3堅定實驗改進的簡約化

中學化學實驗的簡便化和微型化是未來發展的重要趨勢，正如宋心琦先生所說，用最簡單的儀器和技術來訓練學生，可以促使學生對實驗過程觀察得更為細致，從而進一步推動學生對化學以及相關學科的學習[4]。誠然，若實驗器材過于繁雜，教師也會望而卻步，只有讓化學實驗器材簡約化，教師才會更情愿地完成實驗教學。為此，教師必須自己動手，開動腦筋，大膽創新，設計出既適合演示實驗又適合學生進行實驗探究的簡約裝置。另外，在兼顧儀器簡約和操作簡單的同時必須要考慮實驗的科學性，做到“簡約而不粗淺”。例如教材中使用了四組實驗進行“二氧化碳與水反應”的實驗探究（見圖3a），而范慶英老師對此進行了簡約化改進（見圖3b）[5]。

在改進后的實驗中范老師只要兩根紫色石蕊紙條和一塊玻璃片以及一瓶二氧化碳氣體即完成了實驗。這樣的改進不僅容易準備、操作簡便，而且現象對比明顯。

2.4區分教學實驗與興趣實驗

興趣實驗是指將課堂教學延伸至課外的實驗活動，對激發學生學習興趣、鞏固知識技能、培養創新能力、開發智力等起到一定的作用，其包括課外興趣實驗與家庭小實驗。教學實驗與興趣實驗之間既有區別也有聯系，他們的區別主要有三點： 一是作用不同，教學實驗主要為課堂教學服務，服從于教學的需要，而興趣實驗主要滿足于學生的求知欲與好奇心，沒有整體課程性安排;二是要求不同，教學實驗要求儀器和操作等都必須安全、規范，而興趣實驗中的儀器可以使用各種生活中的替代品;三是時間安排不同，教學實驗必須根據教學進度予以安排，在特定的時候、較短的時間內完成特定的實驗，而興趣實驗則有很大的靈活性，根據需要變換完成不同的實驗。

因此，在對教材實驗進行改進時，必須把握其中的區別。例如，學生自制酸堿指示劑并用來檢驗溶液的酸堿性，在冬天可用紫甘藍為原料，也可用各種干花作原料，在春天則用牽牛花等花朵為原料，其作為興趣實驗還可以讓學生在家庭中完成，檢驗某些日用品的酸堿性等。有的教師讓學生在課堂上也完成上述實驗，筆者認為這與教學并不適切，因為教材中要求掌握的酸堿指示劑是紫色石蕊試液和酚酞試液，如果再增加其他的指示劑不僅干擾學生的思維也增加學生的負擔。

當然，教學實驗與興趣實驗之間的聯系是緊密的，興趣實驗是教學實驗的補充，也是教學實驗的延伸。

2.5吸納學生參與改進實驗

一般認為，實驗的創新改進會激發學生的創新意識，并由此培養學生的創新能力。然而，建構主義認為，只有親身實踐獲得的經驗才會使人感到真實、現實，并在大腦記憶中留下深刻印象，而沒有體驗的行為猶如曇花一現式的過眼煙云，不會對學生產生任何影響。因此，實驗創新不能孤立為教師的個人活動，變成教師個人才智的展現，應該積極吸引學生參與進來，并讓他們積極融入其中，從而激發他們的創新思維[6]。

例如，“測定空氣中氧氣的含量”實驗教學中，在完成教學任務后教師以“實驗反思”的形式提問：“根據你的實驗體會，你發現本實驗的設計上存在哪些問題？想一想可以如何改進？”引導學生進入深度思考，并在小組討論的基礎上進行交流，布置小組課外活動合作完成方案設計。以此方式讓學生積極參與實驗的改進，從而培養他們的創新意識和創新能力。

因此，利用多種教學形式，發揮學生的主體地位作用，讓學生參與實驗改進的實踐中，通過模仿、體會和領悟，點點滴滴，潛移默化，逐步形成讓他們終身受益的科學精神、態度和行為習慣。

2.6靈活使用教材實驗與改進實驗

教材是學生課堂學習的第一手資料，對提高學生的理解能力和創造性思維能力具有重要的價值。然而，教材的重要地位在一些地方被推崇到迷信的地步，以至于雖然教育部明確指出教材只是課程標準的一種表達方式，但有些地方的“中考說明”依然過于強調教材是出題的重要參考，因而導致教材中的實驗雖然存在一些問題，但在教師看來每個實驗似乎都不可漏掉，這也是改進實驗進不了課堂的重要原因。在課堂教學中如何靈活使用教材實驗與改進實驗呢？筆者認為，既然改進實驗具有簡便、綠色、易操作等優點，就應該毫不猶豫地在教學中使用;而教材實驗又因其經典與思維的價值，可以安排在“鞏固練習”等環節呈現，讓學生實現知識的遷移。

例如，筆者在進行“二氧化碳與水反應實驗”教學時，首先引導學生分析使紫色石蕊試液變色的物質可能有哪些、討論如何設計實驗證明猜想;其次教師指導學生利用圖3b實驗裝置進行小組實驗，并觀察現象、分析現象、得出結論;最后利用教材中的實驗過程（見圖3a）進行遷移與鞏固。這樣不僅提高了課堂效率，而且綜合使用了多種教學方法，取得了明顯的教學效果。

3結語

化學實驗的主要目的是幫助學生更好地掌握所學知識，單純的儀器改進、裝置功能多樣化研究以及趣味化表現固然可以強化演示效果，但若只停留在現象的表現，而不能引領學生深入分析問題、探究原理，無疑削弱了實驗教學的功能。回歸教學原點，就是對相關實驗根據教學需求進行適切的改進，或者依據實驗改進的特色合理地使用。在教學改革的過程中，我們需要帶著思考，既不盲從也不拒絕，用辯證的眼光和原點思維去審視每一個改進實驗，然后決定我們將要做的一切，只有這樣才能使化學教學更上一層樓。

參考文獻：

[1]馬小芳. 淺談改進實驗在化學教學中的作用[J]. 化學教與學， 2016， （2）： 69～80.

[2]蘇美華等. 化學實驗創新設計的誤區與視角[J]. 實驗教學與儀器， 2017， （4）： 17～18.

[3]楊寶權. 二氧化碳滅燭實驗的簡約化設計[J]. 化學教學， 2019， （4）： 78～80.

[4]宋心琦. 有關化學實驗改革的想法與建議[J]. 化學教育， 2003， 22（3）： 36～38.

[5]范慶英. 二氧化碳與水反應的改進[J]. 實驗教學與儀器， 2013， （7/8）： 48.

[6]朱清勇. 例談化學創新的途徑與價值[J]. 教育研究與評論（中學教育教學）， 2017， （9）： 52～54.