朱姣來

摘 要：學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄現(xiàn)象、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中，不僅能獲取知識(shí)、技能和方法，提高探究能力，還能形成良好的情感態(tài)度與價(jià)值觀?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是很生動(dòng)、很直觀的，實(shí)驗(yàn)中千變?nèi)f化的現(xiàn)象最能激發(fā)學(xué)生的興趣。

關(guān)鍵詞：學(xué)生實(shí)驗(yàn)；化學(xué)素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)課；科學(xué)探究

化學(xué)素養(yǎng)是指對(duì)化學(xué)這門學(xué)科的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)技巧、喜好程度等。2009年1月溫家寶同志在國家科技教育領(lǐng)導(dǎo)小組會(huì)議上所做的重要講話中，把教育改革作為制定《國家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)則綱要》需要研究解決的重大問題之一，并指出：“我一直信奉這樣一句話：教是為了不教。不在于老師是一個(gè)多么偉大的數(shù)學(xué)家或文學(xué)家，而是老師能給學(xué)生以啟蒙教育，教他們學(xué)會(huì)思考問題，然后用他們自己的創(chuàng)造性思維去學(xué)習(xí)，終身去學(xué)習(xí)?！边@就要求學(xué)生能夠通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察主動(dòng)獲取知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)的操作培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣，具有進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理以獲得信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理得出結(jié)論的能力，學(xué)生能夠思考實(shí)驗(yàn)中的矛盾，在自主探究、合作學(xué)習(xí)的過程中，培養(yǎng)探究技能、反思能力、與人交流的能力、搜集和整理信息的能力。

一、利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)

1.通過實(shí)驗(yàn)中的問題，培養(yǎng)學(xué)生“嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)”的學(xué)習(xí)態(tài)度

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生獲得感知、真知。實(shí)驗(yàn)可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、“嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)”的學(xué)習(xí)態(tài)度和“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

【實(shí)驗(yàn)1】乙醇與金屬鈉的反應(yīng)：通過鈉分別與乙醇、水反應(yīng)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生了解（1）乙醇與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出什么結(jié)論？（2）該對(duì)照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不同說明了乙醇具有哪些性質(zhì)？（3）乙醇、水以及酸分別與相同大小的鈉反應(yīng)的速率怎樣？考慮到學(xué)生的知識(shí)遷移能力和概括能力還不是很強(qiáng)，讓學(xué)生回答第一個(gè)問題。至于第（2）（3）問，讓學(xué)生運(yùn)用以前所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，通過預(yù)測(cè)，觀察實(shí)驗(yàn)，對(duì)比現(xiàn)象，分析原因，歸納知識(shí)，得出結(jié)論。

學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中很認(rèn)真、很有興趣，并且能由現(xiàn)象得出一些結(jié)論。如，對(duì)比實(shí)驗(yàn)中試管壁手感都熱，說明鈉與乙醇或水反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；水與鈉反應(yīng)速度比乙醇與鈉的反應(yīng)速度快。但在實(shí)驗(yàn)中也存在著一些問題。

[呈現(xiàn)的問題]

（問題1）實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生習(xí)慣性地先用水清洗試管與燒杯，在清洗過的兩只試管中分別加入相同量的水、乙醇，然后在這兩只試管中加入相同大小的鈉。結(jié)果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象區(qū)別不大。

（問題2）實(shí)驗(yàn)過程中，不能很好地描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及解釋原因。如，為什么有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中鈉與乙醇的反應(yīng)，鈉沉在底部？有些學(xué)生的試管中鈉卻有些上下浮動(dòng)？

（問題3）在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有個(gè)別學(xué)生發(fā)現(xiàn)鈉與水的反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，沒有觀察另一試管中鈉與乙醇反應(yīng)到什么程度，就直接將試管中的藥品倒入下水池里，因?yàn)槭Ｓ嗟拟c與水池中的水反應(yīng)，產(chǎn)生了爆鳴聲，引起了學(xué)生的恐慌。

本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握基礎(chǔ)知識(shí)。它要求學(xué)生有較好的觀察能力、動(dòng)手能力以及靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，并且有通過實(shí)驗(yàn)找出反應(yīng)實(shí)質(zhì)的能力即發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。學(xué)生受“舊”習(xí)慣的影響，沒有真正明白該實(shí)驗(yàn)的目的以致忽略了實(shí)驗(yàn)步驟中的關(guān)鍵詞“無水乙醇”，因?yàn)樾畔Ⅻc(diǎn)的短缺或偏差從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生通過自己實(shí)驗(yàn)的失敗，思考實(shí)驗(yàn)中（問題1）與（問題3），為什么會(huì)出現(xiàn)這種失誤？在學(xué)生心中形成一個(gè)深刻的印象：對(duì)待學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)要“嚴(yán)謹(jǐn)”，對(duì)待生活要“嚴(yán)謹(jǐn)”，對(duì)待工作也要“嚴(yán)謹(jǐn)”。否則極容易因?yàn)樽约旱牟粐?yán)謹(jǐn)導(dǎo)致失敗甚至更嚴(yán)重的后果。

學(xué)生不能解釋（問題2）“為什么有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中鈉與乙醇的反應(yīng)，鈉沉在底部？有些學(xué)生的試管中鈉卻有些上下浮動(dòng)？”說明學(xué)生只是單純地學(xué)習(xí)新知識(shí)，不能習(xí)慣性地將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到自己的學(xué)習(xí)中，當(dāng)學(xué)生離開校園就不能很好地“學(xué)會(huì)思考問題，然后用自己的創(chuàng)造性思維去學(xué)習(xí)，終身去學(xué)習(xí)”。

2.通過實(shí)驗(yàn)中的問題，培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)習(xí)慣

對(duì)比實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科研究的重要方法之一，是以正確的實(shí)驗(yàn)操作和觀察的方法為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，在實(shí)驗(yàn)過程中通過人為控制所產(chǎn)生的兩個(gè)類似現(xiàn)象之間的差異進(jìn)行對(duì)比分析的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。俄國心理學(xué)家謝切諾夫說：“比較是人類最珍貴的寶藏?！?/p>

【實(shí)驗(yàn)2】在亞鐵鹽的學(xué)習(xí)中要求學(xué)生做下面的對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

[呈現(xiàn)問題分析]

該實(shí)驗(yàn)序號(hào)1中溶液呈現(xiàn)血紅色，學(xué)生很有興趣，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述也很準(zhǔn)確，但是卻有一部分學(xué)生拿著自己的試管提出了問題：為什么自己的亞鐵鹽與KSCN混合一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)三層顏色——上層血紅色，中層粉紅色，下層無色？

做溶液實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們?yōu)榱丝s短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，普遍存在震蕩試管使試劑的混合速度加快這一操作，有一些學(xué)生自動(dòng)將本實(shí)驗(yàn)調(diào)整為三組：①氯化鐵、KSCN，震蕩；②氯化亞鐵、KSCN，震蕩；③氯化亞鐵、KSCN，不震蕩。馬上就有學(xué)生運(yùn)用從氫氧化亞鐵處學(xué)習(xí)到的知識(shí)解釋了這一現(xiàn)象：沒有震蕩的那組實(shí)驗(yàn)露置在空氣中，因?yàn)樽钌厦娴腇e2+被空氣中的氧氣氧化成Fe3+，使上層顯血紅色，越接近試管底部，接觸的空氣越少，F(xiàn)e3+越少，所以溶液顏色越淺。學(xué)生的這次自動(dòng)自發(fā)的調(diào)整將“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”運(yùn)用得更加淋漓盡致，同時(shí)還復(fù)習(xí)了上節(jié)課的內(nèi)容。對(duì)于學(xué)生能自覺進(jìn)行“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”，并運(yùn)用已有知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這是我沒有想到的，我為此感到驚喜。我被學(xué)生的這一行為深深地觸動(dòng)了：我們往往只注重學(xué)生是否學(xué)習(xí)了理論知識(shí)，而不注重學(xué)生是否真正掌握并會(huì)運(yùn)用這些理論知識(shí)；只注重怎樣讓學(xué)生更快地掌握知識(shí)，而不舍得把時(shí)間還給學(xué)生，讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)、所掌握的實(shí)驗(yàn)技巧去學(xué)習(xí)、思考。長(zhǎng)此以往，我們培養(yǎng)的學(xué)生將缺乏應(yīng)有的化學(xué)素養(yǎng)，只會(huì)是一個(gè)死讀書的學(xué)生。

二、利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

1.通過實(shí)驗(yàn)中的問題，培養(yǎng)學(xué)生“分析問題、解決問題”的能力

在化學(xué)教學(xué)中，教師要能夠有意識(shí)地引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程中所表現(xiàn)的形態(tài)變化，通過想象理解物質(zhì)的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，這對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中感受想象的樂趣、體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)和概念產(chǎn)生的真實(shí)背景，從而促進(jìn)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有十分重要的意義。

【實(shí)驗(yàn)3】金屬的化學(xué)性質(zhì)：Na與水反應(yīng)（提供實(shí)驗(yàn)藥品與儀器：Na、CuSO4溶液、大燒杯、酚酞試劑）。Na與水反應(yīng)的現(xiàn)象以及該現(xiàn)象體現(xiàn)出Na的什么性質(zhì)，學(xué)生都能較準(zhǔn)確地回答。

[探究一]

（1）書寫Na與水反應(yīng)的化學(xué)方程式與離子方程式，預(yù)測(cè)Na與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

（2）Na排在金屬活動(dòng)順序表的前面，預(yù)測(cè)Na與CuSO4溶液反應(yīng)有什么現(xiàn)象。

個(gè)別學(xué)生能很快地回答出“Na與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)”，給學(xué)生時(shí)間慢慢書寫，一段時(shí)間后有更多的學(xué)生理解了Na與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。在“預(yù)測(cè)Na與CuSO4溶液反應(yīng)有什么現(xiàn)象”時(shí)，幾乎所有學(xué)生都回答：溶液顏色變淺、有紅色固體析出。

[探究二]

利用提供的藥品與儀器，完成Na與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用化學(xué)方程式描述Na與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程（提供實(shí)驗(yàn)藥品與儀器：Na、CuSO4溶液、大燒杯、酚酞試劑）。

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)現(xiàn)象有很大區(qū)別：Na浮在液面上，發(fā)出嘶嘶的響聲，熔成小球，游來游去，Na的附近溶液變紅后消失，燒杯中有藍(lán)色沉淀，部分學(xué)生的燒杯底部有黑色沉淀。這時(shí)教師只需要幫助學(xué)生歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是為什么有這些現(xiàn)象則仍然留給學(xué)生時(shí)間思考：①Na與CuSO4溶液反應(yīng)的現(xiàn)象和Na與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何異同？②用化學(xué)方程式描述Na與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程。部分學(xué)生只用了5分鐘時(shí)間就明白了整個(gè)反應(yīng)過程，并用化學(xué)方程式準(zhǔn)確描述出Na與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程。

這一節(jié)課幾乎都是在學(xué)生的思考與實(shí)驗(yàn)操作中結(jié)束的。這是一節(jié)教師參與很少，學(xué)生學(xué)得很快樂，知識(shí)掌握很迅速的一節(jié)課。這節(jié)課不僅告訴學(xué)生遇到問題時(shí)，需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、提出猜測(cè)、驗(yàn)證猜測(cè)、最后得出結(jié)論的學(xué)習(xí)過程，同時(shí)也提醒我：學(xué)生在求學(xué)過程中教師需要有耐心，給學(xué)生足夠的時(shí)間去分析所學(xué)知識(shí)，慢慢思考、反復(fù)猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)求證、真正理解，這樣所得的知識(shí)才能真正屬于學(xué)生，才能在高中階段達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生“分析問題、解決問題”的能力這一目的。

2.通過實(shí)驗(yàn)中的問題，培養(yǎng)學(xué)生“合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)”的能力

美國國家理科教育標(biāo)準(zhǔn)指出：“科學(xué)探究是發(fā)展其他標(biāo)準(zhǔn)所要求的理解力和能力的基礎(chǔ)?！被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生掌握化學(xué)的基本理論知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中鞏固在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題并解決問題，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。高考考試大綱對(duì)“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”的要求提到能根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題做到：（1）設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。（2）了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。（3）分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到合理結(jié)論。

【實(shí)驗(yàn)4】已知：Fe（OH）3紅褐色沉淀，F(xiàn)e（OH）2白色沉淀。鐵的氫氧化物有兩種：Fe（OH）3與Fe（OH）2。試完成下列表格，并解釋原因（提供實(shí)驗(yàn)藥品與儀器：鐵架臺(tái)、鐵圈、酒精燈、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、FeSO4溶液、NaOH溶液、CCl4、植物油）。

該實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作，學(xué)生制取Fe（OH）3時(shí)很輕松，預(yù)測(cè)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致。但是制取Fe（OH）2時(shí)發(fā)現(xiàn)了預(yù)測(cè)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有很大的區(qū)別。

[探究一]

（1）什么因素引起預(yù)測(cè)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有這么大的區(qū)別？

（2）如何控制實(shí)驗(yàn)條件使預(yù)測(cè)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致？

（3）小組討論，利用桌面上提供的藥品，設(shè)計(jì)一個(gè)較完善的實(shí)驗(yàn)方案。

有一部分學(xué)生從鐵元素的化合價(jià)以及氧化還原的角度分析得出亞鐵離子不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化成+3價(jià)鐵離子。為了能使實(shí)驗(yàn)成功，必須控制該實(shí)驗(yàn)在隔氧的環(huán)境下完成。

[學(xué)生的解決方案]

（1）用膠頭滴管吸取NaOH溶液，插入裝有FeSO4溶液的試管，在液面下再滴加。

（2）因?yàn)镃O2的密度比空氣大，在裝有FeSO4溶液的試管上空緩緩充入CO2氣體。

（3）抽取試管中的空氣。

（4）不停地充入N2，然后反應(yīng)。

（5）在裝有FeSO4溶液的試管中加入CCl4以隔絕空氣。

（6）在裝有FeSO4溶液的試管中加入植物油以隔絕空氣。

[探究二]

（1）同學(xué)們提出的方案有許多，但是哪一種最好？其他的方案有哪些不足呢？

（2）FeSO4溶液中溶解的少量空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)不會(huì)有影響？怎樣除去FeSO4溶液中溶解的少量空氣？

學(xué)生通過小組討論、思考發(fā)現(xiàn)，方案（2）（3）（4）沒有對(duì)應(yīng)的儀器與藥品支持，且操作復(fù)雜。小組通過實(shí)驗(yàn)操作，發(fā)現(xiàn)方案1不能得到白色沉淀Fe（OH）2，方案（5）中CCl4密度大，在液面下層，不能達(dá)到隔絕空氣的作用，方案（6）是最佳方案?！癧探究二]”中第2問的提出，使學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)過程中漏了考慮溶液中的空氣，不過學(xué)生很快就知道需要用加熱的方式趕出FeSO4溶液中的空氣。

葉圣陶曾說過：“所謂幫助，主要不在于傳授知識(shí)，而在于引導(dǎo)學(xué)生自己去求得知識(shí)，也就是引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，自己去解決問題?！遍_展以實(shí)驗(yàn)為主的探究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生探究未知世界的能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠獲取知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主、合作、交流、活動(dòng)、探究等學(xué)習(xí)能力。通過這些實(shí)驗(yàn)探究與實(shí)驗(yàn)操作，引起學(xué)生分析、理解并進(jìn)行反思、批判，最終幫助學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí)體系，并在這一過程中領(lǐng)悟獲取知識(shí)的方法?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，新課程標(biāo)準(zhǔn)要求：學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄現(xiàn)象、進(jìn)行數(shù)據(jù)出爐、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中，不僅能獲取知識(shí)、技能和方法，提高探究能力，還能形成良好的情感態(tài)度與價(jià)值觀，通過學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，通過科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]莊德剛.新課程下“鎂的提取及應(yīng)用”課堂實(shí)錄與教學(xué)反思.中學(xué)化學(xué)，2010（10）.

[2]江敏.論化學(xué)學(xué)習(xí)中想象力的培養(yǎng).中學(xué)化學(xué)，2010（10）.

[3]陸亞東.高中化學(xué)科學(xué)探究常態(tài)化教學(xué)的必要性.中學(xué)化學(xué)，2010（04）.

[4]曾國瓊.廣東高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題命題分析及教學(xué)建議.教學(xué)研討會(huì)，2011（09）.

（作者單位 廣東第二師范學(xué)院番禺附屬中學(xué)）