吳永才
(常州市教育科學(xué)研究院 江蘇 常州 213001)
2014年12月,江蘇省教育學(xué)會(huì)化學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會(huì)年會(huì)在揚(yáng)州中學(xué)教育集團(tuán)樹人學(xué)校隆重而又順利地舉行了。本次年會(huì)的主要活動(dòng)有開幕式、專家報(bào)告、說(shuō)課交流、專題論壇和閉幕式等,其中說(shuō)課交流共分三個(gè)組進(jìn)行,研討主題分別是復(fù)習(xí)課教學(xué)研究、微課與化學(xué)教學(xué)整合研究和基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的課堂教學(xué)研究, 有來(lái)自全省13 個(gè)大市推薦的16 位老師進(jìn)行了說(shuō)課, 筆者有幸應(yīng)邀對(duì)來(lái)自揚(yáng)州、徐州、鹽城、淮安和泰州的5 位老師的說(shuō)課在閉幕式上作點(diǎn)評(píng),聆聽了老師們的說(shuō)課,深受啟發(fā),引發(fā)了筆者的冷思考和行為跟進(jìn),反思和總結(jié)他人經(jīng)驗(yàn),反省和提升個(gè)人經(jīng)驗(yàn),筆者對(duì)中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新有了一些切身的理解、思考和認(rèn)識(shí),現(xiàn)結(jié)合課例從以下三個(gè)方面來(lái)闡述。
化學(xué)新課程改革旨在進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),科學(xué)探究是化學(xué)新課程改革的突破口,實(shí)驗(yàn)探究是科學(xué)探究在化學(xué)教學(xué)中的具體化,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主要內(nèi)容,也是中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)的重要方面。本組5 位老師基于“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新”設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)課堂教學(xué),分別選取了“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”、“二氧化硫的性質(zhì)與應(yīng)用”、“全塑性二氧化碳的制取研究”、“水和酒精混合、中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)”和“二氧化碳的奇妙變化”為課題,展示了5 節(jié)優(yōu)秀課例,5 位老師的積極探索和努力,有模仿、也有改造,有生成(如做了不想做的或沒想到做的事情)、也有突破(如做了不能做或不敢做的事情), 大致情況可概括為以下三個(gè)方面:一是人家沒做的,他(或她)做了;二是人家做過(guò)的,他(或她)想辦法做得更好;三是人家做得好的,他(或她)努力從新的角度和方式來(lái)做,尤其是提出新穎、奇特的想法和做法。事實(shí)上,5 位老師主要從“反應(yīng)體系和化學(xué)變化、適當(dāng)?shù)膬x器裝置和必要的安全措施、合理的實(shí)驗(yàn)步驟和規(guī)范的操作技術(shù)”[1]等實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要涉及的幾個(gè)方面進(jìn)行了研究,大家在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方面推介的經(jīng)驗(yàn)和成果,筆者概述為以下五個(gè)方面,與大家分享。
形式是指事物內(nèi)在要素的結(jié)構(gòu)或表現(xiàn)方式, 實(shí)驗(yàn)可從不同角度分為多種形式,如演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn),演示可以是教師、可以是學(xué)生、也可以由教師和學(xué)生共同完成,分組實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以或操作、或觀察、或記錄、或匯報(bào)等;又如自主實(shí)驗(yàn)和合作實(shí)驗(yàn),自主實(shí)驗(yàn)注重的是學(xué)生獨(dú)立思考和完成, 合作實(shí)驗(yàn)注重的是相互協(xié)作和交流;再如探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、視頻實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)(如魔術(shù)、家庭小實(shí)驗(yàn))等。
思想是指客觀存在反映在人的意識(shí)中經(jīng)過(guò)思維活動(dòng)而產(chǎn)生的結(jié)果,是人類一切行為的基礎(chǔ);思想也是一個(gè)人的行為方式和情感方式的重要體現(xiàn),正確的思想對(duì)客觀事物的發(fā)展起促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新需要有先進(jìn)的觀念、正確的思想作指導(dǎo),教學(xué)的過(guò)程是一個(gè)從想明白到做正確的過(guò)程;思想的滲透是指教師要將哲學(xué)思想和學(xué)科思想等有機(jī)融合, 將思想有效滲透、落實(shí)在教學(xué)過(guò)程之中,如“量變引起質(zhì)變”、“事物具有兩面性”、“宏觀與微觀結(jié)合”、“定性與定量結(jié)合”、“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”等思想的滲透,又如基于“先學(xué)后教”的翻轉(zhuǎn)課堂、基于“生活”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、基于“綠色化學(xué)”的微型設(shè)計(jì)和基于“控制變量”的對(duì)照實(shí)驗(yàn)等。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等多個(gè)方面,而實(shí)驗(yàn)原理是具有普遍意義的基本規(guī)律,是在大量觀察、實(shí)踐的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)歸納、概括而得出的,既能指導(dǎo)實(shí)踐,又必須經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中原理的遷移,從心理學(xué)來(lái)看,是指一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響,有正遷移和負(fù)遷移、有順向遷移和逆向遷移、有水平遷移(橫向)和垂直遷移(縱向)、也有一般遷移和特殊遷移等。如大理石與鹽酸反應(yīng)遷移到雞蛋殼與醋酸反應(yīng)來(lái)制取CO2,又如鎂和CO2的反應(yīng)遷移到鎂和SO2的反應(yīng)來(lái)探究SO2的氧化性,再如將Cl2的漂白遷移到SO2的漂白等。
5 位老師的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新, 集中體現(xiàn)在對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、對(duì)教師經(jīng)驗(yàn)的超越(如對(duì)揚(yáng)州中學(xué)王金龍老師的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行了賞析、利用和開發(fā))和對(duì)學(xué)生問(wèn)題的解決(如對(duì)學(xué)生提出的多種裝置進(jìn)行了評(píng)析和改進(jìn))等方面,尤其是重視對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn),包括儀器的選擇與組合和儀器新用途的開發(fā)等,如從“全塑性”的角度選擇和設(shè)計(jì)裝置來(lái)制取CO2,又如將燒杯和漏斗組合進(jìn)行鈉和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,利用U 型管探究過(guò)氧化鈉和CO2的反應(yīng),再如利用針筒和小藥瓶進(jìn)行SO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等。
技術(shù)總是一把“雙刃劍”,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中技術(shù)的運(yùn)用主要包括“用什么技術(shù)、什么時(shí)候用和用得怎么樣”三個(gè)方面,5 位教師在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新時(shí),或多或少地將技術(shù)應(yīng)用于教學(xué),如利用pH 計(jì)進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn),又如利用PPT 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬,充分展示了真實(shí)而又清晰的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,利用投影來(lái)放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和效果,再如利用微課、百度云盤等引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)等。
[案例與分析1]金屬鈉的性質(zhì)
本節(jié)課的執(zhí)教者積極嘗試了翻轉(zhuǎn)課堂,課前讓學(xué)生觀看了6 個(gè)實(shí)驗(yàn)視頻:①鈉和水反應(yīng)(燒杯)、②鈉和水反應(yīng)(塑料瓶)、③鈉和氯氣反應(yīng)、④鈉和硫粉反應(yīng)、⑤鈉的燃燒、⑥過(guò)氧化鈉和水反應(yīng),要求學(xué)生完成相關(guān)的預(yù)習(xí)作業(yè),根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,在課中讓學(xué)生帶著思考和問(wèn)題做了鈉分別與氧氣和水的反應(yīng),引導(dǎo)學(xué)生比較了鈉在常溫下和加熱條件下與氧氣反應(yīng)的不同,認(rèn)識(shí)到反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響;引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)鈉和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從理論上分析了反應(yīng)的本質(zhì);引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)鈉的性質(zhì),學(xué)會(huì)從鈉的原子結(jié)構(gòu)的角度來(lái)分析鈉的性質(zhì),進(jìn)一步理解了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,執(zhí)教者以鈉和水反應(yīng)、Na2O2分別和CO2、H2O 反應(yīng)等實(shí)驗(yàn)為重點(diǎn),以反應(yīng)產(chǎn)物(如H2、O2)的檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)為切入口, 引導(dǎo)學(xué)生利用燒杯和尖嘴玻璃管來(lái)完成鈉和水的反應(yīng),利用U 型管來(lái)完成Na2O2和CO2的反應(yīng)、將氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),效果良好。
本節(jié)課的執(zhí)教者基于視頻實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行教學(xué),凸顯了實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的重要方法,較好地處理了課前、課中和課后學(xué)習(xí)的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)課前觀看實(shí)驗(yàn)視頻,了解了學(xué)習(xí)的目標(biāo)和內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,誘發(fā)了探究欲望,引發(fā)了問(wèn)題;學(xué)生通過(guò)親身實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)和改進(jìn),有了主體的參與和理解。教師通過(guò)檢測(cè)和了解學(xué)生完成預(yù)習(xí)作業(yè)的情況,基于學(xué)情(如學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題)和內(nèi)容(如學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn))來(lái)調(diào)整和改進(jìn)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生從“看實(shí)驗(yàn)”到“做實(shí)驗(yàn)”,從產(chǎn)生問(wèn)題到解決問(wèn)題,促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
[案例與分析2]二氧化硫的性質(zhì)
本節(jié)課的執(zhí)教者以白花變紅色的“魔術(shù)”導(dǎo)入新課,實(shí)驗(yàn)形式的略有變化,較好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也使學(xué)生產(chǎn)生了疑問(wèn),為后續(xù)學(xué)生打下了良好的基礎(chǔ)。執(zhí)教者自始自終地引導(dǎo)和要求學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究化學(xué),先是探究了SO2的水溶性,利用礦泉水瓶演示了SO2在水中的變化,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行猜想,利用實(shí)驗(yàn)桌上的試劑和儀器來(lái)完成驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),通過(guò)相互交流、討論和解釋,得出結(jié)論(SO2既可以溶于水,又可以與水反應(yīng));然后,引導(dǎo)學(xué)生分別從物質(zhì)分類的角度和氧化還原反應(yīng)的角度來(lái)分析,來(lái)猜想SO2可能具有的化學(xué)性質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)探究了SO2的還原性, 讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)SO2與碘水、SO2水溶液與O2、H2O2等都能發(fā)生反應(yīng),由碘水遷移到氯水和溴水,讓學(xué)生體驗(yàn)了從特殊到一般(歸納)、從一般到特殊(演繹)的過(guò)程;再引導(dǎo)學(xué)生由鎂與CO2反應(yīng)的事實(shí)來(lái)猜想SO2的性質(zhì),演示了鎂在SO2中燃燒的實(shí)驗(yàn), 讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到SO2的氧化性;最后,讓學(xué)生利用針筒和小藥瓶探究了SO2水溶液和品紅的反應(yīng),觀察了將盛有SO2和品紅的無(wú)色溶液的試管加熱后發(fā)生的變化,讓學(xué)生由“無(wú)色變紅色、紅色變無(wú)色”的現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到SO2的漂白性,與課的引入前后呼應(yīng),進(jìn)而將SO2和氯水的漂白原理進(jìn)行了對(duì)比和分析,有效促進(jìn)了學(xué)生情意的發(fā)展和智能的發(fā)展。
本節(jié)課的執(zhí)教者以問(wèn)題為主線、以實(shí)驗(yàn)為手段來(lái)進(jìn)行教學(xué),較好地將學(xué)科知識(shí)(SO2的性質(zhì))寓于情境和問(wèn)題之中,問(wèn)題線索明顯,環(huán)環(huán)相扣,引導(dǎo)學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究化學(xué);較好地將學(xué)科觀念、思想和方法(如分類觀、綠色化學(xué)思想、對(duì)比方法等)滲透在教學(xué)過(guò)程之中,引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程(如提出問(wèn)題→猜想假設(shè)→實(shí)驗(yàn)探究→得出結(jié)論等), 體悟科學(xué)探究的方法(如比較、分析、歸納、演繹等),有效提升了學(xué)生的科學(xué)探究能力。
[案例與分析3]全塑性CO2制取的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
本節(jié)課的執(zhí)教者以 “同學(xué)們想不想在家中制取CO2? ”導(dǎo)入新課,簡(jiǎn)潔明了、目標(biāo)明確,引導(dǎo)學(xué)生從生活走進(jìn)化學(xué)。先是讓學(xué)生回憶已學(xué)的制取CO2的知識(shí),讓學(xué)生從PPT 展示的儀器中選擇并設(shè)計(jì)制取CO2的裝置,比較、分析了利用試管或錐形瓶作為反應(yīng)容器來(lái)制取CO2的優(yōu)缺點(diǎn);然后,引導(dǎo)學(xué)生回歸生活,利用生活中的塑料廢棄品(如礦泉水瓶、輸液瓶及輸液管等)來(lái)組裝制取CO2的裝置,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相互交流、評(píng)價(jià)和改進(jìn),各小組學(xué)生完善和利用改進(jìn)裝置來(lái)制取CO2;最后,展示了利用鰻魚苗網(wǎng)、塑料水管、噴頭等組裝制取CO2的裝置,拓寬了學(xué)生的視野,也拓展了學(xué)生的思維,引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生課后自制“全塑性”裝置完成家庭小實(shí)驗(yàn):選用生活中的“藥品”(如貝殼或雞蛋殼,白醋等)來(lái)制取CO2。
本節(jié)課的執(zhí)教者基于學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行教學(xué),不僅研究學(xué)生“知道了什么”,更重視研究“學(xué)生學(xué)會(huì)了什么”,從“全塑性”的角度引導(dǎo)、幫助學(xué)生比較、分析、交流和討論了玻璃儀器和塑料用品的優(yōu)缺點(diǎn), 利用生活中各種塑料用品來(lái)制取CO2,引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)視角來(lái)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,讓學(xué)生從“想探究”到“會(huì)探究”到“愿探究”,讓學(xué)生將探究從課內(nèi)拓展到課外,將探究貫穿于學(xué)習(xí)、生活之中,有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。
[案例與分析4]中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
本節(jié)課內(nèi)容,教材中有3 個(gè)實(shí)驗(yàn)(略),學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)1 可從溶液酸堿性和溫度的變化來(lái)判斷中和反應(yīng)的發(fā)生, 通過(guò)實(shí)驗(yàn)2 可以認(rèn)識(shí)氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng),反應(yīng)物從有到無(wú)的變化過(guò)程,通過(guò)實(shí)驗(yàn)3 可以發(fā)現(xiàn)有“鹽”生成(新物質(zhì)生成)來(lái)證明中和反應(yīng)的發(fā)生。本節(jié)課的執(zhí)教者在研究、分析教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況,針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)(學(xué)生較難判斷實(shí)驗(yàn)3 中的固體是什么),增補(bǔ)了實(shí)驗(yàn):①用玻璃棒蘸取氫氧化鈉溶液于酒精燈火焰上灼燒,再將玻璃棒伸入盛有少量無(wú)色酚酞溶液的試管中,觀察現(xiàn)象。②用玻璃棒蘸取稀鹽酸于酒精燈火焰上灼燒, 觀察現(xiàn)象。③先用少量氫氧化鈉溶與足量稀鹽酸充分混合,將混合液分成兩份, 其中一份滴加2~3 滴酚酞試液,再用玻璃棒從另一份溶液中蘸取混合液于酒精燈火焰上灼燒,再將玻璃棒伸入盛有少量無(wú)色酚酞溶液的試管中,觀察現(xiàn)象。本節(jié)課的執(zhí)教者有較好的問(wèn)題意識(shí)、自我反思和改進(jìn)意識(shí),基于“學(xué)生立場(chǎng)”認(rèn)識(shí)到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中面臨的困難和問(wèn)題,如為了證明中和反應(yīng)的發(fā)生,若補(bǔ)充無(wú)水醋酸與氫氧化鈉反應(yīng),再用無(wú)水硫酸銅來(lái)測(cè)定水,則學(xué)生接受新知識(shí)的信息量太大;若補(bǔ)充“焰色反應(yīng)”或“氯離子的檢驗(yàn)”,則學(xué)習(xí)內(nèi)容既“超標(biāo)”,又加重了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。因此,執(zhí)教者設(shè)計(jì)了如上的對(duì)比實(shí)驗(yàn),思維更加嚴(yán)謹(jǐn),符合學(xué)生實(shí)際,也較好地遵循了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
義務(wù)教育和高中階段各學(xué)科的課程都從科學(xué)探究的角度規(guī)定了學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的目標(biāo)要求,《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》明確指出:“通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng),使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程,激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí),促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?!保?]化學(xué)課堂教學(xué)必然面臨著許多選擇,如是“做實(shí)驗(yàn)”、還是“看實(shí)驗(yàn)”,是“講實(shí)驗(yàn)”、還是“做實(shí)驗(yàn)題”,不同的選擇反映不同的教育理念,也會(huì)導(dǎo)致不同的學(xué)習(xí)結(jié)果;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新必將面臨著許多進(jìn)退兩難而又亟待解決的實(shí)際問(wèn)題,筆者期待廣大化學(xué)教師進(jìn)一步更新觀念和轉(zhuǎn)變方式,更好地處理好“觀念與方法、形式與內(nèi)容、課時(shí)與容量”等的關(guān)系,以更好地促進(jìn)教育觀念的更新、學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的成長(zhǎng)和個(gè)性的發(fā)展。
實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是化學(xué)新課程改革的基本要求, 也是教師專業(yè)主動(dòng)發(fā)展的根本需求, 更是實(shí)施和推進(jìn)素質(zhì)教育的理想追求;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要視情而定,視機(jī)而動(dòng),視人而行。筆者期盼更多的化學(xué)教師以“人無(wú)我有、人有我優(yōu)、人優(yōu)我新、人新我奇”的創(chuàng)新態(tài)度和精神,大膽探索,開拓進(jìn)取,追求卓越,以更好地彰顯和發(fā)揮化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)和價(jià)值。借此機(jī)會(huì),筆者對(duì)參加本次年會(huì)第三組說(shuō)課交流的五位老師表示衷心的感謝和敬佩!
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