鐘添興

摘 ? 要：在高中化學(xué)新課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過程中，學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突會使其產(chǎn)生較強(qiáng)烈的好奇心和探究欲望，使得學(xué)習(xí)效率和思維能力得到提升。為此，探討實(shí)驗(yàn)中設(shè)置“認(rèn)知沖突”的方法，旨在最大發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、思維能力、實(shí)踐能力提高和更好地掌握該學(xué)科知識。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn);認(rèn)知沖突;創(chuàng)設(shè)方法;探討

學(xué)習(xí)化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是該自然學(xué)科的重要內(nèi)容，也是建構(gòu)化學(xué)知識的途徑 [1 ]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是通過實(shí)驗(yàn)的手段和資源，為全面開發(fā)實(shí)驗(yàn)教育功能進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施、評估的教學(xué)過程;優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)手段能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、思維能力、實(shí)踐能力的提高，也能更好地掌握該學(xué)科知識，為學(xué)生自身發(fā)展發(fā)揮獨(dú)到的功用 [2 ]。

學(xué)習(xí)過程基本是一個循序漸進(jìn)、螺旋上升的過程，學(xué)習(xí)化學(xué)同樣不例外，然而，通常在學(xué)習(xí)新知識之前，學(xué)生腦海中往往已經(jīng)形成了多元的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而不是“真空”腦海。學(xué)生總是在學(xué)習(xí)新知識時，思路出發(fā)點(diǎn)優(yōu)先以原來所具有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化理解新知識，當(dāng)遇到新知識、新現(xiàn)象沒有認(rèn)知結(jié)構(gòu)解釋時，就會與原來所具有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生認(rèn)知矛盾，即產(chǎn)生了認(rèn)知沖突。長期教學(xué)手段實(shí)驗(yàn)表明，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)置“認(rèn)知沖突”情景，學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握往往會產(chǎn)生意想不到的效果。在實(shí)施教學(xué)過程中，一旦認(rèn)知沖突產(chǎn)生于學(xué)生頭腦中，其通常都會產(chǎn)生較強(qiáng)烈的好奇心和探究欲望，也就自然而然在學(xué)習(xí)活動中全身心地投入，使得學(xué)習(xí)效率和思維能力得到提升，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育功能得到真正有效發(fā)揮。為此，為了更好地遵行學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，在實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，有些知識點(diǎn)的教學(xué)不應(yīng)一步到位，應(yīng)尋找合適的時機(jī)創(chuàng)設(shè)“認(rèn)知沖突”情境，促其對舊知識進(jìn)行修正、完善和提高 [3 ]。為此，在此探討一些實(shí)驗(yàn)中設(shè)置“認(rèn)知沖突”的方法。

1 ? 利用對比實(shí)驗(yàn)，設(shè)置認(rèn)知沖突

常用品紅溶液檢驗(yàn)SO2，SO2通入品紅溶液使其褪色，但品紅溶液褪色很慢，且加熱后顏色又會恢復(fù)，因此，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時不宜用品紅溶液除去SO2。為此，采取對比方法演示實(shí)驗(yàn)時，取濃度相同的品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、I2-淀粉溶液，首先將SO2通入品紅溶液，品紅溶液緩慢褪色，學(xué)生感覺平靜，沒有視覺沖突;當(dāng)換作另外兩種溶液實(shí)驗(yàn)時，顏色立即褪去，學(xué)生的視覺受到了很大沖擊，也就產(chǎn)生了極大的認(rèn)知沖突，使注意力更加集中在實(shí)驗(yàn)上，甚至有的同學(xué)情不自禁地發(fā)出“哇！”這樣，品紅溶液只能用于檢驗(yàn)SO2，而不能用來除去SO2的知識就在驚訝、興奮中掌握了。

2 ? 利用探究性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置認(rèn)知沖突

通常采用提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)探究、解釋結(jié)論、交流反思、評價等七個遞進(jìn)階段模式進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)稱為探究性實(shí)驗(yàn)。例如鹽類水解一節(jié)，先提出問題，有人認(rèn)為：酸的水溶液一定呈酸性;堿的水溶液一定呈堿性;那么鹽的水溶液一定呈中性。這個說法對嗎？為什么？讓學(xué)生思考，并且?guī)е鴨栴}進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)，結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)有些鹽溶液呈酸性，有些呈堿性，還有的呈中性 [4 ]。學(xué)生對此疑惑不解，產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，強(qiáng)烈的求知欲望也隨之產(chǎn)生。若溶液呈堿性，說明水溶液里c（OH-）>c（H+），如醋酸鈉溶液?？纱姿徕c本身并不能電離出氫離子或氫氧根離子，水溶液中相對多出來的氫氧根離子濃度是如何得到呢？為什么會有這樣的變化？學(xué)生繼續(xù)探討分析，分組查閱資料，討論交流，最后總結(jié)出鹽類水解的實(shí)質(zhì)。由此激發(fā)學(xué)生的探究興趣，提升了學(xué)生思維品質(zhì)，培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力和合作精神，充分挖掘?qū)W生潛能 [5 ]。

3 ? 利用實(shí)驗(yàn)失敗，設(shè)置認(rèn)知沖突

任何實(shí)驗(yàn)都有失敗的可能，我們不怕失敗，只怕沒有正確對待失敗的態(tài)度，失敗是化學(xué)實(shí)驗(yàn)成功不可或缺的借鑒源泉。要把失敗作為討論的課題，利用學(xué)生由此產(chǎn)生的認(rèn)知沖突，努力發(fā)掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)的創(chuàng)新點(diǎn)，讓我們的課堂活起來，促使學(xué)生思維活起來。

基于此，通過演示制備SO2來探究SO2的化學(xué)性質(zhì)，采用如圖1所示裝置。當(dāng)將SO2通入品紅溶液中，由于開始只產(chǎn)生少量的SO2，品紅溶液吸收較多SO2后，導(dǎo)氣管中很快倒吸，顏色鮮艷，學(xué)生會驚奇地發(fā)現(xiàn)：“倒吸了！”全班的學(xué)生都轉(zhuǎn)移了觀察的視線，眼睛里流露出對實(shí)驗(yàn)失敗的擔(dān)憂和對實(shí)驗(yàn)未知的恐懼。教師從容地告訴學(xué)生：“沒有危險，請繼續(xù)觀察思考?！睂?shí)驗(yàn)結(jié)束后，交流討論實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，學(xué)生可高興地得出結(jié)論：（1）SO2易溶于水，直接用導(dǎo)氣管插入水溶液中，會發(fā)生倒吸，所以SO2尾氣處理時要注意防止倒吸;（2）為防止繼續(xù)倒吸，實(shí)驗(yàn)時在發(fā)生裝置與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的儀器中間連接了一個短進(jìn)長出的廣口瓶，稱作安全瓶;（3）實(shí)驗(yàn)操作時應(yīng)注意預(yù)見實(shí)驗(yàn)的危險性并加以防范。

4 ? 利用改進(jìn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，設(shè)置認(rèn)知沖突

教師著力抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)與環(huán)保的關(guān)聯(lián)，誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引發(fā)思考，可以幫助學(xué)生深刻地理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，掌握知識的運(yùn)用。例如課本實(shí)驗(yàn)電解飽和食鹽水中，要檢驗(yàn)、吸收氯氣，而氯氣是一種有毒氣體，要求學(xué)生分組、設(shè)計(jì)改進(jìn)裝置，要求有效防止環(huán)境污染，符合綠色化學(xué)的設(shè)計(jì)理念。學(xué)生經(jīng)過查閱資料、討論交流，有一組學(xué)生設(shè)計(jì)出如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置。這套裝置優(yōu)點(diǎn)是： （1）將U形管改用燒杯做電解容器，可大大縮短兩極間的距離，提高電解速率，使實(shí)驗(yàn)在較短時間內(nèi)就能產(chǎn)生明顯現(xiàn)象;（2）氯氣的產(chǎn)生、檢驗(yàn)和吸收都在干燥管這個密閉系統(tǒng)中完成，干燥管內(nèi)入口處付著濕潤的淀粉碘化鉀試紙，球中填滿蘸有氫氧化鈉溶液的脫脂棉，可有效防止環(huán)境污染;（3）燒杯上面用透明塑料板固定裝置;（4）改進(jìn)后的裝置成本低、污染少，操作簡便、現(xiàn)象明顯?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新目的是讓學(xué)生新、舊知識應(yīng)用產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而使學(xué)生的探究精神得到發(fā)展，也就有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過程中，如果單一重復(fù)課本上的內(nèi)容，目的指向過分明確，學(xué)生的思維太過平直，結(jié)果來的太簡單，會降低他們的思維活躍程度，留給其思考的空間不大;但如能充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，結(jié)合學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)，通過創(chuàng)造多種情境，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，充分調(diào)動學(xué)生的好奇心和探究欲望，使其思維活動處最佳狀態(tài)，就能夠充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教育功能?；诖?，學(xué)生以積極的心態(tài)投入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動中，通過實(shí)驗(yàn)過程情景體驗(yàn)，產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的好奇心，形成探究源動力，更能夠提升自身創(chuàng)新思維能力、實(shí)踐能力，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為“提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”的重要途徑之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮燕.淺析怎樣優(yōu)化初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].軟件：教育現(xiàn)代化（電子版），2014（16）.

[2]華利平.淺談實(shí)驗(yàn)功能開發(fā)的視角[J].化學(xué)教與學(xué)，2011（9）.

[3]來玲玲，胡志剛.基于建構(gòu)主義的認(rèn)知沖突策略在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用[J].化學(xué)教與學(xué)，2012（8）.

[4]武秀輝.如何提高化學(xué)探究教學(xué)的實(shí)效性[J].中學(xué)教學(xué)參考，2011（11）.

[5]劉武通.使數(shù)學(xué)探究性教學(xué)富有生命[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究（教研版）， 2010（18）.