王云生
關(guān)鍵詞:化學(xué)必修課程;教科書(shū)編寫(xiě)特色;實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
中學(xué)化學(xué)課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)包括兩個(gè)方面。一是化學(xué)科學(xué)研究必備的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法和操作技能的教與學(xué);二是在化學(xué)課程實(shí)施過(guò)程運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段輔助教學(xué),幫助學(xué)生理解、掌握有關(guān)物質(zhì)組成、性質(zhì)、變化和制備(合成)的知識(shí)。前者是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué),后者是運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué)。這兩方面的內(nèi)容,都是高中化學(xué)課程不可或缺的組成部分,也是化學(xué)課程的特色。分析、研究教科書(shū)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的編寫(xiě),可以促進(jìn)化學(xué)教科書(shū)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容編寫(xiě)質(zhì)量的提高,引導(dǎo)教師理解教科書(shū)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的編寫(xiě)意圖;幫助一線(xiàn)教師通過(guò)教科書(shū)的解讀更深刻領(lǐng)會(huì)課程標(biāo)準(zhǔn)的精神和教學(xué)要求,在教學(xué)中落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。
普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)對(duì)兩類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都提出了明確要求。必修課程主題1“化學(xué)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)探究”內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)提出了非常全面的要求。例如,“認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化的基本方法,是科學(xué)探究的一種重要途徑。初步學(xué)會(huì)物質(zhì)檢驗(yàn)、分離、提純和溶液配制等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。學(xué)習(xí)研究物質(zhì)性質(zhì),探究反應(yīng)規(guī)律,進(jìn)行物質(zhì)分離、檢驗(yàn)和制備等不同類(lèi)型化學(xué)實(shí)驗(yàn)及探究活動(dòng)的核心思路與基本方法”“樹(shù)立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)”“形成良好的實(shí)驗(yàn)工作習(xí)慣”“養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度,增強(qiáng)合作探究意識(shí),形成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的精神”。課程標(biāo)準(zhǔn)在“實(shí)施建議”部分的教材編寫(xiě)及教學(xué)建議中,對(duì)運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué)也提出了具體要求。如“引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)”“精心選擇與設(shè)計(jì)課標(biāo)規(guī)定的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”“讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)科學(xué)方法,認(rèn)識(shí)科學(xué)探究過(guò)程,體會(huì)、認(rèn)識(shí)技術(shù)手段的創(chuàng)新對(duì)化學(xué)科學(xué)的重要價(jià)值,形成嚴(yán)謹(jǐn)、勇于實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度,發(fā)展實(shí)踐能力”“重視通過(guò)典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律”“利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)史實(shí)引導(dǎo)學(xué)生了解化學(xué)概念、化學(xué)原理的形成和發(fā)展,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)科學(xué)發(fā)展中的重要作用”“引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)和技能,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作,分析和解決與化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題”等。
蘇教版普通高中化學(xué)必修課程教科書(shū)(2019年版)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的編寫(xiě)方面,較好地落實(shí)了課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求,體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教育上的功能與作用,具有一定的特色。
教科書(shū)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技能和方法的學(xué)習(xí)要求,同時(shí)也延續(xù)了傳統(tǒng)教科書(shū)的特色,注意引導(dǎo)、幫助學(xué)生運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)必備知識(shí)。
依據(jù)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)必修課程主題1“化學(xué)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)探究”規(guī)定的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),教科書(shū)上冊(cè)專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)了“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”教學(xué)單元,結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)實(shí)例,指導(dǎo)教師組織學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和基本技能,認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能,了解如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、認(rèn)識(shí)問(wèn)題、探尋規(guī)律、解決問(wèn)題,提高以實(shí)驗(yàn)為主要手段的科學(xué)探究能力。把化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),從實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的教學(xué)提高到化學(xué)思想觀念培養(yǎng)、化學(xué)科學(xué)方法學(xué)習(xí)的層面上。
例如,“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”一節(jié),先讓學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)的二氧化碳性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行下列三項(xiàng)有關(guān)金屬鋁的實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)記錄現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究物質(zhì)性質(zhì)和變化的重要手段:(1)觀察比較鋁片在打磨前后的光澤;(2)用坩堝鉗夾持一片未打磨的薄鋁片,在酒精燈火焰上加熱,觀察鋁片表面呈灰白色時(shí),輕晃動(dòng)鋁片,可以發(fā)現(xiàn)鋁片內(nèi)有熔化的物質(zhì)被一層膜包裹著不會(huì)熔融下滴;(3)觀察一小片打磨過(guò)的鋁片與鹽酸、氫氧化鈉溶液作用發(fā)生的現(xiàn)象。又如,為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)控制變量實(shí)驗(yàn)研究方法在探究物質(zhì)變化規(guī)律方面的作用,讓學(xué)生先對(duì)比不同濃度的過(guò)氧化氫溶液(用二氧化錳作催化劑)在相同溫度條件下,放出氣體的快慢;再對(duì)比在不同溫度下相同濃度的過(guò)氧化氫溶液(用二氧化錳作催化劑)放出氣體的快慢。了解濃度、溫度對(duì)過(guò)氧化氫溶液分解快慢的影響。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)后,用簡(jiǎn)明的文字做歸納,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)“為深入探究某個(gè)化學(xué)問(wèn)題,化學(xué)研究人員往往會(huì)依據(jù)一定的化學(xué)原理作出假設(shè),并設(shè)計(jì)一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案,控制某些因素,選擇適宜的條件、試劑和儀器,用待研究物質(zhì)的樣品和反應(yīng)試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察、記錄化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù),整理分析有關(guān)資料,基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)作出推理判斷,獲得結(jié)論,以檢驗(yàn)所作的假設(shè)或解釋是否合理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)和變化,揭示物質(zhì)變化的本質(zhì)和規(guī)律”。
在“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”教學(xué)單元中還指出,認(rèn)識(shí)、掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法是學(xué)習(xí)研究化學(xué)的重要基礎(chǔ)。分別介紹了研究物質(zhì)性質(zhì)、變化、合成中所需要的最基本的物質(zhì)分離、提純、檢驗(yàn)的常用實(shí)驗(yàn)方法,幫助學(xué)生體會(huì)物質(zhì)分離、檢驗(yàn)的基本原則。在該教學(xué)單元中,強(qiáng)調(diào)“良好的安全防護(hù)意識(shí)和必要的實(shí)驗(yàn)安全措施是進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提”,運(yùn)用化學(xué)品安全標(biāo)識(shí)等資料幫助學(xué)生了解化學(xué)品使用等實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)與基本規(guī)范,樹(shù)立實(shí)驗(yàn)安全意識(shí),遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。
教科書(shū)十分注重結(jié)合必修課程的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)能力。例如,學(xué)習(xí)亞鐵鹽、鐵鹽的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化知識(shí),讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)eSO。溶液與NaOH溶液混合、振蕩,沒(méi)有得到預(yù)期的白色氫氧化亞鐵沉淀,卻生成了鐵鹽和氫氧化鈉溶液作用所產(chǎn)生的紅褐色的氫氧化鐵沉淀。而后,引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)亞鐵鹽的性質(zhì)特點(diǎn)分析、推想問(wèn)題出現(xiàn)的原因:是所用的亞鐵鹽溶液中含有鐵鹽,還是由于溶解于溶液中的氧氣把亞鐵化合物氧化為三價(jià)鐵的化合物?并要求學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究檢驗(yàn)所作的推測(cè),得出結(jié)論,認(rèn)識(shí)控制反應(yīng)條件的重要性。又如,在學(xué)習(xí)苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)時(shí),要求學(xué)生從苯的分子組成特點(diǎn)(分子中氫原子百分?jǐn)?shù)小于烷烴),猜測(cè)苯分子中是否含有碳碳雙鍵或碳碳叁鍵,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)自己的猜測(cè)。若條件允許,還可以讓學(xué)生嘗試依照碳原子成鍵特點(diǎn)和苯的分子組成搭建苯的分子結(jié)構(gòu)模型。
教科書(shū)密切結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)編寫(xiě)了豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。有的實(shí)驗(yàn)教師演示或組織指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行隨堂實(shí)驗(yàn),有的實(shí)驗(yàn)可用于創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,有的實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生獲得物質(zhì)性質(zhì)、變化的事實(shí),分析、歸納以認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律。例如,讓學(xué)生觀察氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的模擬實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)電解飽和食鹽可以得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液。通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氯氣溶于水得到的氯水顯酸性、存在Cl離子、具有漂白作用等,以此推斷,溶解在水中的部分氯氣能與水反應(yīng),生成鹽酸和有漂白作用的次氯酸,反應(yīng)不能進(jìn)行到底:C12+H70=HCI+HCIO。又如,運(yùn)用鋁熱反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)金屬鋁的還原性、了解鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)。組織學(xué)生進(jìn)行濃硫酸與膽礬、蔗糖、銅片(加熱)的反應(yīng),觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,通過(guò)推理論證,認(rèn)識(shí)濃硫酸的吸水性、脫水性與強(qiáng)氧化性。
教科書(shū)還十分注意引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn),基于物質(zhì)變化的事實(shí),建構(gòu)認(rèn)知模型、理解掌握化學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)方法。在元素周期律、周期表教學(xué)過(guò)程中,指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用11~17號(hào)元素及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),氯、溴、碘的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),觀察鈉、鎂、鋁三種金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)的劇烈程度,探究鈉、鎂、鋁金屬性強(qiáng)弱,比較氯、溴、碘元素單質(zhì)的氧化性、陰離子的還原性,認(rèn)識(shí)同周期同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。化學(xué)反應(yīng)限度概念的教學(xué),先讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)從少量FeCI溶液與過(guò)量KI溶液充分反應(yīng)后,溶液中仍然能檢測(cè)到Fe3+,認(rèn)識(shí)該反應(yīng)有一定的限度。
教科書(shū)中還編寫(xiě)了不少緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的化學(xué)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)、掌握實(shí)驗(yàn)探究的基本過(guò)程:動(dòng)手實(shí)驗(yàn),觀察與思考——發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題——分析、歸納、推理、論證得出結(jié)論,建構(gòu)概念,獲得規(guī)律性認(rèn)識(shí)——運(yùn)用概念和規(guī)律性知識(shí)分析解釋?zhuān)ɑ蚪鉀Q)有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題,學(xué)以致用。
教科書(shū)強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),還表現(xiàn)在結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),運(yùn)用“學(xué)科提煉…‘科學(xué)史話(huà)…‘交流討論”“學(xué)以致用”等欄目,揭示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的化學(xué)思想、觀念,提升學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科特征的認(rèn)識(shí),對(duì)化學(xué)方法功能、價(jià)值的認(rèn)識(shí)。
例如,在學(xué)習(xí)常見(jiàn)的物質(zhì)分離提純的實(shí)驗(yàn)方法之后,利用“學(xué)科提煉”欄目,揭示物質(zhì)分離提純的思想方法:“混合物的各個(gè)組分往往有不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。可依據(jù)混合物中各組分性質(zhì)的差異,選擇適當(dāng)?shù)姆椒右苑蛛x。溶解、過(guò)濾、結(jié)晶、萃取、分液、蒸餾等就是利用各組分物理性質(zhì)的差異進(jìn)行的分離。利用不純物質(zhì)中主要成分和所含雜質(zhì)在性質(zhì)上的差異,也可以選擇適當(dāng)?shù)姆椒?,將雜質(zhì)除去或分離出來(lái),以達(dá)到提純的目的”。
在學(xué)習(xí)幾種常見(jiàn)離子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法后,通過(guò)“學(xué)科提煉”欄目,揭示物質(zhì)檢驗(yàn)的思想方法:“人們常依據(jù)某物質(zhì)參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的特殊現(xiàn)象及某些物理特征進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)。例如,根據(jù)NH4與堿溶液在加熱時(shí)反應(yīng)生成有刺激性氣味的氣體,SO與稀鹽酸、氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色沉淀加以檢驗(yàn)。焰色反應(yīng)、儀器分析等檢驗(yàn)手段就是依據(jù)物質(zhì)的物理特征,參照某些標(biāo)準(zhǔn),靈敏而精準(zhǔn)地檢測(cè)出特定的原子或原子團(tuán)”。
在講解電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中,運(yùn)用“化學(xué)史話(huà)”欄目,介紹化學(xué)家戴維對(duì)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索。介紹戴維在總結(jié)前人實(shí)驗(yàn)探索的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)艱苦的探索,先后運(yùn)用電解方法發(fā)現(xiàn)并制得鉀、鈉等9種金屬、非金屬元素。用化學(xué)家的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探索實(shí)例幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)研究需要實(shí)驗(yàn)的探索,要有堅(jiān)韌不拔的毅力和事實(shí)求是的科學(xué)精神。
在化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)習(xí)中,用“學(xué)以致用”欄目,介紹為了研究石灰石和鹽酸反應(yīng)的速率,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)生成的C02氣體體積隨反應(yīng)時(shí)間變化的數(shù)據(jù),繪制出函數(shù)圖像,分析研究其中隱含的規(guī)律性認(rèn)識(shí)反應(yīng)速率的變化及其原因。以此幫助學(xué)生了解運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定、分析,可以定量地研究化學(xué)反應(yīng)。
蘇教版教科書(shū)把課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的9個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)列為“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”,嵌入各個(gè)學(xué)習(xí)主題的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容中。教科書(shū)沒(méi)有按照傳統(tǒng)教材編寫(xiě)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的模式把學(xué)生實(shí)驗(yàn)放在全書(shū)末尾或全章的最后,也沒(méi)有在每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容指導(dǎo)中依次羅列“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹薄皩?shí)驗(yàn)用品”“實(shí)驗(yàn)步驟(或?qū)嶒?yàn)方案和實(shí)施)”“問(wèn)題和討論(或思考)”,讓學(xué)生按部就班了解實(shí)驗(yàn)方案,按規(guī)定步驟完成實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做思考和討論。教科書(shū)依據(jù)各個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)所承載的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)要求,以“觀察思考”或“實(shí)驗(yàn)探究”作為實(shí)驗(yàn)的主旋律,簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的編寫(xiě)。有的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、?shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn)給出實(shí)驗(yàn)方案(包括使用的試劑、儀器、裝置,實(shí)驗(yàn)條件、方法、步驟),提出實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問(wèn)題,指導(dǎo)教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容組織學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)、得到結(jié)論,達(dá)到理解掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的目的。有的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,提出實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問(wèn)題,要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)基本技能,動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際化學(xué)問(wèn)題。
例如,把必做實(shí)驗(yàn)“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”和“物質(zhì)的量濃度”的教學(xué)融為一體,在有關(guān)概念和容量瓶使用的講解后,以“如何準(zhǔn)確控制溶液的最終體積”作為學(xué)習(xí)溶液配制操作的關(guān)鍵,指導(dǎo)學(xué)生按溶液配制的步驟和操作圖示,正確使用容量瓶進(jìn)行配制實(shí)驗(yàn)。在稱(chēng)量溶質(zhì)環(huán)節(jié)中,指出“為保證實(shí)驗(yàn)精度,在稱(chēng)量固體時(shí),應(yīng)使用分析天平或電子天平稱(chēng)量Na2CO3固體。若條件限制,可用托盤(pán)天平代替進(jìn)行練習(xí)”,讓學(xué)生明白一定物質(zhì)的量濃度的溶液的配制,要從溶質(zhì)稱(chēng)量和溶液體積準(zhǔn)確控制兩個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)保證所配制溶液濃度的精確度。又如,對(duì)于“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的必做實(shí)驗(yàn),教科書(shū)提出了具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù):“粗鹽中含有可溶性雜質(zhì)( CaCl2、MgC12、Na2S04),請(qǐng)選擇合適的儀器和試劑,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟,完成粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”。要求學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法、基本技能,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,依照實(shí)驗(yàn)步驟,將要除去的雜質(zhì)、應(yīng)使用的試劑、所發(fā)生的離子方程式、實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次填寫(xiě)在表格中,并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過(guò)程中思考、解決提純實(shí)驗(yàn)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:“按一定順序加入試劑除去雜質(zhì)后,是否會(huì)引入新的雜質(zhì)?如果有,應(yīng)如何除去?”再如,“搭建球棍模型認(rèn)識(shí)有機(jī)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),提示學(xué)生“用不同顏色的小球代表碳、氫原子,用塑料棒代表原子間形成的共價(jià)鍵,依據(jù)碳、氫原子形成共價(jià)鍵的特征,制作分子式為C4HIO的有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)模型”。要求學(xué)生思考并通過(guò)模型搭建回答“你可以制作出幾種不同的分子結(jié)構(gòu)模型?”這樣的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),能有效地幫助學(xué)生通過(guò)分子結(jié)構(gòu)模型搭建的嘗試,體會(huì)烴分子中“碳、氫原子形成共價(jià)鍵的特征”,認(rèn)識(shí)決定烴分子結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素,有利于提高學(xué)生的空間想象能力。
有的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析中獲得感性認(rèn)識(shí),并基于證據(jù)進(jìn)行推理、論證,以驗(yàn)證或發(fā)現(xiàn)物質(zhì)變化的規(guī)律。對(duì)這類(lèi)實(shí)驗(yàn),教科書(shū)把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的關(guān)鍵點(diǎn)放在現(xiàn)象的觀察、描述,依據(jù)實(shí)驗(yàn)作推理論證上,幫助學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法的價(jià)值。例如,“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”實(shí)驗(yàn),在學(xué)生缺乏必要的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的情況下,教科書(shū)沒(méi)有讓學(xué)生憑空猜想有哪些因素會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率,也沒(méi)有讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教科書(shū)給出了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,讓學(xué)生先后進(jìn)行5項(xiàng)實(shí)驗(yàn),依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析、推理影響H2O2分解反應(yīng)速率的因素,認(rèn)識(shí)反應(yīng)物的物理狀態(tài)對(duì)反應(yīng)速率的影響。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)后,幫助學(xué)生總結(jié)催化劑(Mn02或FeCI3溶液)、溫度、雙氧水濃度,反應(yīng)物接觸面大小對(duì)反應(yīng)速率的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)控制變量研究方法。體會(huì)“多因素問(wèn)題的研究往往需要將其進(jìn)行分解,每次只改變其中一個(gè)因素,而控制其余幾個(gè)因素不變,研究被改變的因素對(duì)事物發(fā)展的影響,化繁為簡(jiǎn),通過(guò)綜合分析得出結(jié)論”。
蘇教版對(duì)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)所編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),不僅簡(jiǎn)化、改變了傳統(tǒng)寫(xiě)法,也沒(méi)有強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求。這是否會(huì)削弱學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)所要達(dá)到的效果?從不同的視角做分析討論,可以得到不同的結(jié)論。如果一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng),不要求綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法來(lái)解決一個(gè)具體化學(xué)問(wèn)題(如制備合成實(shí)驗(yàn)、分析測(cè)定某種物質(zhì)的成分、分析提純多組分混合物等等),只是作為實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,或者只是通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和變化,是否一定要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)模式為樣本來(lái)編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)?是否可以如蘇教版教科書(shū)這樣,把它整合、融入相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容中?對(duì)此,可以作更深入的討論。
我國(guó)傳統(tǒng)的高中化學(xué)課程在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇和編寫(xiě)上,偏重于運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段、方法輔助化學(xué)教學(xué),也積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。在這方面,教科書(shū)的編寫(xiě)、教師的教學(xué)能力相對(duì)較高。而在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)思想觀念的啟迪、以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主要手段的探究能力的培養(yǎng)上,教科書(shū)的編寫(xiě)、教師的教學(xué)能力相對(duì)處于較低水平。習(xí)慣上仍然把實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容局限于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的學(xué)習(xí)上。2019年版蘇教版高中化學(xué)必修課程教科書(shū)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的編寫(xiě)上有了突破和提高,有助于提高全體高中學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),也為學(xué)習(xí)選擇性必修課程的學(xué)生打下了較好的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。但是,如何依據(jù)必修化學(xué)課程、選擇性必修化學(xué)課程的銜接與進(jìn)階,整體設(shè)計(jì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與要求,進(jìn)一步提高教科書(shū)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編寫(xiě)水平,還需要更多的研究。