創(chuàng)設真實問題情境, 培養(yǎng)化學實驗能力

摘 要: 化學是一門以實驗為基礎的自然科學，將化學實驗教學還原到實驗產生和發(fā)展的真實問題情境中，能夠更好地體現(xiàn)化學學以致用的特性，能夠更好地培養(yǎng)學生的實驗操作技能與實驗創(chuàng)新能力。

關鍵詞: 中學化學實驗教學 真實問題情境 化學實驗能力 學以致用

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，以實驗為基礎是化學教學的基本特征。化學實驗是理論知識到實踐運用的橋梁，解決現(xiàn)實問題是化學實驗產生和發(fā)展的原因，同樣也是化學實驗的根本目的[1]。在中學化學實驗教學中，教師往往將化學實驗能力看作通過練習順應即可習得的動作技能，忽略了化學實驗解決現(xiàn)實問題的本質屬性。學生在進行化學實驗學習的過程中，往往會產生理論知識和實踐脫節(jié)、學無法致用的困惑。

一、在實驗教學中創(chuàng)設真實問題情境的教育理論基礎

建構主義理論認為，知識是具有情景性的，知識無法脫離真實的問題情境而抽象出來，概括化的知識只有在真實問題情境的運用中才有意義和價值。[2]著名教育家杜威“教育即生活”的理論也從某一側面說明了這一問題。從維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論我們同樣能夠得到啟示，最好的教學效果產生于最近發(fā)展區(qū)。實驗教學過程中在學生習得基本實驗原理、基本實驗操作技能之后，以真實問題情境為依托創(chuàng)設最近發(fā)展區(qū)，使實驗教學從單純的練習順應升華到提高學生創(chuàng)造力，以及問題解決能力的高度。

實驗教學的目的在于提高學生的實驗能力，化學實驗能力包括最基本的兩個屬性，一是實驗操作層面的動作技能屬性，任何化學實驗都是基本實驗操作在遵循一定實驗目的、實驗原理下的邏輯性整合，脫離了化學實驗的動作技能屬性，任何化學實驗都將無法進行。二是化學實驗解決現(xiàn)實問題的創(chuàng)新屬性，教育的目的不僅在于繼承，而且在于創(chuàng)新，通過學習前人的實驗知識進而解決現(xiàn)實世界的真實問題。學生實驗創(chuàng)新能力需要真實問題情境的孕育、培養(yǎng)和檢驗。

二、創(chuàng)設真實問題情境在化學實驗教學中的優(yōu)勢

1.統(tǒng)領和整合化學實驗操作技能，使實驗操作技能的學習具有方向性。

實驗操作技能作為動作技能需要經(jīng)過操作定向、操作模仿、操作熟練三個階段，化學實驗操作技能種類繁多，傳統(tǒng)中學化學實驗教學往往將不同的化學操作技能割裂開來，造成化學實驗操作技能過多而且無法整合的困惑。例如試管的使用、膠頭滴管的使用、酒精燈的使用、容量瓶的使用、過濾操作、引流操作等。具體實驗操作技能之間沒有邏輯聯(lián)系，加大了學生掌握基本實驗操作技能的困難。創(chuàng)設真實問題情境，能夠整合和統(tǒng)領整個化學實驗操作技能的學習，讓割裂開來的實驗操作技能在真實問題的指引下有目的、邏輯性進行，使得實驗操作技能的學習具有方向性。例如:置身于探究未知純度固體氫氧化鈉或者探究果汁中維生素C含量的問題情境時，學生將進行主動的思考，采用中和滴定的方式來測定其純度，在真實問題的導向下，學生能夠合乎邏輯地運用容量瓶的使用技能，以及引流和滴定操作等基本實驗操作技能，在真實問題的驅動下，完成化學實驗操作技能的整合。

2.實驗學習由被動模仿到主動創(chuàng)造的轉變，有利于培養(yǎng)學生實驗創(chuàng)新能力。

教師創(chuàng)設真實問題情境，激發(fā)學生求知欲，“不憤不啟，不悱不發(fā)”，在學生激起疑問，渴望探究真理的心理狀態(tài)下進行化學實驗學習，學生學習將從單純的被動模仿向主動探究轉變。當學生置身于真實問題情境中，會主動搜尋化學理論知識網(wǎng)絡，以及相適應的實驗操作技能，將二者進行整合以完成解決真實問題的目的。例如當學生明晰甲醛對室內空氣的危害后，會產生測量室內空氣甲醛含量的內驅力，在這樣一個真實的問題情境中，學生會聯(lián)想到甲醛最重要性質——還原性，以甲醛還原性為基礎探索測量方法、測量工具的改進，從而完成微型實驗儀器和實驗方法的創(chuàng)新。在解決真實問題的過程中，學生的主體性會得到發(fā)揮，學生的實驗創(chuàng)新能力由于真實問題的解決會得到鍛煉和提升。

3.解決現(xiàn)實問題的成就感促進學生主動進行化學實驗學習。

創(chuàng)設真實問題情境下的實驗教學，是一種有難度、有挑戰(zhàn)性、符合最近發(fā)展區(qū)理論的教學理念。在這樣情境下的學習，解決問題后的成就感和喜悅感是化學實驗學習最好的內在驅動力。為了追求實驗成功，追求現(xiàn)實問題的解決，追求化學實驗中的自我實現(xiàn)，學生實驗學習的主動性會得到提升，學生實驗學習的情感和態(tài)度也會更加積極和自信，從而形成化學實驗學習心理角度的良性循環(huán)。

4.產生“學以致用”的成效感，解決學生化學學習的心理疑惑。

創(chuàng)設真實問題情境下的實驗教學，不僅能夠培養(yǎng)學生實驗能力，而且可以傳遞給學生化學“學以致用”的理念，例如鋼鐵的防銹、硬水的軟化、食品的防腐、滅火器的制備等。傳統(tǒng)中學化學教學重視理論知識學習，往往將理論知識抽離出真實的生活情境進行教學，導致學生產生化學理論知識無法聯(lián)系實際生活的困惑。當學生置身于真實問題情境中進行實驗教學，能夠培養(yǎng)化學“學以致用”的課程理念，進而提高學習化學理論知識的興趣，提升學習化學學科的情感和動機，形成化學實驗學習到化學理論知識學習的有效正遷移，最終提升化學學科的學習效率。

5.突破學科局限，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)。

真實的問題情境來源于真實的生活，真實的生活場景往往不能夠按照學科體系進行嚴格劃分，其融合了物理、化學、生物、地理乃至人文學科等一系列學科知識。這種情境下的化學實驗教學，不僅能夠鍛煉學生的化學實驗能力，而且能夠培養(yǎng)學生相關學科的學科素養(yǎng)進而提高學生的科學素養(yǎng)與問題解決能力。我參考了英國的中學化學教材，其化學教材和現(xiàn)實生活聯(lián)系非常緊密，將化學知識、化學實驗置身于生活中真實問題情境進行教學，沒有拘泥于化學學科知識體系。例如由氧化還原反應中拓展開來的鋼鐵防銹知識章節(jié)，不僅僅探討了化學氧化還原理論實驗的內容，同時也穿插了電學等的物理學知識，乃至于如何通過化學不同防銹方法節(jié)約經(jīng)費、生產成本等經(jīng)濟學內容。真實的問題情境，打破了傳統(tǒng)嚴格的學科分類體系，這樣的化學實驗教學能夠培養(yǎng)學生運用各學科知識綜合解決現(xiàn)實問題的能力，提高學生的科學素養(yǎng)。

6.理論聯(lián)系實踐，培養(yǎng)學生辯證唯物主義觀。

學生置身于真實問題情境中的實驗教學，能夠明白發(fā)現(xiàn)問題—進行實驗—形成理論的一般規(guī)律，明白理論來源于實踐而高于實踐的唯物主義觀，同時通過實驗能感受到理論指導實踐，已有理論—指導實驗—解決問題—反思和改進理論的模式，理解實踐是檢驗理論、改進理論的唯一標準。通過創(chuàng)設真實問題情境的實驗教學，學生能潛移默化地形成理論與實踐辯證統(tǒng)一的唯物主義世界觀。

綜上所述，在化學實驗教學中創(chuàng)設真實的問題情境，對學生化學實驗能力提高能夠產生積極的促進作用，在真實問題情境中培養(yǎng)和發(fā)展學生化學實驗能力，習得的實驗能力帶有更加濃郁的創(chuàng)新屬性，能夠更好地解決現(xiàn)實世界的真實問題。學以致用，化學實驗能力會在真實問題情境的實踐中得到完善與升華。

參考文獻:

[1]文慶城.化學實驗教學研究.北京:科學出版社，2003:7-8.

[2]陳琦.當代教育心理學.北京:北京師范大學出版社，2002:144-145.