充分展示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究魅力

　　摘 要： 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程缺少探究性的問題引起了人們對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)價(jià)值的懷疑。然而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為一種重要的實(shí)驗(yàn)形式，無論在科學(xué)研究中還是科學(xué)教育中都是不可缺少的，其作用也是任何其他類型的實(shí)驗(yàn)所無法替代的。本文旨在挖掘驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究魅力。
　　關(guān)鍵詞： 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 教學(xué)現(xiàn)狀 創(chuàng)設(shè)探究情境
　　
　　課程專家葉瀾說：“把課堂還給學(xué)生，讓課堂充滿生命的活力；把創(chuàng)造還給教師，讓教育成為充滿智慧的事業(yè)?！比吮局髁x心理學(xué)家羅杰斯認(rèn)為，一個(gè)人必須心理自由才能成為真正的自己，才可以完全自由思想和感覺，才能使創(chuàng)設(shè)探究情境創(chuàng)造力得以發(fā)展。所以在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，教師要淡化駕馭意識(shí)，將功能體現(xiàn)在創(chuàng)造條件、恰當(dāng)引導(dǎo)上。將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，善于激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，保證學(xué)生有自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。如此則思維處于同頻共振狀態(tài)的學(xué)生，就可以想平時(shí)所不能想，說平時(shí)所不能說，做平時(shí)所不能做，創(chuàng)平時(shí)所不能創(chuàng)，才能充分展示出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究魅力。
　　一、對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的正確認(rèn)識(shí)，客觀對待驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
　　化學(xué)學(xué)科的重要特征是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對全面落實(shí)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，化學(xué)實(shí)驗(yàn)有著非常重要的作用。第七屆國際化學(xué)教育會(huì)議的課程專家討論會(huì)指出，各種課程改革中涌現(xiàn)的最恒定的趨向是“走向?qū)嶒?yàn)”，“我聽見而我忘記，我看見而我記得，我親手做而我理解”的格言經(jīng)常被用來說明實(shí)驗(yàn)的重要性。雖然現(xiàn)行的化學(xué)教材已經(jīng)考慮了探究性實(shí)驗(yàn)，但仍有不少實(shí)驗(yàn)偏向于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，做實(shí)驗(yàn)照方抓藥。如何在化學(xué)課堂中實(shí)施新課標(biāo)理念，是目前困擾廣大教師的問題。
　　從理論上講，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中都有各自的作用，不存在誰代替誰的問題。若一味地因?yàn)轵?yàn)證性實(shí)驗(yàn)“結(jié)論”在前，“實(shí)驗(yàn)”在后，過于強(qiáng)調(diào)它對結(jié)論的驗(yàn)證，而不去體會(huì)過程中學(xué)生的感受，就加以“排斥”的話，那就曲解了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的功能。至于“告知了學(xué)生詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟”、“學(xué)生已預(yù)見了結(jié)論”等問題，這并不在于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)本身，而是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施中人為因素所造成的。這也是我們在做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時(shí)所要極力避免的。
　　二、對改進(jìn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考，強(qiáng)化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的功能
　　教育工作者對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)有諸多不滿，原因既是對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的價(jià)值缺少應(yīng)有的認(rèn)識(shí)，更是對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏應(yīng)有的重視，同時(shí)還含有對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)存一定的偏見。殊不知，“科學(xué)的本質(zhì)是通過觀察驗(yàn)證獲得的”，科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)運(yùn)用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)證意識(shí)。如何加強(qiáng)和改進(jìn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？
　　1.蘊(yùn)涵探索性。驗(yàn)證性與探索性本來就是密切聯(lián)系的，探索的過程離不開驗(yàn)證，驗(yàn)證的過程也充滿了探索。其實(shí)，實(shí)驗(yàn)過程是否具有探索性，并不簡單地取決于實(shí)驗(yàn)的類型，現(xiàn)實(shí)教學(xué)中探索性實(shí)驗(yàn)缺少探索性的情況也并不鮮見。因而，我們所面臨的主要問題不應(yīng)是“如何改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)”，而是“怎樣使驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)更多地蘊(yùn)涵探索性”。探索是學(xué)生能動(dòng)地求索未知的過程，甕中捉鱉不具有探索性，輕車熟路也缺少探索性，一覽無遺更談不上有探索性。只有那些過程與結(jié)果都具有一定未知性、不確定性及適當(dāng)?shù)囊呻y性的驗(yàn)證過程才有可能蘊(yùn)涵探索性。因此教育工作者要有效地把學(xué)生引入“問題情境”之中，進(jìn)而引797899b38d856c3ce870b8aec264d6a2導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行積極主動(dòng)的探索。
　　2.貫穿開放性。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，要努力將開放性貫穿實(shí)驗(yàn)過程的始終，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與安排應(yīng)著眼于為學(xué)生營造可以自由馳騁的空間，便于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠自由充分地展開想象的翅膀，進(jìn)而有效地實(shí)現(xiàn)對各種“陳規(guī)”及“俗套”的超越和突破。在實(shí)驗(yàn)過程中對學(xué)生要多一些信任，少一點(diǎn)擔(dān)心；多一些“放任”，少一點(diǎn)限制；多一些求異，少一點(diǎn)趨同。在實(shí)驗(yàn)中要給學(xué)生充分的自由度，以促進(jìn)學(xué)生主觀能動(dòng)性的充分發(fā)揮。要讓學(xué)生舍棄以往用于“抓藥”的“藥方”和“索驥”的“地圖”，提倡學(xué)生不帶實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)而支持和鼓勵(lì)學(xué)生圍繞“實(shí)驗(yàn)課題”選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)器材、操作方法，以及分析論證與評價(jià)方法。
　　3.融入設(shè)計(jì)性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)無論是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探索性實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一重要環(huán)節(jié)都缺乏應(yīng)有的重視，在大力倡導(dǎo)科學(xué)探究的今天，既然實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)已成為探索性實(shí)驗(yàn)的基本組成部分，那理所當(dāng)然地也應(yīng)將其融入驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的步驟之中。而且從操作層面看，與探索性實(shí)驗(yàn)相比，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)則更為容易、可行，因而這不應(yīng)當(dāng)成問題。但是在對一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的內(nèi)容應(yīng)有別于在得出經(jīng)驗(yàn)規(guī)律時(shí)已考察、研究過的情況，進(jìn)一步地說應(yīng)超出得出經(jīng)驗(yàn)規(guī)律時(shí)所依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的范圍和實(shí)驗(yàn)條件。這既是出于對提高驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所提供的證據(jù)價(jià)值的考慮，同時(shí)又有助于增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探索性。
　　4.滲透假設(shè)性。教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的來源一般有兩條途徑：其一是根據(jù)學(xué)生在生活經(jīng)歷或探索性實(shí)驗(yàn)中所獲取的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行歸納概括得出；其二是利用已知的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行理論演繹得出。無論從何種途徑得出的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律在未經(jīng)證實(shí)之前，都只能將其作為尚待進(jìn)一步驗(yàn)證的科學(xué)假說來對待，唯有如此，才有進(jìn)一步驗(yàn)證的必要。未能將待驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律明確作為科學(xué)假說對待，這確實(shí)是傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一根“軟肋”。而且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的安排往往是在教學(xué)中所得出的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律已被視為一條普遍正確的科學(xué)定律的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，學(xué)生已用此進(jìn)行解題，教科書上也會(huì)用理論規(guī)律對此加以解釋論證，有時(shí)甚至還指出這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律已被大量實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，從而使得學(xué)生在未做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)之前就已經(jīng)不知不覺、有意無意地把該經(jīng)驗(yàn)規(guī)律當(dāng)成了一條毋庸置疑的科學(xué)定律了。當(dāng)然在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)他們便不是感到必需而是感到可有可無了。對一件不是發(fā)自內(nèi)心需要的事他們怎么還會(huì)去積極主動(dòng)地探索呢？為此，我們需要借鑒探索性實(shí)驗(yàn)的做法，在實(shí)驗(yàn)過程中滲透假設(shè)性，讓學(xué)生能在未做實(shí)驗(yàn)之前將經(jīng)驗(yàn)規(guī)律明確作為假設(shè)對待，同時(shí)要結(jié)合教學(xué)進(jìn)度考慮適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)的提前量，而且在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中亦要注意避免一味證實(shí)的現(xiàn)象，要適當(dāng)創(chuàng)造條件讓學(xué)生嘗試“證偽”。這不僅可使學(xué)生切實(shí)地體會(huì)到個(gè)人對客觀規(guī)律認(rèn)識(shí)的可錯(cuò)性、局限性，以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的必要性，而且將促使學(xué)生進(jìn)一步深入探索和理解科學(xué)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。
　　5.“嘗試”預(yù)測性?？茖W(xué)預(yù)測在科學(xué)理論形成中的作用是極其巨大的，尤其在元素化合物的性質(zhì)中得到了充分體現(xiàn)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要努力提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生嘗試科學(xué)預(yù)測。當(dāng)然，教學(xué)過程中的預(yù)測是相對于學(xué)生的未知而言的，凡是學(xué)生依據(jù)所研究的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律通過演繹推理而作出的關(guān)于某種未知自然現(xiàn)象的理論預(yù)言對他們來說便是一種科學(xué)預(yù)言，而檢驗(yàn)這種預(yù)言的實(shí)驗(yàn)便是教學(xué)意義上的預(yù)言性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。對這些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律設(shè)置預(yù)言性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，將不僅為學(xué)生確認(rèn)物理經(jīng)驗(yàn)規(guī)律提供新穎有力的證據(jù)，而且能讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)理論在認(rèn)識(shí)自然方面所表現(xiàn)出的巨大能動(dòng)作用。
　　三、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的課堂設(shè)計(jì)案例
　　在教學(xué)《化學(xué)1（普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書）》中的“氮肥的生產(chǎn)和使用”時(shí)，應(yīng)有意識(shí)地突出新課標(biāo)理念，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，活躍課堂教學(xué)氛圍，探索中學(xué)化學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究魅力。可以先活躍同學(xué)們的思維，然后再集中討論，最后進(jìn)行總結(jié)，這樣不僅能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)點(diǎn)，而且能串聯(lián)相關(guān)的知識(shí)，使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，也使學(xué)生靈活的思維能力得到培養(yǎng)。建議教師在教學(xué)過程中應(yīng)充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)練習(xí)，這樣不僅能鞏固相關(guān)的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，而且能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。實(shí)驗(yàn)是一個(gè)全方位獲取知識(shí)的過程，不可能在黑板或草稿紙這樣的二維空間取得相同或相似的效果。學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)暴露很多問題，也會(huì)發(fā)現(xiàn)很多問題，這些問題的產(chǎn)生不都是我們能夠預(yù)測的，這些問題可以說是非常寶貴的教學(xué)資源，教師加以重視、整理和解決，一定會(huì)讓學(xué)生有意想不到的收獲。同樣，我們也會(huì)有意想不到的收獲。
　　
　　師：同學(xué)們，今天我們一起來解決幾個(gè)問題。第一個(gè)問題是：我們都知道教材中要求分別取氯化銨和氫氧化鈣各一藥匙，放在紙片上，邊用玻璃棒迅速攪拌均勻邊注意聞是否有氣味產(chǎn)生，等會(huì)兒你們聞的時(shí)候要注意氣味會(huì)有什么變化，為什么。
　　生1：氯化銨和氫氧化鈣可以發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NH，應(yīng)該有刺激性氣味。
　　生2：不對，剛開始時(shí)應(yīng)該沒有多少氣味，隨后才有氣味產(chǎn)生，而且越來越濃。
　　生3：可是氯化銨和氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NH需要加熱呀！我們只是攪拌并沒有加熱呀！
　　生4：快速攪拌不就是摩擦嗎！摩擦生熱，應(yīng)該相當(dāng)于加熱。
　　師：很好！的確，迅速攪拌相當(dāng)于快速摩擦，摩擦能夠生熱，產(chǎn)生熱量雖然少，但足以促使NHCl和Ca（OH）發(fā)生反應(yīng)釋放出有刺激性氣味的氨氣。同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中也要注意，加熱并不都是指用酒精燈加熱才算是加熱，加熱的方式有很多種，像迅速攪拌利用摩擦產(chǎn)生的微熱也是加熱，還有利用熱水的水浴加熱也是加熱，用酒精燈加熱只是常規(guī)加熱的一種，我們要根據(jù)具體的實(shí)際情況來考慮、分析、進(jìn)行選擇。另外，同學(xué)們也要注意混勻的目的是什么。把你們的想法寫在課本上（學(xué)生的情緒很高，躍躍欲試要做實(shí)驗(yàn)）。
　　師：同學(xué)們先別急，再考慮一個(gè)問題，采用什么方法來防止尾氣的外逸？
　　生5：用稀酸液來吸收尾氣！
　　生6：對！先用稀酸把棉花潤濕，然后塞在出氣管的管口就可以了。
　　生7：太麻煩了！直接把導(dǎo)氣管插到盛有水的燒杯中不就得了。
　　生8：完了！那水肯定會(huì)順著導(dǎo)氣管進(jìn)到大試管里，大試管不就炸裂了！
　　師：好！非常好！同學(xué)們的考慮比較全面，由于氨極易溶于水，1體積的水可以溶解700體積的氨，氨全都溶于水了，大試管內(nèi)幾乎接近真空，在大氣壓作用下，水會(huì)迅速進(jìn)入熾熱的大試管，大試管急劇冷卻，必然引起炸裂。同學(xué)們的思路很好，都知道利用氨氣的堿性和極易溶于水的性質(zhì)來防止氣體的外逸。那么，針對此次實(shí)驗(yàn)是否有更好的方法？（學(xué)生們有些茫然）你們是否可以把氨的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)2結(jié)合在一起呢？還有其他的方法嗎？
　　幾個(gè)學(xué)生趕緊看書，似有所悟，幾乎同時(shí)說：“老師！我們有新招了，趕緊得試一試?！保▽W(xué)生們摩拳擦掌，躍躍欲試）
　　師：同學(xué)們再想一想，在用氯化銨（NHCl）、硝酸銨（NHCl）和硫酸銨（（NH）SO）與氫氧化鈉（NaOH）溶液反應(yīng)時(shí)，把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處的最佳時(shí)間是什么時(shí)候？
　　生9：什么時(shí)候？先放和后放都一樣吧？沒有想過。
　　生10：那肯定不對，先放和后放的效果應(yīng)該不一樣。
　　生11：應(yīng)該是開始加熱時(shí)把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處最好，因?yàn)楫a(chǎn)生的NH一點(diǎn)不浪費(fèi)，全都與濕潤的紅色石蕊試紙反應(yīng)了。
　　生12：嗯！對，后把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處肯定效果不明顯，我估計(jì)如果把溶液加熱到沸騰后再放濕潤的紅色石蕊試紙是沒有現(xiàn)象的，看不到紅色石蕊試紙變藍(lán)。
　　師：很好！同學(xué)們分析得相當(dāng)不錯(cuò)，現(xiàn)在我們開始做實(shí)驗(yàn)，操作的時(shí)候要注意觀察，到底會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生，然后把看到的和想到的都寫在課本99頁的表格中，課后我們再加以討論、總結(jié)。
　　教學(xué)反思：利用教材中傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，嘗試將傳授化學(xué)知識(shí)與培養(yǎng)探究性學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)世界，在探究中學(xué)會(huì)科學(xué)方法，在創(chuàng)新中鍛煉科學(xué)思維，在思索中養(yǎng)成良好的科學(xué)品質(zhì)。通過教學(xué)，讓學(xué)生積極關(guān)注和參與當(dāng)今社會(huì)中科學(xué)的研究問題，讓他們提出自己的看法和設(shè)想，增強(qiáng)他們的社會(huì)意識(shí)。
　　化學(xué)老師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，利用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，充分挖掘其中的探究魅力，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)求異思維的情境，提供發(fā)散思維的機(jī)會(huì)，創(chuàng)造逆向思維的環(huán)境，設(shè)定有序思維的空間，讓學(xué)生手腦并用，使學(xué)生靈活的思維能力得到進(jìn)一步的培養(yǎng)和發(fā)展。因此對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)探究情境是一種最直接的、良好的方式、方法，收效非常顯著，學(xué)生也非常歡迎，自然會(huì)樂于接受。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］化學(xué)1 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.江蘇教育出版社，2007.
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　　［3］中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）.人民教育出版社，2003.