有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中異?，F(xiàn)象的教學(xué)情境啟示

孫 宏

（齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006）

1 問題的提出

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等院?；ぁ⒒瘜W(xué)、材料、生物、食品、輕工、環(huán)保等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)實(shí)踐課程，是有機(jī)化學(xué)不可缺少的重要組成部分。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生可加深對有機(jī)化學(xué)理論知識的理解，有效掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能，培養(yǎng)實(shí)事求是的工作作風(fēng)和創(chuàng)新意識，提高獨(dú)立解決問題及實(shí)際動手能力。

但在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)體系存在非控制性因素或?qū)嶒?yàn)操作的失誤，實(shí)驗(yàn)均可能和預(yù)期的結(jié)果產(chǎn)生一定的偏差，出現(xiàn)不同程度的異常現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在教學(xué)中時(shí)有發(fā)生，值得注意的是，懼怕實(shí)驗(yàn)失敗是多數(shù)人共同的心理，一旦實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，許多師生的共同做法是棄之重做。表1列出了對齊齊哈爾大學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象后處置方式的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表1 出現(xiàn)異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后學(xué)生處理方式的調(diào)查統(tǒng)計(jì)

2 教學(xué)實(shí)施過程

2.1 設(shè)置探究教學(xué)情境

對于實(shí)驗(yàn)中的異常現(xiàn)象可以采用探究式教學(xué)模式組織教學(xué)。教師從異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手，提出有驅(qū)動性的、能引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的問題，構(gòu)建教學(xué)情境，誘發(fā)學(xué)生的探究動機(jī)，促進(jìn)探究活動的展開［1－5］。例如，在己二酸的制備實(shí)驗(yàn)中，我們采用是環(huán)己醇的高錳酸鉀氧化法［6］，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此采用分批投料的方法，以控制反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。個(gè)別學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)投料后反應(yīng)體系溫度不升高，高錳酸鉀紫色不褪的現(xiàn)象，學(xué)生因此產(chǎn)生疑問。此時(shí)教師就可以引導(dǎo)學(xué)生討論:“既然該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為何反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行？”討論中教師可以適當(dāng)點(diǎn)撥學(xué)生根據(jù)所學(xué)的過渡態(tài)理論［7－8］解釋化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生條件。并要求學(xué)生查閱引發(fā)該反應(yīng)有哪幾種方法，從而自然地引出成功實(shí)驗(yàn)方法，使學(xué)生自覺地、主動地探索并學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程和方法。這樣的教學(xué)情境設(shè)計(jì)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.2 提出問題，加以引導(dǎo)并預(yù)測結(jié)果

實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象使學(xué)生在真實(shí)的問題情境面前自由地思考，這種解決疑惑、尋找問題根源的學(xué)習(xí)過程令他們加強(qiáng)了科學(xué)概念的掌握、探究能力的形成和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，提高了運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等科學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力。例如，在己二酸的制備實(shí)驗(yàn)中，由于反應(yīng)時(shí)間較長，部分學(xué)生會急于結(jié)束實(shí)驗(yàn)，此時(shí)若提出高錳酸鉀沒反應(yīng)完會出現(xiàn)什么現(xiàn)象的問題，學(xué)生就會互相討論，找出解決問題的方法。盡管如此，還仍然會有出現(xiàn)紫色濾液的案例，學(xué)生會沮喪地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)失敗。教師此時(shí)可以抓住機(jī)會指出，剩余的高錳酸鉀會影響產(chǎn)物的純度，以此引導(dǎo)學(xué)生在酸化過程中注意觀察溶液的顏色變化，從玫瑰紅、粉紅色、淡黃色至無色，最終冷卻應(yīng)能得到部分產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)危為安，學(xué)生如釋重負(fù)。課后，安排學(xué)生查閱資料，要求他們在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象給予合理的解釋。學(xué)生熱烈地討論、分享成功的喜悅之際，也是教師備感欣慰之時(shí)。

2.3 探究異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，強(qiáng)化心理素質(zhì)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

目前的教材和教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)的是現(xiàn)成答案的學(xué)習(xí)而不是問題的探索，注重了知識的記憶而犧牲了批判性思考的訓(xùn)練。學(xué)生的學(xué)習(xí)以被動接受的方式為主。實(shí)際上這種教材和教法常常阻礙了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。學(xué)生懼怕實(shí)驗(yàn)失敗，而只有成功沒有失敗的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)會束縛學(xué)生的思維，扼殺學(xué)生的創(chuàng)造性。要讓學(xué)生明白在科學(xué)研究中出現(xiàn)異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一件很正常的事情，問題的關(guān)鍵在于是否能找到導(dǎo)致異常的原因［9－11］。例如，日本的白川英樹在指導(dǎo)學(xué)生合成的聚乙炔實(shí)驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)的不是黑色粉末狀產(chǎn)物，這表明實(shí)驗(yàn)失敗。他推測造成這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因是:該生錯(cuò)誤地加入過多的催化劑，使合成反應(yīng)速度加快，膜一旦形成，會因受到攪拌而遭到破壞，呈現(xiàn)出“破手巾”狀態(tài)。受此啟發(fā)，白川獲得了簡便制造聚乙炔膜的方法［12］。由異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而產(chǎn)生的創(chuàng)新思維促使白川取得劃時(shí)代的偉大發(fā)現(xiàn)。通過解決異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象問題的訓(xùn)練，讓學(xué)生敢于正視異常，敢于懷疑并思考別人沒有思考的問題，做別人沒有做過的實(shí)驗(yàn)，逐漸使他們具備創(chuàng)新的意識或創(chuàng)新精神。

2.4 探究異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的教學(xué)實(shí)施策略

異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象隨機(jī)性大，實(shí)驗(yàn)所花的時(shí)間和藥品比原定的實(shí)驗(yàn)要多，要想在實(shí)驗(yàn)課堂上很好地利用異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，要求教師課前應(yīng)精心備課，預(yù)測可能出現(xiàn)的各種異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)藥品。同時(shí)教師對學(xué)生的認(rèn)知水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ惨谐浞值牧私?，在有限的教學(xué)時(shí)間里設(shè)計(jì)好問題情境，見縫插針，因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生開展討論和交流活動，使學(xué)生發(fā)表自己的探究成果和方法，并學(xué)會傾聽他人見解，進(jìn)行客觀的比較和鑒別，克服獨(dú)立探究中的片面性和局限性，正確理解所獲得的知識。

3 結(jié)論

面對有機(jī)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的異常現(xiàn)象，學(xué)生的心理或多或少會有挫折感，而此時(shí)對于求知欲旺盛的學(xué)生而言，尋找答案的興趣又比任何時(shí)候都大。教師利用學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，改變了以往“照單抓藥”、驗(yàn)證教材內(nèi)容的課堂情境，以點(diǎn)帶面地調(diào)動學(xué)生主動參與尋找答案的過程，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又活躍了實(shí)驗(yàn)課堂氣氛，實(shí)在是難得的教學(xué)機(jī)會。通過積極引導(dǎo)學(xué)生尋找原因，重新開始實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從中有所領(lǐng)悟，有所發(fā)現(xiàn)，更使學(xué)生敢于面對失敗，從而培養(yǎng)不斷探究的科學(xué)精神。通過對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探究，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，還可以拓展學(xué)生的知識面，同時(shí)培養(yǎng)他們縝密的思維素養(yǎng)與探究能力。

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