如何以實驗為媒介優(yōu)化“身邊的化學物質”的教學

摘要：元素化合物知識是支撐化學科學的重要本體內容，在義務教育化學新課程標準中以“身邊的化學物質”主題呈現。文章分析了元素化合物教學的一些現象及成因，探討了如何以實驗為媒介，充分發(fā)揮“身邊的化學物質”的教學載體作用，并提出了若干實施建議。

關鍵詞：實驗；優(yōu)化；初中化學教學；元素化合物

文章編號：1005–6629（2013）11–0063–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

元素化合物知識是支撐化學科學的重要本體內容，在義務教育化學新課程標準中以“身邊的化學物質”主題呈現，涵蓋了“我們周圍的空氣”、“水與常見的溶液”、“金屬與金屬礦物”、“生活中常見的化合物”四個二級主題，兼顧了物質涉獵的廣度和核心物質的深度，承載了構建化學基本觀念、開展科學探究、培養(yǎng)情感態(tài)度與價值觀的多元功能。

1 問題的提出

依據提高學生科學素養(yǎng)的主旨，作為進行化學啟蒙教育的重要素材，“身邊的化學物質”的教學不能把學習重心放在物質組成、性質、制法、用途等陳述性知識的記憶上，而要讓學生體驗從已有生活經驗或“前科學概念”出發(fā)，通過科學探究走進化學科學認識物質的世界，然后應用所學的知識與技能解決社會生活問題，即“從生活走進化學，從化學走向社會”[1]。

大量的教學實踐表明，提高科學探究的實效性是當前亟待解決的主要問題之一。教師應該如何以實驗為突破口，深入挖掘教科書和學生學習過程中蘊含的探究元素，充分發(fā)揮“身邊的化學物質”的教學載體作用，值得深入研討。

2 問題表象及歸因

新課程理念指導下的“身邊的化學物質”的教學，其基本價值是要加強對典型反應和現象的感知，注重聯系社會生活實際，使學生逐步掌握元素化合物知識間的內在聯系，形成一定的知識網絡；其核心作用是構建化學基本觀念，滲透科學探究和STS教育。為了促進學生的自主學習，毋庸置疑，應該突出實驗教學，把調動學生的內驅力放在首位。可是，化學實驗教學的弱化、泛化，甚至異化，導致教學效率低下的現象，在課堂教學中比比皆是。造成這種現象的原因大致有以下幾種情形：

2.1 目標設定欠當

教學目標是課程標準及教學理念的具體反映，是課堂教學的出發(fā)點和歸宿。全面體現科學素養(yǎng)的單元或課時教學目標，應該明確、具體、可行。教學目標的敘寫一般采用行為目標表述方式，避免含糊不清或不切實際的表述[2]。例如，學習“測定空氣中氧氣的體積分數”時，知識與技能目標如果表述為“通過動手實驗，初步形成實驗操作技能”則欠具體；如果表述為“通過小組合作完成實驗，學會設計簡單實驗的方法”則不現實；如果表述為“通過動手實驗，初步學會連接實驗裝置等基本實驗技能”，則較具有可操作性。

為此，在進行教學設計時，要注意全面、客觀地分析學生的已有認識，利用豐富的素材創(chuàng)設貼近學生實際的問題情境，激發(fā)學生的學習興趣和探究熱情；要設計適應學生的探究活動，包括化學實驗、文獻研究、研討交流、社會調查等，在活動中體驗科學探究過程、訓練科學方法；要選擇聯系實際的情景轉化為適宜的問題，指導學生應用所學知識進行解決。

盡管如此，畢竟教學目標的設計先于課堂教學，要及時采用“課堂觀察”和“課例研究”的方法來反思教學目標的適宜度和達成度，根據課堂生成，及時調整教學偏差。

2.2 任務分段錯位

認知發(fā)展理論告訴我們，每個人的發(fā)展不同，發(fā)展相對而言是有順序的，是逐步產生的。無論是“知識與技能”目標的達7207b9f831e186050e0daae4f1a88174成，還是科學探究能力的發(fā)展，都具有階段性，都要考慮學生的可接受性[3]。然而，任務分段錯位，卻是課堂教學低效率的常見根源。

從課標的角度看，有任務分段不明，導致責任不清之嫌。比如實驗教學，從初中到高中都在教，可任務完成并不好。如有些內容化學學科教，物理、生物學科也教，冠之以“跨學科整合”；有些內容或許大家都注意不夠，“三個和尚沒水吃”，這就造成教學的浪費和空白。如果能夠制定出學科效率標準，分段要求明確，便于教、便于學，也便于考，無疑有助于提高教學效益。

從實施的角度看，課標安排的探究活動開放性大、實踐性強，與實際問題聯系緊密。幾乎每個活動都適合在新課和復習課階段從不同的深度進行探索，依據學生實際制定合理的實施策略，是學生內驅力形成的關鍵。例如，空氣中氧氣體積分數的測定，在新課階段，可以讓學生觀察現象，分析產生的原因并得出結論，有計劃地滲透化學用語等，重在觀察和表達能力的培養(yǎng)；在復習課階段，則可以討論替代的藥品或裝置、分析誤差產生原因等，重在培養(yǎng)推理和預測能力。具體實踐中，不少資深教師將上述內容美其名曰“鏈接中考”，一股腦兒傳授給學生，并不時地埋怨課時不足、學生不夠用心或新教材缺少條理性等等。

2.3 技能要求模糊

實驗是化學教學的魅力所在，也是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的有效途徑。如何利用元認知知識促進學生實驗能力的培養(yǎng)，在“身邊的化學物質”的教學實踐中幾乎是一片空白[4]。從表象上看，課程、教材安排梯度明顯，由化學實驗基本操作，到學生實驗，到活動與探究，實驗技能的“浸潤式”培養(yǎng)無處不在。可是，具體教學中，很少有教師精心設計培養(yǎng)學生的觀察能力、操作能力等技能方面的計劃與實驗，多數是下意識地認為實驗做多了，技能就“迎驗而生”，就會“自動化”，缺少對科學的培養(yǎng)途徑的思考。

2.4 素材開發(fā)無度

新課程標準為“身邊的化學物質”提供了近三十個情景素材，為教材研究和教學設計提供了線索，應該能夠為學生提供生動的學習材料，引導學生在真實的情境中進行探究活動；能夠有效地促進學生的知識建構，發(fā)展其多元智能。可是情景素材的利用情況不容樂觀，有的教師一帶而過；有的教師照本宣科；有的教師簡單“堆砌”，有的教師甚至墨守成規(guī)。由于教師專業(yè)視野的局限、評價方式的制約、素材地域普適性的欠缺、開發(fā)課程資源能力的單薄等主客觀因素的存在，“新瓶裝老酒”的現象相當普遍。

3 行動策略

優(yōu)化“身邊的化學物質”的課堂教學，目標上要強調科學態(tài)度、方法和價值觀的培養(yǎng)；內容上要加強學科與社會、生活的聯系；實施上要突出探究式、體驗式學習。整體思路是重思想方法的滲透，重科學素養(yǎng)的形成，努力實現三維教學目標的融合，力求清晰地體現科學探究的過程。教學方法上選取以學生的活動，并以問題解決為主，特別突出教學情景的設計和實驗的應用[5]。古羅馬哲學家賀拉斯說：“美是適度。”以實驗為媒介，優(yōu)化課堂教學，“適度”是必不可少的，具體而言，它包括以下四方面內容：

3.1 添加：探尋起點的適度，增加教學的廣度和厚度

根據維果茨基提出的“最近發(fā)展區(qū)”理論，任何教學內容和學習活動，都存在起點問題。起點不當是許多課堂教學失敗的主要原因；起點的適度更是確定最佳教學思路的前提條件。優(yōu)化課堂實驗教學，必須研究起點的適度。通過改變實驗組織形式，恰當增加難度不大、比較安全的探究實驗，把操作權還給學生，既可以錘煉學生的操作技能，又可以調節(jié)課堂氣氛[6]。

3.1.1 變驗證性實驗為探索性實驗，使學生“愿學”

學生一旦度過實驗教學新鮮期，驗證性實驗由于操作程序嚴格，現象和結論已知，已經很難喚起學生的積極性，“反正書上都有，做不做一回事”。教師就必須合理選擇探究性學習內容，聯系實際增添實驗，培養(yǎng)學生的持續(xù)性興趣。例如，學生實驗“二氧化碳的性質與制取”可做如下改變：

甲組：探討實驗室條件下制取二氧化碳的最佳藥品及選擇依據

①碳酸鈉與稀鹽酸反應；②碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應；③石灰石與稀鹽酸反應；④石灰石與濃鹽酸反應；⑤石灰石與稀硫酸反應；⑥在上述藥品中自選

乙組：聯系生活實際，體驗性質決定用途

①證明雞蛋殼、水垢里含有碳酸鈣；②除去某試劑瓶上的白膜；③酸堿式泡沫滅火器的反應原理；④區(qū)分石灰石粉末與面粉

3.1.2 演示實驗分組化、輪流化，使學生“樂學”、“活學”

實驗教學的中后期，教師必須注意克服部分學生的游戲心理、懶惰心理，消除部分學生的恐懼心理、依賴心理。通過演示實驗分組化、輪流化的教學方式，可以促使每個學生都能親自動手操作而且獨立進行，既有利于培養(yǎng)實驗能力，又鍛煉了意志品質。

此外，還可以開發(fā)多元化的實驗教學渠道，如家庭小實驗、實驗興趣小組、工農業(yè)生產實踐等，增加課堂的廣度和深度以優(yōu)化教學。

3.2 刪減：關注容量的適度，讓課堂去蕪存菁，以少勝多

成功的經驗告訴我們，只要從課堂教學目標出發(fā)，適當地增加實驗教學容量，是可取的，但是實驗的增加要內化、融合，不是堆積，更不是拼湊。要防止由于探究活動的泛化，而帶來的課堂臃腫、重心轉移以及學生消化不良等問題。因此，優(yōu)化“身邊的化學物質”的課堂教學，必須強調實驗容量的適度。可以實驗的“二次利用”為準繩，減去不必要的拓展和鏈接實驗，減去價值不大的知識呈現實驗，影響核心目標的實驗更要盡量刪減。

3.3 重組：琢磨順序的適度，在整合中提高教學的效益

“順序”的確定必須考慮教學內容、教學時間、教學對象等多種因素。嚴格地說，某一個教學內容的完成只有一個最恰當的時機，適當的順序應該是一個完美和諧的整體，應該是教學內容和教學形式的整合，是相似相鄰的教學環(huán)節(jié)的整合，是交叉重復環(huán)節(jié)的整合。

從主題教學的角度出發(fā)，“身邊的化學物質”的教學要有意識地按照適度的順序滲透化學基本觀念，例如元素觀、反應與能量觀、分類觀等觀念的建構；要培養(yǎng)學生用宏觀與微觀、共性與個性、定性與定量相結合的思維方法認識客觀物質。例如，“酸”的概念學習，可以整體設計為五個階段：在“二氧化碳的性質”學習中，要求“知道碳酸能使石蕊試液變紅”；在“金屬與酸的反應”學習中，要求“了解鐵、鋁與稀硫酸、稀鹽酸的反應”；在“溶液酸堿度的表示”學習中，要求“了解用pH試紙檢驗酸堿性的方法”；在“常見酸的性質和用途”學習中，要求“初步認識酸的性質”；在“碳酸鹽與鹽酸的反應”學習中，要求“進一步完善酸的性質”，從而達到對“酸”的概念的相對完整的認識[7]。

從課時教學的角度出發(fā)，教材中“身邊的化學物質”的教學內容的編排順序基本是：物理性質→化學性質→用途。教師如果總是“忠實教材”，“緊靠課本”，必然促使學生的學習興趣逐漸滑坡，思維變得僵化。因此，教師只有解析知識的內在聯系，適時調整教學內容的編排順序，為學生提供可以適應與跨越的“最近發(fā)展區(qū)”，才能建構學生思維的無障礙通道。例如，“二氧化碳的性質”教學中，雖然能使澄清石灰水變渾濁通常作為化學性質的最后一點呈現，但是學生已經對此反應有了一定的了解，因此可以將教學流程調整為：展示一瓶開蓋“雪碧”，觀察現象并提問→歸納物理性質和檢驗方法→引發(fā)討論：獲得結論的依據及檢驗實驗設計的理由及有效性評價→歸納部分化學性質，討論溶解性實驗設計→分析溶液成分，完成石蕊變紅演示實驗→探究變紅原理→小結性質與用途。

教師有效地整合教學資源，是學生的內驅力形成的源泉。教學實踐中，必須隨時關注、分析教學內容的潛在走向，及時消除阻隔，形成教學內容的意義流動。無論是出現知識“越位”或能力“補位”現象，都會造成“亡羊補牢”的遺憾或者“削足適履”的痛苦。

3.4 分解：研究疑點的適度，使重難點的突破更加流暢

分解是教學設計的一項很重要的基本功，是突出教學重點和突破教學難點的主要方法。“身邊的化學物質”作為啟蒙教育的主要素材，有些問題很難說清道明。處理教材時，如何把握教學的深廣度，化解重難點，以便為當前內容找到遷移的落腳點、鞏固的深化點，為后續(xù)教學打基礎，是很多教師頭痛的問題。一般來說，對于某些重難點的突破，可以采取“知識提前滲透，疑點適當后置”方法對待。例如，大家熟知的化學用語的教學，可以從緒言課開始，有計劃、有意識地逐步滲透元素符號、化學式、化學方程式的書寫，避免大量集中學習的枯燥乏味。再如，濃硫酸使蔗糖炭化的同時，逐漸產生“蘑菇”狀泡沫，學生自然提出問題：為何會產生泡沫？為何有刺激性氣味？此時，教師可以提示學生從質量守恒定律的角度思考，推測氣體的可能成分，并設計驗證方案。對于反應規(guī)律及其化學性質則需要暫時擱置。

在探索“身邊的化學物質”教學的過程中，如何充分發(fā)揮其載體作用，使之成為學生化學觀念的認識和發(fā)展的“基點”，讓學生享受到參與創(chuàng)造的幸福感和愉悅興奮的情緒體驗，還有許多問題需要更深入地研討。

參考文獻：

[1]劉克文主編.初中化學新課程教學設計及教學案例研究[M].北京：高等教育出版社，2008：10～40.

[2][4][6]王祖浩主編.化學課堂教學行為研究及案例[M].南昌：江西教育出版社，2009：196～237.

[3]崔允漷主編.有效教學[M].上海：華東師范大學出版社，2009：37～105.

[5]北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心編.初中化學學科主題教學案例研究[M].北京：首都師范大學出版社，2009：56～88，137～163.

[7]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012：2～43.