化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。在化學(xué)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)特別是演示實(shí)驗(yàn)是教師傳授知識(shí)的重要手段,是學(xué)生獲得感性知識(shí)的必由之路。布魯納認(rèn)為:“認(rèn)識(shí)是一種過(guò)程,而不是一種產(chǎn)品?!睆倪@一角度看,演示實(shí)驗(yàn)又是培養(yǎng)學(xué)生探索能力的基地。在演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,教師應(yīng)當(dāng)將學(xué)生推到一個(gè)積極主動(dòng)的探索者的位置上去,使演示實(shí)驗(yàn)在發(fā)揮驗(yàn)證性的同時(shí),進(jìn)一步發(fā)揮其探索性效應(yīng)(培養(yǎng)學(xué)生探索精神、探索能力,教會(huì)學(xué)生探索方法等方面的效應(yīng))。
一、增設(shè)演示實(shí)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)探索情境
現(xiàn)代心理學(xué)研究表明,人類(lèi)智力活動(dòng)的進(jìn)行與發(fā)展必須經(jīng)歷由外部物質(zhì)活動(dòng)向內(nèi)部認(rèn)知活動(dòng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程?;瘜W(xué)教學(xué)過(guò)程就是要促使學(xué)生由外部的、物質(zhì)的、展開(kāi)的活動(dòng)向內(nèi)部的、壓縮的活動(dòng)轉(zhuǎn)化。因此,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)增設(shè)演示實(shí)驗(yàn)往往能夠創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境,促使這一轉(zhuǎn)化的實(shí)現(xiàn)。如在講授“微粒不斷運(yùn)動(dòng)”這一性質(zhì)時(shí),為了使學(xué)生頭腦中能夠建立起微粒運(yùn)動(dòng)的表象,可增設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的探索性實(shí)驗(yàn):分別向一杯冷水和一杯熱水中加入一粒高錳酸鉀小顆粒,學(xué)生很容易可以發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀顆粒在熱水中擴(kuò)散很快,整杯水一會(huì)兒就變成紫紅色;而在冷水中擴(kuò)散則較慢,整杯水需較長(zhǎng)時(shí)間才能變成紫紅色。由此,學(xué)生很容易探索出微粒的運(yùn)動(dòng)速度與溫度有關(guān):溫度越高,微粒運(yùn)動(dòng)速度越快;溫度越低,微粒運(yùn)動(dòng)速度越慢。
二、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn),延伸探索過(guò)程
認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于思維的研究表明,探索的過(guò)程首先是解決問(wèn)題的過(guò)程。對(duì)于課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置的可行性是不容置疑的,但或多或少也存在一些問(wèn)題。如在新教材(滬教版)中燃燒的條件是通過(guò)三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論,而在舊教材(人教版)中則是通過(guò)白磷和紅磷的一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出的。在教學(xué)過(guò)程中有很多教師往往采用后者作為補(bǔ)充實(shí)驗(yàn),但幾乎所有的教師等銅片上的白磷燃燒起來(lái)后便結(jié)束實(shí)驗(yàn),卻不知將它進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)。
學(xué)生的頭腦中有一思維定勢(shì):水能滅火,因此水火不相容。所以學(xué)生便會(huì)產(chǎn)生一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí):白磷在水中自然不會(huì)燃燒。將上述實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn):等銅片上的白磷燃燒后,教師適時(shí)設(shè)疑:如果我用一導(dǎo)氣管將氧氣通入沸水中與白磷接觸,白磷是否會(huì)燃燒起來(lái)呢?(學(xué)生都會(huì)認(rèn)為不會(huì))這時(shí)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):用一導(dǎo)氣管將氧氣通入沸水中與白磷接觸。學(xué)生就能看到白磷在水中燃燒起來(lái)。這樣不僅能使學(xué)生正確地理解知識(shí),而且能延伸探索過(guò)程。
三、“下放”演示實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)探索體驗(yàn)
“告訴我,我會(huì)忘記;做給我看,我會(huì)記得;讓我親做,我才懂得”,這充分說(shuō)明親自體驗(yàn)在學(xué)習(xí)中是非常重要的。“下放”演示實(shí)驗(yàn)就是在演示實(shí)驗(yàn)中要改變?cè)瓉?lái)的“教師做,學(xué)生看”的模式,而讓學(xué)生配合演示、直接由學(xué)生演示或改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),同時(shí)提出有關(guān)問(wèn)題,讓學(xué)生真正參與到探索知識(shí)的過(guò)程中來(lái)。
從演示實(shí)驗(yàn)觀察效果的角度看,“下放”教師演示實(shí)驗(yàn)有助于提高實(shí)驗(yàn)觀察的效果。如在演示高錳酸鉀、食鹽、蔗糖、泥土、食用油這幾種物質(zhì)在水中分散的實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生很難清楚地觀察到這些物質(zhì)開(kāi)始時(shí)、振蕩后、靜置后三個(gè)階段的現(xiàn)象,即使使用實(shí)物投影儀也不例外,如果將上述實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),那么,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察就會(huì)由“模模糊糊”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢嬲媲星小薄?/p>
因此,對(duì)于那些實(shí)驗(yàn)安全系數(shù)較高、操作難度較小、觀察能見(jiàn)度較差的演示實(shí)驗(yàn)而言,教師很有必要“下放”給學(xué)生,讓他們自主地完成探索任務(wù),在掌握知識(shí)的同時(shí)增強(qiáng)探索體驗(yàn)。
四、“提升”演示實(shí)驗(yàn),挖掘探索的深度
所謂“提升”演示實(shí)驗(yàn),就是將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)重新設(shè)計(jì)成探索性實(shí)驗(yàn)。布魯納曾指出:“發(fā)現(xiàn)并不限制于尋求人類(lèi)尚未知曉的知識(shí),確切地說(shuō),而應(yīng)包括用自己頭腦中的知識(shí),來(lái)獲得知識(shí)的一切方法。”這一著名的論斷是化學(xué)課堂中改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)重要的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探索性實(shí)驗(yàn)之間的顯著區(qū)別是:前者先把結(jié)論、規(guī)律直接給予學(xué)生,再用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證;后者是先把真實(shí)的物質(zhì)和現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生,讓他們利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),通過(guò)觀察、操作、親身體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)事物,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,然后在教師的點(diǎn)撥和誘導(dǎo)下,學(xué)生利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),通過(guò)研究探討,推理歸納,悟出道理,得出結(jié)論,形成規(guī)律。
1.將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的不成功實(shí)驗(yàn)。例如,在教學(xué)藥品的取用時(shí),筆者先將學(xué)生帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,讓他們?cè)谠嚬苤屑尤肷倭康纳匙雍退▽?shí)驗(yàn)桌上所需儀器都已備齊)。當(dāng)他們手上、實(shí)驗(yàn)桌上粘上沙子和水時(shí),提出:如果我用的藥品是有腐蝕性的,你們想你們的手、實(shí)驗(yàn)桌會(huì)怎么樣呢?然后再提醒學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)桌上的一些儀器重新在試管中加入少量的沙子和水。這樣不僅使學(xué)生掌握了正確的操作,而且激發(fā)了學(xué)生探索化學(xué)問(wèn)題的興趣,培養(yǎng)了他們的探索能力,同時(shí)使他們體驗(yàn)到科學(xué)探究是人們獲取科學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)客觀世界的重要途徑。
2.將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生自主探索性實(shí)驗(yàn)。例如,在教學(xué)金屬與鹽反應(yīng)這一知識(shí)點(diǎn)時(shí),筆者進(jìn)行了如下的設(shè)計(jì):
①先讓學(xué)生回憶在第五章學(xué)到的鐵與硫酸銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并寫(xiě)出化學(xué)方程式,同時(shí)讓學(xué)生從物質(zhì)的類(lèi)別這一角度猜想結(jié)論:鹽+金屬→新鹽+新金屬。
②讓學(xué)生仿照猜想,試寫(xiě)出下列化學(xué)方程式,并說(shuō)出如果反應(yīng)能進(jìn)行將出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
(1)Al+CuSO4— (2)Cu+Hg(NO3)2—
(3)Cu+ZnSO4—(4)Cu+AgCl—
(5)Na+CuSO4—
③讓學(xué)生完成上述實(shí)驗(yàn)。
④當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不完全和猜想的結(jié)果一樣時(shí),筆者引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合金屬活動(dòng)順序分析這幾種金屬在金屬活動(dòng)順序中的位置,學(xué)生很快得出:“在金屬活動(dòng)順序中只有活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬才能將位于其后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)?!?/p>
上述做法不僅體現(xiàn)了“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的關(guān)系,而且培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,使學(xué)生知道猜想必須用事實(shí)來(lái)驗(yàn)證,提高了學(xué)生的探究意識(shí)和探究能力。
化學(xué)對(duì)初三學(xué)生而言是一門(mén)啟蒙學(xué)科,加之學(xué)生的思維水平受到知識(shí)基礎(chǔ)、成熟程度等多種因素的影響,因此不可能所有的演示實(shí)驗(yàn)都能發(fā)揮出探索性效應(yīng)。在注意提高演示實(shí)驗(yàn)探索性效應(yīng)的同時(shí),教師還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、探索難度等多種因素,遵循循序漸進(jìn)的原則,以免陷入挫傷學(xué)生探索熱情、增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的誤區(qū)。