文章編號(hào):1005-6629(2010)05-0032-03 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

問題的產(chǎn)生:

新老教材的“質(zhì)量守恒定律”一課中知識(shí)脈絡(luò)非常一致，主要是質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容和微觀解釋，但呈現(xiàn)順序完全不同。老教材中教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)是遵循從具體到抽象的順序，先宏觀實(shí)驗(yàn)，后微觀解釋。在教學(xué)實(shí)踐中，教師們也認(rèn)為“先具體后抽象”的過程符合初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，而“先抽象后具體”的過程會(huì)使學(xué)生感到困難，不易理解。但是，新教材的呈現(xiàn)順序恰恰就是先微觀解釋后宏觀實(shí)驗(yàn)，先抽象后具體。為什么新老教材會(huì)出現(xiàn)這樣不同的呈現(xiàn)順序呢?

筆者仔細(xì)研讀了“上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”，其中對(duì)化學(xué)課程定位描述是“通過對(duì)化學(xué)問題的科學(xué)探究活動(dòng)，幫助中學(xué)生了解科學(xué)、科學(xué)過程以及科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的聯(lián)系，學(xué)習(xí)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問題，提高科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)”。這說明新課程要求教師關(guān)注“科學(xué)探究活動(dòng)”，以幫助學(xué)生形成“科學(xué)素養(yǎng)”，而以往教師更關(guān)注“知識(shí)目標(biāo)”。這種對(duì)教學(xué)目標(biāo)的不同定位，決定了新老教材中教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)的不同順序。下面筆者試著通過對(duì)不同教學(xué)過程的對(duì)比分析，解讀新教材“質(zhì)量守恒定律”的科學(xué)探究過程。

1假設(shè)要有一定的根據(jù)

按照老教材上課的教學(xué)過程:

師:物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的前后，總質(zhì)量是否發(fā)生改變?你認(rèn)為有幾種可能?

生:有三種可能。①不變;②增加;③減少。

這是一種沒有根據(jù)、不講究邏輯的、隨機(jī)的猜測。就如日常生活中，大人兩只手分別握成拳頭，讓孩子猜猜哪只手里有糖，可能在右手，也可能在左手。

對(duì)老教材稍作加工的另一種教學(xué)過程:

師:我們前面主要從物質(zhì)種類的角度研究了化學(xué)反應(yīng)，那么，化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量是否發(fā)生改變呢?同時(shí)PPT配上精選的“蠟燭燃燒，鐵釘生銹，木材燃燒”等圖片。

生1:總質(zhì)量會(huì)減少。比如說，蠟燭在空氣中燃燒，什么都沒有了，蠟燭燃燒發(fā)生了化學(xué)變化，所以化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量減少了。

生2:總質(zhì)量會(huì)增加。比如說，鐵釘讓它生銹后，好像比原來重了。

生3:木材燃燒后變成質(zhì)量很輕的灰燼。所以，化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量減少了。

生4:質(zhì)量可能不變。

師:好!同學(xué)們的思維很敏捷，思路也很開闊，想法不太一致，下面請(qǐng)大家根據(jù)課桌上的儀器與藥品，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

根據(jù)典型圖片的引導(dǎo)，加上學(xué)生的自我觀察或日常經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生提出了三種假設(shè)，而且表述得有理有據(jù)。此過程中，學(xué)生提出的假設(shè)具有了一定的“經(jīng)驗(yàn)證據(jù)”。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成這種“有證據(jù)的猜測”的習(xí)慣。提出幾種有矛盾沖突的假設(shè)后，教學(xué)過程自然進(jìn)入“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)”階段，但學(xué)生后續(xù)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)五花八門，常常無法高效完成。老師抱怨“一讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，他們就亂做，成功率太低”。為什么呢?如果教師細(xì)細(xì)品味學(xué)生“有理有據(jù)”的表述過程，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“質(zhì)量變化”的認(rèn)知思路:以某單一物質(zhì)反應(yīng)前的質(zhì)量為基準(zhǔn)，判斷反應(yīng)后的質(zhì)量變化。(如以“蠟燭”、“鐵釘”、“木材”的質(zhì)量為基準(zhǔn))。學(xué)生一開始不可能從“質(zhì)量總和”的角度，去思考反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，因此，學(xué)生不能明確地形成“質(zhì)量守恒”的假設(shè)。由于假設(shè)與科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)有著重要關(guān)系，清晰的假設(shè)對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和觀測成功有著重要意義。學(xué)生沒有清晰假設(shè)的指導(dǎo)，高效的“質(zhì)量守恒”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就無從入手。

按照新教材上課的教學(xué)過程:

①請(qǐng)學(xué)生以電解水為例復(fù)習(xí)物質(zhì)的微觀構(gòu)成。

②請(qǐng)學(xué)生閱讀教材第56頁水分解的微觀圖示。

③請(qǐng)學(xué)生解說微觀圖示。

④請(qǐng)學(xué)生動(dòng)手模擬微觀過程。(提供教具，4個(gè)小橡皮泥球和2個(gè)大橡皮泥球)

⑤請(qǐng)學(xué)生回答問題:化學(xué)變化前后元素種類、原子個(gè)數(shù)、原子質(zhì)量是否變化。

⑥請(qǐng)學(xué)生從微觀本質(zhì)思考:物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的前后，總質(zhì)量是否發(fā)生改變?

⑦生:化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量應(yīng)該相等。

教師通過復(fù)習(xí)物質(zhì)微觀構(gòu)成，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行看圖，說圖，動(dòng)手模擬圖示等活動(dòng);學(xué)生在這些活動(dòng)的經(jīng)歷中，在“拆拆、合合、講講”的過程中，自然建構(gòu)出新知識(shí):化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是原子重組。在此新理論的指導(dǎo)下，在充分的活動(dòng)中，學(xué)生才能推理出“反應(yīng)前后總質(zhì)量守恒”。此 “質(zhì)量守恒”的提出過程中，學(xué)生依據(jù)了一定的理論基礎(chǔ)和活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，是符合邏輯的提出，而不是隨意的猜測。這種以活動(dòng)為基礎(chǔ)提出假設(shè)的過程，容易促使學(xué)生進(jìn)入奧蘇貝爾所稱的“有意義的學(xué)習(xí)”狀態(tài)⑴。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要假設(shè)的指導(dǎo)

按照老教材的教學(xué)過程:

師:講述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟(或?qū)W生閱讀教材)。

教師演示:“白磷燃燒前后質(zhì)量的測定實(shí)驗(yàn)”

學(xué)生實(shí)驗(yàn):“氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測定”

生:按照實(shí)驗(yàn)步驟，分組實(shí)驗(yàn)，觀察天平是否平衡。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)的共同結(jié)果是——反應(yīng)前后質(zhì)量不變。

此“先教師演示，后學(xué)生實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)過程基本上就是“照單抓藥”，實(shí)驗(yàn)操作性強(qiáng)，便于教師掌控。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中就是在調(diào)節(jié)天平平衡上花費(fèi)些時(shí)間，其他實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都很順暢。但整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生的思維不會(huì)有較多的變化。

按照新教材的教學(xué)過程:

①閱讀課本上NaOH溶液和CuSO4溶液的反應(yīng)原理。

②提問:此反應(yīng)的反應(yīng)物是什么?生成物是什么?

③根據(jù)前面化學(xué)變化的微觀分析，此反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量如何變化?請(qǐng)?jiān)跁蠈懗瞿愕募僭O(shè):_________=_________(請(qǐng)學(xué)生匯報(bào)交流。)

④如何根據(jù)給定儀器及藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的假設(shè)?

⑤分組實(shí)驗(yàn)、交流。

分析此“先提出假設(shè)，后實(shí)驗(yàn)探究”的教學(xué)過程，我們發(fā)現(xiàn)根據(jù)充分的“看圖示、說過程、拆分子”的活動(dòng)，根據(jù)“原子重組”的理論，學(xué)生能理解:以各物質(zhì)質(zhì)量總和為基準(zhǔn)，判斷化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量變化，總質(zhì)量守恒。結(jié)合具體的化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生把“總質(zhì)量守恒”用具體的物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系表述出來。這種清晰的“總質(zhì)量守恒”假設(shè)為學(xué)生后續(xù)實(shí)驗(yàn)探究提供了方向，學(xué)生需要自主思考選擇什么實(shí)驗(yàn)儀器，需要收集什么證據(jù)來體現(xiàn)出“總質(zhì)量”。在這個(gè)過程中，學(xué)生有自我思維的空間，有自主選擇和決策的機(jī)會(huì)。

3 探究的關(guān)鍵在于學(xué)生的自主發(fā)現(xiàn)

按照老教材的教學(xué)過程是:

提出問題——實(shí)驗(yàn)證明——?dú)w納定律——微觀說明。

在此過程中，學(xué)生關(guān)注的是 “反應(yīng)后，天平還保持平衡嗎?”。學(xué)生在關(guān)注結(jié)果的過程中，一般不會(huì)去主動(dòng)思考“為什么是這樣的裝置?”、“為什么只需稱量兩次?”等問題。雖然教材上的實(shí)驗(yàn)過程中有“整體稱量”的思維方法，但由于學(xué)生對(duì)“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”的關(guān)注程度大于對(duì)“思維方法”的關(guān)注，因此，學(xué)生的探究過程主要就表現(xiàn)為“觀察實(shí)驗(yàn)”而已，不會(huì)有思維上的發(fā)展。

按照新教材的教學(xué)過程是:

微觀分析——提出假設(shè)——實(shí)驗(yàn)探究——形成定律。

在“實(shí)驗(yàn)探究”過程中，學(xué)生磕磕絆絆的嘗試著。如對(duì)于“NaOH溶液和CuSO4溶液的反應(yīng)”，很多學(xué)生都要進(jìn)行 “試管1、試管2、試管1和NaOH溶液、試管2和CuSO4溶液、試管1+NaOH溶液+CuSO4溶液”五次稱量，收集五個(gè)數(shù)據(jù)，再通過數(shù)據(jù)處理，計(jì)算得出“總質(zhì)量相等”的結(jié)論。這種復(fù)雜、多次的稱量過程會(huì)促使學(xué)生主動(dòng)思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自主討論、交流后，發(fā)現(xiàn)只需兩次稱量，深刻體會(huì)到“整體稱量”的便捷。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生的思維經(jīng)歷了從“分步稱量”到“整體稱量”的發(fā)展，建立了從“總質(zhì)量”到“整體稱量”之間的邏輯聯(lián)系，從中能或多或少感悟到科學(xué)理論對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。所以，新教材提倡的“探究”，不是讓學(xué)生動(dòng)動(dòng)手熱鬧一下，而是要讓學(xué)生有自主發(fā)現(xiàn)，有思維的發(fā)展。

4學(xué)具的探究中突破教學(xué)難點(diǎn)

在新教材的“實(shí)驗(yàn)探究”環(huán)節(jié)，有些教師不僅組織學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，甚至讓學(xué)生挑選實(shí)驗(yàn)學(xué)具。這些開放的教學(xué)環(huán)節(jié)是“作秀”嗎?

如學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)名稱:①氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應(yīng)

②大理石和稀鹽酸的反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)儀器:小試管兩個(gè)，燒杯兩個(gè)，錐形瓶一個(gè)，礦泉水瓶(附著瓶蓋)一個(gè)。

面對(duì)礦泉水瓶，學(xué)生的選擇自然出現(xiàn)了 “蓋瓶蓋”和“不蓋瓶蓋”兩種情況。教師引導(dǎo)學(xué)生討論、選擇，在對(duì)兩套裝置的對(duì)比中，學(xué)生自己感悟出“開放體系與密閉體系”的選擇依據(jù)。在“反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)礦泉水瓶中為什么還有大理石”的問題解答中，學(xué)生也體會(huì)到化學(xué)反應(yīng)的有限性，加深了對(duì)質(zhì)量守恒定律中“參加”兩字的理解。

綜上所述，新教材“質(zhì)量守恒定律”的科學(xué)探究過程中，學(xué)生分別經(jīng)歷了對(duì)“質(zhì)量總和”、“整體稱量”、“密閉體系”、“參加”等教學(xué)難點(diǎn)的突破，學(xué)生的思維也隨此探究過程發(fā)展了。不同的教學(xué)過程，學(xué)生經(jīng)歷的思維沖擊是不同的。因此，在新課程的教學(xué)過程中，教師要多多體會(huì)教材的意圖，不能“新瓶盛舊酒”，要給予“讓學(xué)生自己從活動(dòng)中提出問題，讓學(xué)生明確所要探究的問題，讓學(xué)生知道利用證據(jù)得出結(jié)論⑴”的種種機(jī)會(huì)，這樣，學(xué)生的學(xué)就不僅僅是感知、理解和記憶，而是批判、反思和意義建構(gòu)能力的發(fā)展。

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