程紹玲 郭艷玲

（天津科技大學(xué)，天津 300457）

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有利于加深和鞏固化學(xué)知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鍛煉學(xué)生的觀察能力、分析和解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)新型化學(xué)人才培養(yǎng)的重要手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性不言而喻。近年來(lái)，各高校對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法都開展了系列改革[1-3]，在教學(xué)內(nèi)容上，普遍增加了綜合型、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。但對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程而言，雖然增加了這類提高型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，但實(shí)際課程仍以基本操作、基本技能和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容。如何在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是高校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待解決的問(wèn)題[4]。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐和體會(huì)，在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，探討了采用情境教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的方法[5]，取得了很好的實(shí)踐效果。

一、基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題及成因分析

目前，基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式仍以傳統(tǒng)方式為主。實(shí)驗(yàn)前，教師布置下次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生依照書本預(yù)習(xí)；實(shí)驗(yàn)課上，教師詳盡講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程及注意事項(xiàng)，學(xué)生嚴(yán)格按教師的講解，“照葫蘆畫瓢”去操作；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，上交報(bào)告，實(shí)驗(yàn)完成。這樣的模式雖然在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，但隨著人才培養(yǎng)目標(biāo)的改變，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已不能適應(yīng)培養(yǎng)高素質(zhì)化學(xué)人才的要求，表現(xiàn)出的弊端越來(lái)越突出，主要有以下幾個(gè)方面。

1.實(shí)驗(yàn)成為只動(dòng)手不動(dòng)腦的過(guò)程

由于教師在實(shí)驗(yàn)前已詳盡講解或演示了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并強(qiáng)調(diào)了注意事項(xiàng)，學(xué)生只需要按教師規(guī)定的動(dòng)作操作一遍，就算完成了任務(wù)。學(xué)生沒(méi)有想象的空間，沒(méi)有發(fā)揮的余地，只是一個(gè)被動(dòng)的操作者。然而，科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是個(gè)動(dòng)手的過(guò)程，更是一個(gè)動(dòng)腦的過(guò)程，這種教學(xué)模式對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)十分不利。

2.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏興趣

由于實(shí)驗(yàn)完全按照書本或教師的講解“照方抓藥”，實(shí)驗(yàn)結(jié)果早有預(yù)期，毫無(wú)懸念，這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果沒(méi)有神秘感，枯燥乏味，體驗(yàn)不到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的驚喜與發(fā)現(xiàn)，難以產(chǎn)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，僅僅是為了完成教師布置的任務(wù)，應(yīng)付了事。而興趣是最好的教師，沒(méi)有興趣，探索和創(chuàng)新就無(wú)從談起。

3.學(xué)生基本功不扎實(shí)，實(shí)驗(yàn)印象不深刻

學(xué)生進(jìn)行高年級(jí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，許多人對(duì)一二年級(jí)的基本操作印象模糊，甚至不能準(zhǔn)確地安裝簡(jiǎn)單的蒸餾裝置。導(dǎo)致這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因一是學(xué)生本身對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有興趣，實(shí)驗(yàn)印象不深刻；二是過(guò)分追求創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，基本訓(xùn)練較少。沒(méi)有良好的基礎(chǔ)，創(chuàng)新只能是空談。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中這些弊端產(chǎn)生的根本原因是在于教學(xué)模式的僵化，對(duì)教學(xué)內(nèi)容缺乏設(shè)計(jì)，學(xué)生學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)不到位。所謂學(xué)生學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)是指為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)知識(shí)產(chǎn)生和知識(shí)應(yīng)用的真實(shí)或虛擬環(huán)境，讓枯燥乏味的知識(shí)鮮活起來(lái)，激發(fā)學(xué)生的情感、興趣和求知欲，讓學(xué)生在這樣的環(huán)境中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。而目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的師生互動(dòng)基本上是通過(guò)教師的簡(jiǎn)單提問(wèn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，形不成情境環(huán)境，距離學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)相差太遠(yuǎn)。情境認(rèn)知理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境脈絡(luò)中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。知識(shí)和能力的發(fā)展，就像語(yǔ)言的發(fā)展，發(fā)生于真實(shí)情境里不斷進(jìn)行的知識(shí)利用活動(dòng)中。脫離學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)是枯燥的，獲得的知識(shí)是僵化的，運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的思維模式難以形成。

二、基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中情境教學(xué)法的實(shí)踐

基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)以基本操作和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，操作模式固定化，缺乏趣味性。而情境教學(xué)法恰能使枯燥乏味的知識(shí)鮮活起來(lái)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對(duì)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，我們采用了不同形式的情境創(chuàng)設(shè)方法，以提高教學(xué)效果。

1.引入相關(guān)化學(xué)史，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣

化學(xué)史是化學(xué)科學(xué)形成、產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，在追溯知識(shí)的來(lái)龍去脈和動(dòng)態(tài)演變中，充滿了化學(xué)家科學(xué)的思維方法、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和忘我的求知精神，以及大師們的人格魅力。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，每一種方法和技術(shù)的產(chǎn)生，無(wú)不是一部生動(dòng)的化學(xué)史。實(shí)驗(yàn)前，教師通過(guò)講解、播放或演示的方式，再現(xiàn)相關(guān)化學(xué)史，創(chuàng)設(shè)化學(xué)家對(duì)相關(guān)化學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)情境，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。比如，在柱色譜實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不容易理解色譜的概念、原理和應(yīng)用。這一方法是20世紀(jì)俄國(guó)植物學(xué)家米哈伊爾茨維特發(fā)明的，他以碳酸鈣做固定相，以石油醚為流動(dòng)相，分離植物色素，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間洗脫之后，植物色素在碳酸鈣柱中實(shí)現(xiàn)了分離，由一條色帶分散為數(shù)條平行的色帶。如果教師在實(shí)驗(yàn)開始前，現(xiàn)場(chǎng)演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不知道要發(fā)生什么，就會(huì)表現(xiàn)出極大的興趣，當(dāng)看到出現(xiàn)不同色帶的時(shí)候，驚喜之情自然溢于言表，就會(huì)急于動(dòng)手試做，那么探究實(shí)驗(yàn)的興趣就會(huì)突然迸發(fā)。學(xué)生在這種真實(shí)的情境中，自然而然地就能夠掌握色譜法、固定相、流動(dòng)相以及色譜法應(yīng)用等知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的自主構(gòu)建。因此，在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)引入相關(guān)化學(xué)史知識(shí)和演示，不僅有利于學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的理解，更有利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.創(chuàng)設(shè)條件實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，不應(yīng)只體現(xiàn)在綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)上，應(yīng)貫穿在所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中。將簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)方案設(shè)計(jì)、變量控制、結(jié)果分析、討論總結(jié)，為學(xué)生創(chuàng)造更多的思考空間，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，達(dá)到創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的目的。在實(shí)驗(yàn)課中，改變?cè)瓉?lái)千篇一律的做法，對(duì)簡(jiǎn)單的基本操作或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行條件設(shè)計(jì)，再分組實(shí)施。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不再是已知，有了懸念，學(xué)生就會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有期待。比如，在薄層色譜實(shí)驗(yàn)中，展開劑的選擇是掌握和運(yùn)用本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。對(duì)于一個(gè)未知的混合物，怎樣通過(guò)極性的大小來(lái)選擇和配制展開劑，展開劑的極性改變對(duì)分離效果有什么影響，這些問(wèn)題僅憑講解，學(xué)生不容易理解。以往的實(shí)驗(yàn)，全班都用同一配比的展開劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有差別，學(xué)生不能很好地理解上述問(wèn)題。如果變化展開劑的配比，學(xué)生就會(huì)親眼看到展開劑極性大小與展開能力之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以這樣操作：將學(xué)生分成四組，在該實(shí)驗(yàn)中使用丙酮和水混合溶液做展開劑，每組學(xué)生分別使用不同配比的展開劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來(lái)后，將所有薄層板集中擺到一起，差異一目了然，學(xué)生就會(huì)不自覺(jué)地討論起來(lái)，甚至拍下結(jié)果照片，實(shí)驗(yàn)給學(xué)生們留下了深刻的印象。通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的條件進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)一種真實(shí)的條件實(shí)驗(yàn)情境，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

3.師生協(xié)同，提高實(shí)驗(yàn)技能

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，教師是主體，學(xué)生是被動(dòng)的操作者，這就使得學(xué)生做任何實(shí)驗(yàn)都不用動(dòng)腦，只需模仿教師動(dòng)作操作一遍，實(shí)驗(yàn)技能得不到充分訓(xùn)練。如果實(shí)驗(yàn)課學(xué)生是主體，教師與學(xué)生協(xié)同完成，將有利于實(shí)驗(yàn)技能的提高。在有機(jī)化學(xué)基本操作實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生只看一遍教師演示安裝儀器，再自己安裝一遍，訓(xùn)練機(jī)會(huì)少，實(shí)驗(yàn)技能無(wú)法提高。如果演示過(guò)程交給學(xué)生自己，這將增加學(xué)生的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，加深學(xué)生的印象。比如，在蒸餾實(shí)驗(yàn)中，我們將學(xué)生分成4個(gè)大組，要求課前以組為單位預(yù)習(xí)，課上每組派代表分別安裝一套儀器后，全班同學(xué)共同糾錯(cuò)，最后老師點(diǎn)評(píng)。在這一師生協(xié)同的過(guò)程中，學(xué)生在糾錯(cuò)中觀察能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力得到了提高，豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提升了實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)生成為了真正的實(shí)踐者和探索者。

4.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，提高科學(xué)思維能力

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題是培養(yǎng)科學(xué)思維的重要途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師可圍繞實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題，通過(guò)這些問(wèn)題的提出來(lái)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中帶著問(wèn)題去觀察和分析，并通過(guò)學(xué)生間的協(xié)作來(lái)解決問(wèn)題。這種方法有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。如正丁醚的合成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的每一步都需要至少設(shè)計(jì)一個(gè)問(wèn)題，使學(xué)生不能放松每一步操作。比如，加料時(shí)為什么要緩慢加入濃硫酸，并立刻混合均勻？分水器為什么要預(yù)加一定量水？加熱回流時(shí)，蒸汽有哪幾種組分？溫度過(guò)高或過(guò)低會(huì)生成什么？怎樣判斷反應(yīng)是否結(jié)束？產(chǎn)物處理時(shí)，硫酸和水洗滌的目的是什么？為什么用無(wú)水氯化鈣干燥，而不用無(wú)水硫酸鎂？把問(wèn)題貫穿到實(shí)驗(yàn)的每一步，學(xué)生只有通過(guò)仔細(xì)觀察現(xiàn)象，不放過(guò)任何細(xì)節(jié)，并勤于思考，才能解決提出的問(wèn)題。同時(shí)，由于學(xué)生觀察的仔細(xì)，也容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，科學(xué)思維能力也能得到訓(xùn)練。

5.討論總結(jié)，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，報(bào)告上交，學(xué)生即刻離開實(shí)驗(yàn)室。由于實(shí)驗(yàn)方案統(tǒng)一，實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異很小，學(xué)生不關(guān)心自己和同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，報(bào)告上交即完成實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，我們通過(guò)創(chuàng)設(shè)條件實(shí)驗(yàn)，人為產(chǎn)生不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增設(shè)結(jié)果分析討論環(huán)節(jié)來(lái)提高教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生將結(jié)果全部寫到黑板上，當(dāng)所有結(jié)果集中在一起時(shí)，對(duì)不同方案所產(chǎn)生的差異就會(huì)一目了然。這時(shí)，師生共同分析討論，結(jié)果好的和結(jié)果差的組分別描述實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，分析導(dǎo)致不同結(jié)果的原因，進(jìn)而探討解決問(wèn)題的方法。對(duì)應(yīng)該成功而失敗的結(jié)果，并不影響實(shí)驗(yàn)成績(jī)，只要找到原因，給出正確的分析，一樣是好結(jié)果。每次實(shí)驗(yàn)的討論總結(jié)，為學(xué)生積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然以基本操作和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，但通過(guò)情境教學(xué)法對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)，使基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不再單調(diào)，而是鮮活的、變化的、可設(shè)計(jì)的。激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維方法，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

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