雷宇

【摘 要】實(shí)驗(yàn)既是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)，又是化學(xué)教學(xué)的有效手段，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)開展探究教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的方向之一。以實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等實(shí)驗(yàn)要素為切入點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)創(chuàng)造更多的實(shí)踐途徑，從而實(shí)現(xiàn)基于實(shí)驗(yàn)的探究教學(xué)在理念、思維和操作層面的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)要素 實(shí)驗(yàn)探究

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）14-0091-02

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河伞膀?yàn)證”向“探究”轉(zhuǎn)化

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)要素中的核心要素。這是因?yàn)?，?shí)驗(yàn)的目的不同，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、手段和方法就不同。筆者認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡霓D(zhuǎn)變是理念層面的轉(zhuǎn)變，即給學(xué)生充分探索答案的機(jī)會(huì)。在新課程實(shí)施的今天，學(xué)生仍然使用“實(shí)驗(yàn)手冊(cè)”，雖然這樣大大地減輕了師生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的負(fù)擔(dān)，但同時(shí)也抹殺了學(xué)生充分探索答案的機(jī)會(huì)，也會(huì)導(dǎo)致一部分教師“有而無(wú)憂”的心理，形成“飯來(lái)張口、衣來(lái)伸手”的壞習(xí)慣，磨滅了再創(chuàng)造的機(jī)會(huì)。倘若教師有“實(shí)驗(yàn)手冊(cè)”而學(xué)生沒(méi)有，教師的再創(chuàng)造是完全可能的，學(xué)生探索的機(jī)會(huì)也會(huì)增大。有些“實(shí)驗(yàn)手冊(cè)”中的實(shí)驗(yàn)，雖有“探究”之名，而無(wú)“探究”之實(shí)，或由于“實(shí)驗(yàn)手冊(cè)”的存在而喪失了探究的可能。如一個(gè)“探究乙醇的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)的“思考與猜想”欄目中，設(shè)置了如下內(nèi)容：寫出乙醇和水的結(jié)構(gòu)式，請(qǐng)猜測(cè)金屬鈉能否跟乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？你為什么做出這樣的猜想？將一塊金屬銅片放在酒精燈火焰的外焰上灼燒，可能發(fā)生什么反應(yīng)？反應(yīng)中銅表現(xiàn)出什么性質(zhì)？將灼熱的表面變黑的銅片伸入盛有氫氣的瓶中，可能發(fā)生什么反應(yīng)？反應(yīng)中氫氣表現(xiàn)出什么性質(zhì)？你認(rèn)為乙醇是否具有還原性？將灼熱的表面變黑的銅片立即放入無(wú)水乙醇中，可能發(fā)生什么現(xiàn)象？請(qǐng)你將你的猜想設(shè)計(jì)成一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)加以證明。這一設(shè)置表明了編者的“良苦用心”，千方百計(jì)“引導(dǎo)”學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，但就是因?yàn)椤斑^(guò)分的設(shè)計(jì)”和“手冊(cè)的出現(xiàn)”（后續(xù)問(wèn)題的導(dǎo)向作用）導(dǎo)致了探究很難達(dá)到預(yù)期的效果。該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容則是乙醇與鈉和氧化銅兩個(gè)反應(yīng)，只要稍作分析：乙醇與鈉反應(yīng)表現(xiàn)出氧化性；與氧化銅反應(yīng)表現(xiàn)出還原性?？梢?，乙醇的氧化還原性是并存的，實(shí)際上，這是絕大多數(shù)物質(zhì)的通性。倘若以此出發(fā)，可以設(shè)置如下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想和方案設(shè)計(jì)：

①乙醇有沒(méi)有氧化性和還原性？理由是什么？

②怎樣證明乙醇有氧化性或還原性？可以選擇哪些化學(xué)試劑？通過(guò)這樣的問(wèn)題設(shè)計(jì)，其開放性大，探究的可能性就更大，即使在“手冊(cè)”里預(yù)先呈現(xiàn)，也不會(huì)給學(xué)生以暗示。

二、實(shí)驗(yàn)原理：由“單一”向“發(fā)散”轉(zhuǎn)化

一般實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理是事先給定的，教師也很難對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行干預(yù)或改變，但制備物質(zhì)往往有不同的途徑，不同的制備途徑所應(yīng)用的原理可能有所差別。因此，在物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中可以對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行探究，從而設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行合理的選擇。

三、實(shí)驗(yàn)裝置：由“給予”向“創(chuàng)造”轉(zhuǎn)化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)裝置往往是事先給予的，這不僅會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課本實(shí)驗(yàn)裝置的僵化，同時(shí)也會(huì)對(duì)新的實(shí)驗(yàn)裝置的解讀產(chǎn)生困難，從而喪失了創(chuàng)新和創(chuàng)造的機(jī)會(huì)。

四、實(shí)驗(yàn)步驟：由“指定”向“設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)化

實(shí)驗(yàn)步驟是由實(shí)驗(yàn)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案決定的，一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康木陀卸喾N實(shí)驗(yàn)假設(shè)，會(huì)產(chǎn)生更多的實(shí)驗(yàn)方案，從而導(dǎo)致多種多樣的操作步驟。而“實(shí)驗(yàn)手冊(cè)”中卻以“經(jīng)典”步驟，把學(xué)生“做實(shí)驗(yàn)”的實(shí)踐過(guò)程禁錮在“讀實(shí)驗(yàn)”的文本對(duì)話中。教材需要“讀”，實(shí)驗(yàn)也要“讀”，實(shí)驗(yàn)在多重因素的影響下，自覺(jué)不自覺(jué)地走上了“只讀不做”的大道。因此，有學(xué)者提出要突破和超越“讀”的觀念，強(qiáng)化對(duì)“做”的認(rèn)識(shí)，在讀與做之間尋求動(dòng)態(tài)的發(fā)展，也許可以讓科學(xué)教育走向一片更廣闊的天空。實(shí)驗(yàn)是“做”的良好機(jī)會(huì)，如果希望學(xué)生“做”，那必須給學(xué)生一定的“做”的自主權(quán)。例如，在探究氯水的漂白作用時(shí)，根據(jù)Cl2+H2OH++Cl-+HClO及H2OH++OH-和HClOH++ClO-可知氯水的成分主要有H2O、Cl2、H+、Cl-、HClO，還有極少量的ClO-和OH-，因此，對(duì)氯水中起漂白作用的微粒的假設(shè)是多樣的，可能是一種微粒或多種微粒的共同作用，根據(jù)不同假設(shè)而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的方案也應(yīng)該是多樣的，學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)的操作順序則更應(yīng)該是多樣的。只有這樣，實(shí)驗(yàn)的步驟才真正是學(xué)生自己親手設(shè)計(jì)的。當(dāng)學(xué)生親手實(shí)踐著自己的想法和設(shè)計(jì)，那是何等的享受?。∵@是學(xué)生在“閱讀”實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)所無(wú)法享受的。筆者認(rèn)為，“實(shí)驗(yàn)手冊(cè)”應(yīng)該隱退為教師的教學(xué)參考用書，讓學(xué)生有更大的實(shí)踐自主權(quán)。在學(xué)生手里，應(yīng)該是一張空白的實(shí)驗(yàn)報(bào)告單，這需要學(xué)生去書寫、去創(chuàng)造。

五、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：由“事實(shí)”向“問(wèn)題”轉(zhuǎn)化

實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際得到的理論預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象間存在3種關(guān)系：即完全一致，有些偏差，或截然不同。如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)的截然不同，一般認(rèn)為是基于不同機(jī)理導(dǎo)致的，教師往往會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生深入探究。

如在進(jìn)行Al的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，用除去氧化膜的Al片分別與H+濃度相同的稀HCl和稀H2SO4反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在明顯不同的現(xiàn)象：

①跟稀鹽酸反應(yīng)快，產(chǎn)生氣泡多；

②跟稀硫酸反應(yīng)慢，產(chǎn)生氣泡很少。

從而提出假設(shè)：

①氯離子對(duì)反應(yīng)有促進(jìn)作用；

②硫酸根離子對(duì)反應(yīng)有抑制作用。

并設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究：

①在稀硫酸中加入固體食鹽，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)明顯加快；

②在稀鹽酸中加入固體硫酸鈉，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)幾乎沒(méi)有什么影響。

最后得出結(jié)論氯離子對(duì)鋁片跟H+反應(yīng)有促進(jìn)作用，這一探索結(jié)論與Cl-與Al3+形成配合物AlCl4-[4]從而加速致密氧化膜結(jié)構(gòu)的破壞這一科學(xué)結(jié)論是一致的。如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)現(xiàn)象有些偏差，一般認(rèn)為化學(xué)試劑的純度原因，稍作解釋以了事。實(shí)際上，這可能涉及更為廣泛的反應(yīng)機(jī)理，更有必要探究。如在盛有少量FeCl2溶液的試管中滴入數(shù)滴KSCN溶液（Fe2+不能使KSCN溶液變血紅色），再向混合液中加入一定量的新制氯水時(shí)只有一點(diǎn)點(diǎn)淺紅色，并沒(méi)有預(yù)測(cè)中的血紅色。這一探究活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，滴加試劑的順序不同會(huì)導(dǎo)致不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而對(duì)操作步驟進(jìn)行改進(jìn)。

綜上所述，現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題往往是綜合性的，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的意外現(xiàn)象、學(xué)生生活中遇到一些化學(xué)問(wèn)題往往能開闊學(xué)生的思路，成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的良好素材和探究起點(diǎn)。即使是與理論預(yù)測(cè)完全一致的結(jié)論也可以質(zhì)疑，學(xué)生通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)、探究才可以拓寬思路，從而得到比平時(shí)更多的、課本上學(xué)不到的知識(shí)！