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化学新课程教材中各式各样的实验很多,有以学生为主的活动探究,有以教师为主的演示探究,还有课后的家庭探究以及以拓展学生知识为目的的社会调查,等等。

人教版《义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级)》第八、九两单元中,活动探究有金属活动性强弱、锈蚀条件、溶解的过程中溶液温度的变化以及饱和与不饱和溶液相互转化的方法和绘制代表物质溶解度曲线等,家庭探究有淬火与回火、自制明矾和汽水、洗涤剂去污原理等,教师的演示探究有比较纯金属、合金的性能,CO还原Fe2O3,溶液的配制,不同溶质、溶剂溶解性不同的比较,酒精与水的互溶以及乳化原理的演示,等等。

面对以上众多的探究实验,如何重组内容、选择方法?又如何确定最佳形式来组织探究实验的教学?这是所有化学教师都要碰到的问题。目前没有现成的答案,也没有成功的案例可以照搬,需要我们教师根据课标理念和学生的实际水平,进行多角度、全方位的思考,主动重组文本素材,并在实施后积极反思和修改,这就是我们理解的课程二次开发。

新课程必须与时俱进地开发,才能走向成熟,教师只有在开发中才能实现跨跃式发展。开发的方式可以是智者见智、仁者见仁。目前现状是:有的“不放心”老教材的内容,正在努力补充教材内容;有的在寻找各种探究新题目;有的则按部就班、照本宣科,以等待他人开发的成果来装备自己。总之,在开发课程的动机、重组方式、关注的内容上都存在很大的差别,而且还存在许多开发的误区。笔者认为:首先要明确开发的动机。这个问题不解决,二次开发就会走上“斜路”。其次,怎样开发才能符合课标要求?笔者认为:在开发中必须遵循两条基本原则,一是多样性原则,二是反思性原则。

一、探究内容的多样性

通过探究,不仅要验证教师的讲解是否正确,而且还要引导学生产生问题、积极思考,激发兴趣去研究更多的未知问题。例如CO还原Fe2O3的演示探究改为活动探究后,在探究中可引发以下问题。

1.不能解决的问题:在CO还原Fe2O3的反应中,生成的铁粉为什么不是银白色的而是黑色?而实验室外购的铁粉却是银白色的。

2.值得探究的问题:CO还原Fe2O3所得的黑色粉末到底是不是铁?为此,学生纷纷设计了自己的实验方案来证明黑色粉末是铁。有学生提出用磁铁吸引法来证明是铁,方法似乎既好又简单,但立即有学生反对:如果黑色粉末是Fe3O4,也会被磁铁吸引。于是学生探究热情高涨,在小组讨论的基础上,重新设计实验方案来证明黑色粉末是Fe而不是Fe3O4也不是Fe和Fe3O4的混合物。方案摘录如下页表所示。(探究时间另行安排。)

3.需要注意的问题:

(1)在利用甲酸与浓硫酸反应制CO气体的操作中,注意要把浓硫酸放在烧瓶中加热,而甲酸要从分液漏斗中逐滴放出。如果逆序操作,将会造成药品浪费,效果差的后果。

(2)在操作中,当红色Fe2O3粉末全部变成黑色后停止加热,并在CO气流中冷却。但因CO有毒,往往在铁还未完全冷却时就已经停止通入CO。因此没有彻底冷却的铁从玻璃管中倒出后,立即又被氧化变成红色,导致验证实验无法进行。


二、探究方法的多样性

创设探究实验的情景是实现探究方法多样性的重要途径。教材上探究的金属锈蚀条件实质上是理想状态下的理论条件,然而,现实生活中锈蚀的具体条件是有许多差异的。因此,在金属锈蚀条件的活动探究结束后,又增添了不同条件下的金属锈蚀的探究,以拓展学生的知识面,现介绍如下:①光亮铁钉浸没在菜油之中;②光亮铁钉半浸半露在菜油中;③光亮铁钉完全浸没在食盐水中;④光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。教师不但要给学生出题目,还要发挥点拨作用,提出注意点:①观察的一周中不要振荡试管,否则会破坏生锈的界面;②把各人设置的具体条件和锈蚀的状况详尽记录在案,以利分析和归纳,写出高质量的家庭探究报告。

在理论分析的基础上让学生学会大胆猜想,通过实践、实验去小心求证猜想。如果猜想与实际现象不一致,学生就要学会寻找原因:“是猜想中的理论依据不足?还是具体操作中的失误?”特别是有些学生观察到“干燥试管”中,完全浸没在“蒸馏水”中的铁钉仍然生锈时觉得很奇怪,希望教师能给出答案。这时,教师应该启发学生去对照思考:其他学生的干燥试管中,完全浸没在蒸馏水中的铁钉为什么没有锈蚀?经思考学生很快会找到可能的答案是:干燥的试管不够干或蒸馏水中还溶有氧。经教师点拨,学生重做家庭探究的积极性油然而生。

又如溶解过程中,在溶液温度变化的活动探究之前,补充两个传统的演示实验以增加感性的、形象的认识。NH4NO3溶解于水时,能把烧杯底与小塑片之间的水结成冰,从而粘住塑片。在烧杯外壁用蜡粘住小木片的烧杯中放入NaOH溶解后,小木片掉下。学生建立实验直观形象,有利于作为理解原理的载体,从而使溶液温度因溶质溶解而升降的原因分析变得更易记忆和理解。

三、探究形式的多样性

教材中其他许多探究的组织教学形式可以因地制宜、因人制宜、因时制宜,但绝不能随心所欲,没有章法。提出形式的多样性,就是为了丰富课堂教学情景,活跃学生学习方式。不拘一格创新路,并不是搞“花架子”,而是更加关注如何让学生获得的更多,获得的更好。

饱和与不饱和溶液相互转化的探究采用边讲边演示,边演示边归纳的形式;金属活动性强弱探究,先进行投影对比演示,然后学生分组实验验证,经学生仔细观察现象并对照教材上的动画“金属娃”的喜忧表情彩图来建立金属活动性强弱的形象链;绘制代表物质的溶解度曲线可以择优展览,不合格者反思重画;自制明矾和汽水,可以选择动手能力较强的学生示范引路,再向其他学生介绍经验,使家庭探究的学生队伍日益扩大,形成探究氛围,促进探究实验成为一种新型的学习方式而且更是一种重要的学习内容。

四、反思内容和形式的统一性

形式和内容的完美统一是任何优秀作品的第一外观特征,课程的二次开发,实际上是张扬教师的教学个性,展示个人的教学魅力,从某种意义上说并不比艺术作品逊色。不管何种探究,实验设计好、方案活动结束后都要回顾一下:主题和采用形式是否统一;哪些环节还不尽合理并需要改进;用什么方法和途径可以取得更好的效果。

家庭小实验不一定都要在家里做,如果学校组织课外活动小组,在校内实验室做,其形式可能更好。如纯金属及各种合金的收集、识别鉴定、性能比较,都可以由活动小组来完成。目前的困难是:初三没有设置科技活动课。因此我们建议:学校教学资源必须重组,实验室的功能要重新认识,校本课程要配套改革,这种深层次的开发势在必行。

五、反思课标理念与实际获得的一致性

教师应通过各式探究,培养学生的科学态度和素养,使学生动手实践能力和科学思维品质以及应对考试的技能得到同步发展。然而学生在长期接受性学习的环境下所养成的学习习惯及思维定势不可能一朝一夕就改变。如果片面强调新教材的新要求,盲目追求完美新型,就会脱离实际。迁就学生的现实水平,不思革新,安于现状,随波逐流,都是不可取的。在探究实验二次开发前后,都要思考:我们的开发举措一方面要通过自己设计的方案来透视课程理念,另一方面还要考虑学生的现状实际,即上接理念要新,下接学生现状要实。每一个探究结束后,想想学生从中获得了什么?知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观是否有机整合。

笔者认为,检验课程二次开发成功与否的标准只有一条,那就是学生的探究兴趣是否被进一步激发?学习欲望是否进一步增强?例如洗涤剂去污原理、比较汽油和水对NaCl的溶解性不同等家庭探究,可以单做、合做,也可以同时对比做,溶解去污、乳化去污以及油脂与烧碱反应去污的不同原因何在?结合实际提出一些思维容量较大的问题,来训练学生,让学生在比较分析中深化化学知识与技能,在探究中注重过程和方法,培养实验的情感、态度、价值取向等。总之,只有在组织探究实验的教学中,教师学会了探究,学会开发创新,才能正确引导学生去探究。否则,教师仍然是教书匠,学生仍然是接受器,只有把探究实验的二次开发当做艺术来研究,才能使实验教学真正成为学生发展的载体。

*本文原载《教学仪器与实验》2003年第6期,现刊出时略有修改。

    
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