随着各种课改新教材的使用,一些问题始料不及地出现,这种情况引发我的思考。从整体上看,化学新教材比旧教材做了较大的调整。在知识组成上,加进了材料、能源、营养素、资源等内容,使化学更贴近生活实际;在知识安排上,把许多原有的学生重复实验改成了随堂的探究实验,让学生更多地体验学习的全过程和实验探究的全过程。在全面课程改革的今天,教师的教育观念的确发生了很大的变化。在取得成绩的同时,我们也要看到存在的问题。
实验探究中的偶然发现
北京市某区中考复习习题:甲同学为了探究铝、铁和铜的活动性,他用铁丝、铜丝、铝线和稀盐酸四种物质,设计了以下只用一支试管,取一次盐酸的探究方案。
实验步骤1的参考答案:生成无色气体,无色溶液变成淡绿色。实验步骤2的参考答案:铜丝。实验步骤3的参考答案:铝丝,表面变黑(有固体析出)。
另一个区也曾用过这道习题,不同之处是:实验步骤3的参考答案不是让学生填,而是给出了具体的内容:淡绿色溶液逐渐变为无色。同一个题目,两个区提供的实验现象却不同。
学生做题时出现的答案主要有:溶液由淡绿色逐渐变成无色,生成黑色固体;溶液由淡绿色逐渐变成无色,生成银白色固体。
溶液颜色的变化似乎没有引起大家的争议:得出反应生成黑色固体的根据是铁粉是黑色的;得出反应生成银白色固体的根据是铁是银白色金属。谁对谁错,出现了疑问。
答案到底是什么?我没有根据参考答案轻易下结论,也没有根据已有的知识进行简单判断,而是走进实验室,动手去做实验。
多次实验让我意外地发现,最没争议的反应溶液的变化暴露出问题:硫酸亚铁溶液放入金属铝浸泡一天一夜,淡绿色没有褪去,铝丝表面也没有任何现象出现。而氯化亚铁溶液放入铝丝,立即冒气泡,铝丝表面生成黑色固体,溶液颜色变黄,生成褐色絮状沉淀,24小时后仍有气泡生成,溶液颜色更深。
通过实验,我对现在所给出的某些化学习题答案的准确性产生了怀疑。人教版义务教育课程标准实验教科书第11页指出:“化学是一门以实验为基础的科学,化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。化学学习的一个重要途径是实验,通过实验以及对实验现象的观察、记录和分析等,可以发现和验证化学原理。”这不仅是给学生提出了学习化学、研究化学的方法,也是给教师和从事化学研究的人员提出了研究化学的方法。
这次的实验探究使我体会到:科学研究、尤其是化学科学研究,应重视实验,不能人云亦云。尤其是初中的化学教学,更应该侧重以实验为基础,减少对知识的盲目迁移。对于教学中存在的疑惑,教师要用科学实验的方法去寻求答案。
实验探究中的吃惊发现
一次学校月考,教师以酸碱盐来命题,考题中有这样的一道题:小冬在自制指示剂的探究活动中,记录如下。由下表判断,其中不能做指示剂的是:( )
根据题意,只有胡萝卜的汁液在酸性、中性和碱性溶液中显同种颜色,不能做指示剂,答案是B。
这是一道传统题,过去做时从没多想,也从没什么疑问。但在今年的教学活动中,我给学生留了一个家庭实验,让学生用紫甘蓝、水萝卜、胡萝卜等生活中的常见物自制指示剂,检验家中的一些常见溶液的酸碱性。一名男同学在实验后汇报说:“胡萝卜浸出液颜色很浅,滴到醋里看不出变化,滴到碱性溶液中有点发黄。”我说:“你把药品拿来,我再试试,有可能你用的溶液酸碱性弱,我用实验室的药品试验一下。”我用盐酸和氢氧化钠溶液试了试:酸溶液不能使胡萝卜酒精浸出液变色,碱溶液能使胡萝卜酒精浸出液变成黄色,得出的结论是:“胡萝卜酒精浸出液在酸碱溶液中能显出不同的颜色,因此它可以做酸碱指示剂。”
实验后,我很震惊,到底胡萝卜汁液能否做酸碱指示剂?询问出题的教师,说是选自2006年某区中考题。我到网上查2006年中考题,还查出类似的题目,答案均为:“胡萝卜汁液不能做指示剂,因为它在酸性和碱性溶液中显示的是同种颜色。”
中考题怎么可能出错?带着疑问我再次走进实验室,重新做了这个实验。实验结论清晰地显示:胡萝卜酒精浸出液能在酸性溶液和碱性溶液中显示不同颜色,说明胡萝卜酒精浸出液可以做酸碱指示剂。
这个结果让我震惊!
实验探究带来的深度思考
1.难题为什么越来越多
一年学期期末,一些学生家长到学校了解孩子的考试成绩,同时也向各科教师询问孩子的学习状况。一个学生的母亲在与我的交谈中说:“我是搞电的,而且是比较尖端的。看了孩子的物理电学题,真够难的。”由此可见,难题多的原因之一是脱离了生活生产实际。
工作中,化学教师因一本书学一年、80分,被一些学生和家长轻视。从事化学教学的教师、实验员对此心里不平衡,不断增加出题的难度。由此可见,难题多的原因之二是要体现自己学科的价值。
每年中考后,一些教师反映不错的题被保留下来,而这些题都是有一定难度的题目,久而久之,难题越来越多。由此可见,难题多的原因之三是难题的长期积累。
在教学中,难题能激发教师研究的兴趣。在授课时能讲出彩儿,能吸引学生,体现教师的知识水平、分析能力和教学水平。长此以往,题目会越编越难,教学难度会越来越高。由此可见,难题多的原因之四是教师的表现欲。
2.有问题的题目和知识点为什么这么多
我算不上优秀的化学教师,学历不高,理论知识也很匮乏,但却在教学中发现了许多问题。
(1)前面提到的金属铝与亚铁盐溶液的置换现象。
(2)前面提到的胡萝卜酒精浸出液遇酸性或碱性溶液的变色现象。
(3)铁钉放在硝酸银溶液中反应,比铁与硫酸铜溶液的反应、铜片与硝酸银溶液的反应速率低得多。铁钉放入硝酸银溶液片刻后取出,铁钉质量变轻还是变重,溶液质量变轻还是变重,用这样的问题考察学生有没有意义?
(4)金属活动顺序表中,只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,这个规律就不适用于活泼金属钾、钙、钠。由此看出,一般的规律中会有特例,不能任意迁移。
(5)铁钉放在硫酸铜溶液中,立即发生化学反应,生成红色固体覆盖在铁钉表面,片刻取出铁钉烘干称重,质量比原铁钉重。若把铁钉放在硝酸银溶液中,想象着应该更快,铁钉会变得更重,结果它会让你等一天都看不到现象,不要说片刻了。
这些实验没人去做,没人去研究。任课教师的眼睛放在授课和解题上,答案怎么给,教师就怎么教。我只是在学生的作业和实验探究的启发下做了一些实验,如果从事化学教学工作的教师都动起手来,那么基础化学的教育就会更科学、更严谨。作为教育研究者,心中应该明确:规律不能任意延伸,知识不能任意迁移,科学不能想象,答案不能编篡。■
□编辑 王宇华