“新异”化学实验教育价值的探讨

鞠东胜 王金龙

（江苏省扬州中学 江苏 扬州 225009）

一、提出问题

课程资源的开发和建设，是当前基础教育课程改革的重要课题。《普通高中化学课程标准》（实验）提出，“开发实验仪器，研究低成本、少污染的化学实验，……充分利用生活中的常见用品和废弃物，设计富有特色的实验和实践活动”［1］。人们在教学实践中早就发现，与专业仪器、化学试剂相比，使用生活物品、器具、药品或人体肢体语言等演示化学原理，学生更容易接受和理解。在我国，虽然这类设计在教学期刊中有报告［2～3］，在教学实践中有运用，但没有引起化学教育界的普遍重视，也缺乏深入的理论探讨。为此，我们提出“新异”化学实验的概念，根据化学课程标准的目标要求，从理论上探讨其独特的教育价值，以拓展化学课程的教育教学思路。

二、“新异”化学实验的概念

1．化学实验分类

从资源利用和开发的角度，我们将化学实验教学分为两类：一类是利用学校装备的专门实验器材开展的教学活动（简称第一类实验）；另一类是指选择和利用实验室之外的其他材料、物品和器具等生活资源及研发自制的实验器具开展的教学活动（简称第二类实验）。

长期以来我们一直强调加强实验教学，但人们似乎不清楚应该同时加强上述两类实验教学，还是仅仅强调其中之一。针对这个问题的不同认识，极可能出现不同的教学行为、不同的教学效果以及不同的评价方式。假定认为两类实验形式的教育功能相同，自然会加强第一类实验教学，认为第二类实验是在条件较差的年代或在经济欠发达地区才提倡的做法。如果认识到两类实验的教育功能不尽相同、各具特性，才能把加强实验教学理解为是将两类实验教学有机结合、优势互补，最大限度地发挥化学实验的教育功能；也才有可能在加强实验室建设、充分利用实验室现有资源的同时，发挥广大教师的聪明才智，大力推行第二类实验，使每位教师的教学彰显个性，使学生的成长各具特色。

为了进一步明确第二类实验概念的内涵和外延，给今后相关的研究工作带来方便，在借鉴物理教育研究成果的基础上［4～5］，我们认为使用“新异”化学实验这一概念较为贴切。

2．“新异”化学实验的概念及内涵

“新异”化学实验，是指有目的地选择和利用实验室之外的其他存在物，运用其新功能开展的一系列体现自创性、体验性、趣味性、简易性和生活化的化学实验教学活动。其中，“实验室之外的存在物”主要指生活中易得的物品、器材、器具、药品以及人体肢体语言等。“运用新功能”主要指根据教学需要，挖掘实验室之外的其他存在物的隐性价值。就具体形式而言，它大致分为自制器具型、自组物件型、借用器具型和徒手实验等4 种类型。

“新异”化学实验，首先它是一种实验，具备科学实验的基本特征，是在人为控制条件下人们有目的的实践活动，是教学意义上的感知行为，它追求简单、便捷、有趣、紧密联系学生生活与经验。其次，它有别于使用专业仪器开展的化学实验，即所谓普通实验，相当于在工业化规模生产之前，化学家借用生活或生产中一切可以利用的材料、物品、器具等器材进行的原创性科学探索实验，这便是早期的“新异”实验。它一旦产品化和广泛推广，便转变为普通实验。而现代“新异”实验则具备一定的独立性，大多数不会成为、也没有必要成为普通实验，如借助于粉笔、饮料瓶、棉签等物品进行的化学实验。其三，我们提出“新异”化学实验，不仅仅是为了提出一个概念和对已有实践经验进行总结，更重要的是从新的视角来审视化学实验的教育内涵及其教育价值。

三、“新异”化学实验的教育价值

“新异”化学实验对于落实化学新课程目标，培养学生持久、终身的学习能力，具有独特的作用，是普通化学实验所无法取代的。

1．“新异”化学实验有利于学生构建知识的意义

建构主义学习理论认为，学习是建构性的，学习的本质起源于学生的实践活动——学生与外界的交互行为及其内部认知加工过程，是学生通过活动对体验的内化、对知识意义的生成和人格精神的建构过程。新课程改革也提出转变传统教学模式，把学生自身的努力放在教育的中心地位，并促使他们意识到自身在知识建构中的作用。

“新异”化学实验的自创性、体验性、趣味性、生活化等特点，为学生在校内外自己动手、自主学习提供可能。实践的目标是将客体（生活材料或物品）生成具有化学意义的新结构或揭示现象的内在本质，在这种既熟悉又陌生的场景中，有利于学生主动建构知识的意义。例如，通过皮筋热缩冷胀说明反应的自发性［6］，这个过程就包括学生对“焓变”、“熵变”意义的主动建构过程。又如，给每位学生发旧版5 分硬币6 枚，将硬币表面蘸上水，让它们重叠起来。保持硬币水平用手竖直向上提上面第一枚硬币，下面的5 枚硬币会被一起提起来，说明水分子间的相互作用力（含范德华力和氢键）。通过实验把对抽象概念或理论的认识外显，从而消除或减弱学生对化学原理的神秘感和畏惧感，这在一定程度上弥补了普通实验的不足。“新异”化学实验的体验性特点，无疑是促进学生知识保持的有效手段之一。

运用生活物品进行化学实验，减少程序化的预设成分，学生动手实践的机会自然增多，会不断积累直接经验，促进学生形成实践技能。由“注重知识” 变为“关心学生”，由“追求学科体系的完整”转向“组织活动”，“新异”化学实验是培养学生“爱学习”、“肯研究” 、“有出息”等优良品质的重要途径。

2．“新异”化学实验有助于学生体验科学探究过程

在人们对探究性学习形成共识的情况下，具体内容和方法成为每个学科课程关注和研究的重点。该由谁提出问题？ 什么样的问题适合学生探究？ 这是教师必须解决的重要问题。在学科课堂教学中，切实可行而且效果良好的方法是教师设置问题情境，并通过引导优化和集中学生的问题，使得后续的探究有明确的目标和内容［7］。“新异”化学实验为探究性教学提供了丰富的资源保障，这是因为“新异”化学实验所涉及的物品和药品就在生活环境中，尽管学生对它们很熟悉，但对其固有的化学属性或隐含的化学原理未必知晓。所以，针对生活物品或药品的化学特性，可开发出许多学生感兴趣的研究课题。既可以设计突出某一环节的探究活动，也可以经历科学探究的全过程。比如，用“泡腾片”做化学实验［8］、“84 消毒液性质的探究”教学设计［9］等。

可见，“新异”化学实验的显著特点是，问题源于生活，实施器材选自环境，实验现象奇特，更能激发学生探究兴趣，同时在建构知识、学习方法与知识应用等方面架设联系纽带。特别是引导学生逐渐形成以化学的视角分析周围环境的能力，提高学生的科学素养。

3．“新异”化学实验是培养学生创造性思维的重要平台

创造性思维是思维活动的高级水平，即是指人们在已有知识经验的基础上，从问题中找出新关系，寻求新答案的过程，这种思维具有新颖性、独特性和发散性。

“新异” 化学实验教学常常借用非专业用品设计教学活动，时常面临并解决“在实验内容确定的情况下，思考生活环境中可利用的资源”、“在给定实验材料、物品、器具等资源的情况下，设想它们可能的实验用途”等发散、集中性问题。“新异”化学实验中蕴含的“变换”、“借用”、、“迁移”、“组合”、“干预”等丰富的创新思路，无不潜移默化地影响着学生。显然，“新异”化学实验展现了变化条件下的实验新方法，这对于提高学生解决问题的能力，发挥着无可比拟的功效。例如，让学生完成无滴管的氨气喷泉实验（如图1 所示），虽然它已面世十多年，但至今仍被许多教师采用，成为训练学生创造性思维的典型案例。

4．“新异”化学实验有利于培养学生的科学情感

图1 氨气喷泉实验装置简图

在化学课程中培养学生正确的情感态度与价值观，是新课程改革必须达成的重要目标。情感不能灌输，也不能空洞地说教，只有通过不断地体验，形成心理积淀而养成［4］。在化学课程中培养学生的科学情感，重在让学生直接与化学事实接触，以获得独特的、挑战性的直接经验，从而使学生在亲身体验中情感需要得到满足。“新异” 化学实验不仅具有实践属性、包含化学原理，而且凝聚着教师或学生智慧的非语言信息，同时给参与者带来挑战、困惑、问题、曲折、欣赏和愉悦，使学生进入忘我的体验与探索境界。例如，将浸有硫酸铜溶液的滤纸烘干并烤焦，着火后将其离开酒精灯，慢慢地使整张滤纸烧尽，观察到有红色鳞片状物质生成。滤纸变黑是其碳化和硫酸铜分解生成氧化铜，红色物质即为金属铜［10］。如此进行碳还原氧化铜实验，对其神奇现象背后隐藏的化学原理进行揭示，会使学生了解到化学知识的巧妙运用，倍感探究的乐趣。

“新异”化学实验还能够帮助学生打破课堂内、外和学校、家庭的时空界限，自主和自由地实践和体验，使学生的学习由被动变为主动、由不易理解到容易理解，进而形成将化学知识应用于生产、生活实践的意识，感受化学学科对个人生活和社会发展的贡献。

四、结束语

社会生活中蕴藏着许多化学原理，但由于学校教育的不断“优化”，普通实验条件的不断改善，使得化学教育与社会发展有些脱节，过于“学术化”的教育背离了教育的理想。我们知道，适时调整学校常规教育中的某些失衡问题，并不是一件简单的事情，却有多种实现的途径。“新异”化学实验则是为此而提出的一种可行途径，而且一些成功的教学案例表明，这也是一条行得通的路，是需要广大化学教师共同努力才能拓宽的路。

［1］ 中华人民共和国教育部制订．普通高中化学课程标准（实验）［S］．北京：人民教育出版社，2003：41

［2］ 熊言林，马善恒，徐泽忠等．美国《化学教育》“JCE Classroom Activity”栏目内容简介与启示——以铁的氧化速率的实验探究为例［J］．化学教育，2009，30（8）：71－73

［3］ 张四方，马善恒，熊言林等．尽情享受化学——2008年美国国家化学周活动简介［J］．化学教育，2009，30（6）：79－80

［4］ 张伟，郭玉英，刘炳升等．“非常规”物理实验概念探讨［J］．物理教师，2006，27（8）：27－30

［5］ 刘炎松．物理实验创新研究［M］．北京：冶金工业出版社，2009：13

［6］ 莉蓓，冠琦，戚旭等．一个异乎寻常的冷胀热缩的现象——关于“熵”的实验设计［J］．化学教育，2010，31（1）：61

［7］ 探究式学习：含义、特征及核心要素．http：／ ／www．being．org．cn／inquiry／inquirylearning．htm．2011－5－31

［8］ 张凤，陈凯，王路路等．用“泡腾片”做化学实验［J］．教学月刊：中学版（教学参考），2010，（8）：60－62

［9］ 朱庆斌．“84 消毒液性质的探究”教学设计［J］．化学教学，2010，（9）：50－53

［10］ 张希彬，李东平．燃烧浸有硫酸铜溶液的滤纸的现象讨论［J］．化学教学，2001，（6）