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高中化学必修教科书学生必做实验的比较研究与教学建议*

2022-03-16欧阳志斌张贤金

教育与教学研究 2022年2期
关键词:苏教版人教版溶液

欧阳志斌 张贤金

(1.福建省福清第三中学 福建 福州 350315; 2.福建教育学院化学教育研究所 福建 福州 350025)

化学实验能力和科学探究素养的形成必须基于具身的科学实践活动。为了改变以往教学实践忽视学生动手做实验的突出问题,使“科学探究与创新意识”素养的培养真正落地落实,《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《新课标》)特别规定了18个学生必做实验,其中必修模块设置了9个学生必做实验,每个学生必做实验都蕴含了实验和探究的基本认识、基本技能和基本经验的教育教学价值[1]。基于《新课标》的要求,人民教育出版社出版的普通高中化学必修教科书[2-3](以下简称人教版)和江苏凤凰教育出版社出版的普通高中化学必修教科书[4-5](以下简称苏教版)在必修课程中设置了9个学生必做实验,虽然每个学生必做实验的名称大同小异,但在编排位置、实验内容、呈现方式上两个版本不尽相同。为了更好地使用高中化学必修课程中的9个学生必做实验,充分发挥学生必做实验的教育教学功能,挖掘其教育教学价值,有必要对人教版和苏教版中编排的9个学生必做实验进行比较研究,以汲取不同教科书的编写智慧,并提出相应的教学建议供教师在教学实践中相互借鉴、取长补短,切实提高学生必做实验的教学质量和效果。

一、内容比较

《新课标》规定的必修课程中9个学生必做实验分别是“配制一定物质的量浓度的溶液”“铁及其化合物的性质”“不同价态含硫物质的转化”“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”“同周期、同主族元素性质的递变”“化学反应速率的影响因素”“化学能转化为电能”“搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”“乙醇、乙酸的主要性质”。以下就人教版和苏教版中以上实验的具体编排位置、实验内容、呈现方式等进行比较。

(一)配制一定物质的量浓度的溶液

该实验是高中阶段的第一个定量实验,意在让学生进一步理解物质的量的概念及物质的量、物质的质量、物质的量浓度之间的关系,同时让学生复习托盘天平、量筒的使用,认识容量瓶并练习使用容量瓶配制溶液,熟悉溶液配制的步骤,其内容比较见表1。

表1 “配制一定物质的量浓度的溶液”实验的比较

由表1可知,人教版完整呈现了实验目的、实验用品和详细的实验步骤,并针对有关实验操作的目的专门设置了“问题和讨论”。苏教版呈现了详细的实验步骤,未给出实验目的和实验用品,但设计了溶解、转移、定容、摇匀等步骤的规范操作插图。两版教材都非常重视实验步骤的描述:苏教版为了让学生对实验有整体的印象和认知,对主要的实验步骤进行了“关键词”的提炼,如“计算”“称量”“溶解”“转移”“定容”,还特意设计了相关规范操作的图示;人教版没有对实验的每一步骤进行提炼,需要教师引导学生完成,也没有编排规范操作的图示,但在教科书“实验2-10”给出了配制溶液的过程示意图,在进行该实验教学时,教师可以将这两部分内容进行重构整合,并引导学生将实验操作内化于心、外化于行。两版教材最大的不同之处在于人教版完整地呈现了实验目的和实验用品,苏教版对实验目的和实验用品并没有单独罗列出来,需要教师引导学生进行归纳整合。另外,苏教版只介绍了利用固体配制溶液的方法,人教版还增加了利用浓溶液稀释的方法配制稀溶液的实验,实验内容更全面,学习要求更高。人教版针对“洗涤”步骤还设计了“问题和讨论”,意在提升学生的实验素养,苏教版并没有就实验内容设置一些问题供学生讨论。值得一提的是,人教版在实验步骤旁给出了安全提示图标,苏教版并没有实验方面的安全提示。

本实验在实施前应该让学生做好预习,让学生明确实验目的,了解实验内容,熟悉实验步骤。可以设计一些供学生思考的问题,引导学生关注实验中产生的误差,分析产生误差的原因,进一步落实定量研究物质的思路,发展学生宏观思维和微观思维相结合的素养。

(二)铁及其化合物的性质

该实验属于认识物质性质及其转化关系的实验。该实验一方面通过实验现象帮助学生辨识铁单质、铁盐和亚铁盐的性质,另一方面引导学生基于实验证据运用氧化还原反应知识建构对以铁为例的变价元素的物质间的转化关系。通过实验探究,初步建立基于价类二维认识物质及其变化的模型[6],其内容比较见表2。

表2 “铁及其化合物的性质”实验的比较

铁元素是高中阶段学生必须重点掌握的典型的变价金属元素,铁及其化合物是进阶认识、理解和应用氧化还原反应原理预测和分析无机物性质的重要认识对象,承载着学科核心素养发展的重要功能。人教版完整呈现了实验目的、实验用品和详细的实验步骤,在实验步骤旁加入了安全提示图标,给出了必要的信息提示,最后设置了“问题和讨论”。苏教版呈现了详细的实验内容,并未给出实验目的和实验用品,也并没有实验方面的安全提示,但设计了一张实验记录表,供学生将三个实验的实验现象和结论填入其中。

从实验内容来看,铁单质的还原性实验,人教版设计了两个实验,一是铁单质与硫酸铜溶液反应,二是铁粉与氯化铁溶液反应,苏教版则只有铁粉与氯化铁溶液反应。铁盐的氧化性实验,人教版安排了两个实验,一是氯化铁溶液与铜片反应,二是氯化铁溶液与KI溶液反应,并加入淀粉溶液,苏教版只设计了氯化铁溶液与铁粉反应一个实验。亚铁盐的性质实验,苏教版只设计了其还原性验证实验(氯化亚铁溶液与少量新制氯水反应)。人教版不仅设置了还原性实验(硫酸亚铁溶液与酸性高锰酸钾溶液反应),还设置了验证其具有氧化性的实验(氯化亚铁溶液与锌片反应)。铁离子的检验,两个版本设计的实验内容大同小异。

总之,人教版在铁盐和亚盐铁性质实验内容的编排上更加丰富和全面,苏教版较简洁、单一,二者选择的实验试剂也略有不同。此外,人教版特别重视实验安全教育,苏教版在安全教育方面稍显不足。课前,应该布置预习任务,让学生明确实验目的,熟悉实验试剂的作用;课中,教师应充分发挥氧化还原反应知识对铁元素性质学习的指导作用,利用铁及其化合物丰富的化学性质促进学生对相关原理的理解;课后,引导学生对相关问题进行充分讨论。

(三)不同价态含硫物质的转化

该实验旨在引导学生基于价态和物质类别的视角认识和研究含硫物质的性质,提炼出相同价态和不同价态含硫物质间的转化规律,其内容比较见表3。

表3 “不同价态含硫物质的转化”实验的比较

硫及其化合物是进一步发展无机物性质认识方式的重要载体,实验探究活动是认识物质性质的重要方法。人教版完整呈现了实验目的、实验用品和详细的实验步骤,并给出了安全注意提示,渗透实验安全教育,最后还设置了“问题和讨论”。苏教版呈现了详细的实验内容,贴心地设计了一张空白表格,供学生将实验现象和结论填入其中,但并未给出实验目的、实验用品和安全提示。人教版通过设置学生必做实验引导学生认识不同价态含硫物质[硫化钠(-2价)、硫单质(0价)、亚硫酸(+4价)、浓硫酸(+6价)]相互转化的规律,利用氧化还原反应原理建立起知识的内在联系,以此巩固学生对氧化还原反应的理解,并设置了三个问题进行讨论,特别是第二个问题(铁粉与硫粉在空气中混合燃烧,可能发生哪些化学变化?)极具学科核心素养发展价值,非常值得师生进行深入研讨和探究。《新课标》规定的学生必做实验主题是“不同价态含硫物质的转化”,苏教版以“二氧化硫的性质实验”来承载《新课标》规定的“不同价态含硫物质的转化”学生必做实验的编排方式值得商榷。

(四)用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子

表4 “用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”实验的比较

人教版完整呈现了实验目的、实验用品和详细的实验步骤,在实验步骤旁呈现了安全提示图标,最后还设置了包含三个问题的“问题和讨论”。苏教版仅呈现了实验内容,没有给出具体的实验操作步骤、安全提示、实验目的和实验用品,但设计了一张空白表格,需要学生将粗盐中的杂质、需要加入的试剂及对应的离子方程式填入表格中。人教版在学生全部学习完元素化合物知识后设置该实验,意图非常明显,就是希望借此实验培养学生综合运用元素化合物的性质、离子反应、物质的分离和提纯等分析问题和解决实际问题的能力,特别是实验基本操作的动手能力。为了降低实验难度,人教版先给出一个实验方案,让学生按部就班地完成实验,最后设置了三个问题,目的是让学生回顾实验,记录滴加的试剂及试剂滴加的顺序,并让学生思考:倘若改变试剂滴加的顺序,能否达成同样的实验目的?每次加入的除杂试剂都要稍微过量的原因是什么?加入盐酸的目的是什么?能否把过滤和加入盐酸的顺序调换?苏教版把该实验编排在“海洋化学资源的综合利用”单元的第一节,并以标题“粗盐中杂质离子的去除”呈现,说明编者有意把除杂的方法(化学沉淀法)隐藏起来,将实验设计成为探究性实验,要求学生在初中化学学习的基础上结合已学的知识设计实验方案,实验难度较大可想而知,最后也设计了一个问题(加入的试剂是否会引入新的杂质?如果有,该如何除去?)引导学生从整体的角度系统思考,以培养学生的系统思维能力和思辨能力。因此,一线教师在进行该实验教学时,有必要给学生提供学习“支架”,把握好问题的梯度设计,让学生能够拾级而上,思维活动量逐渐加大,让学生在思考中、在认知冲突情境下纠正错误认知,设计科学合理的实验步骤并实施。

(五)同周期、同主族元素性质的递变

该实验引导学生认识同主族元素性质的相似性、递变性和同周期元素性质的递变规律,由此将对元素周期律的认识从感性进阶到理性层级,体悟从实验事实得到结论的研究方法,培养学生的实验素养,其内容比较见表5。

人教版完整呈现了实验目的、实验用品和实验步骤,在实验步骤旁照例给出了安全提示图标,最后设置了包含两个问题的“问题和讨论”。苏教版则给出了详细的实验步骤,并未给出安全提示,但设计了一个表格需要学生记录实验现象,写出相应的化学方程式,另外,还附上了引导学生推断实验结论的横线填空。人教版和苏教版均以卤素单质之间的置换反应来探究同主族元素非金属性的递变规律,二者设计的不同在于:人教版采用了点滴板实验,减少了药品用量,为了凸显实验现象的差别,人教版还设计了对照观察;苏教版则采取了传统的试管实验,为了学生更好地观察实验现象,编者在溴单质置换碘的实验中加入四氯化碳进行萃取。在探究同周期元素金属性强弱的递变规律的实验中,两版教科书都以钠、镁、铝单质为研究对象。人教版要求学生回忆钠与水反应的实验,设计比较镁与冷水、热水反应的实验,通过钠、镁与水的反应,得出钠和镁的金属性强弱的顺序,然后基于氯化镁、氯化铝与碱的反应现象,比较氢氧化镁和氢氧化铝的碱性强弱来说明镁、铝的金属性强弱;苏教版通过学生重做钠与冷水反应的实验,完成镁和铝分别与冷水、热水反应的实验,为了便于比较氢氧化物和氢氧化铝的碱性强弱加入酚酞试液,苏教版还增加了镁、铝与盐酸反应的实验,并给出了详细的实验步骤。

表5 “同周期、同主族元素性质的递变”实验的比较

(六)化学反应速率的影响因素

该实验通过控制变量进行对比,使学生体验反应物的浓度、温度、催化剂等对化学反应速率的影响,理解改变反应条件可以调控化学反应的速率,其内容比较见表6。

表6 “化学反应速率的影响因素”实验的比较

人教版按顺序呈现了实验目的、实验原理、实验用品和详细的实验步骤,在实验步骤旁加入了安全提示图标,最后设置了“问题和讨论”。苏教版给出了详细的实验步骤,并未给出安全提示,设计了一个表格需要学生记录实验现象和实验结论,并让学生结合实验,谈谈对影响H2O2分解反应速率的因素的看法。苏教版和人教版在探究浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响时设置了不同的化学反应载体。苏教版均以H2O2分解反应为例,人教版在浓度、温度影响化学反应速率的实验中则以学生不熟悉的硫代硫酸钠与硫酸的反应为例,在催化剂对化学反应速率影响的实验中以H2O2分解反应为例。需要特别指出的是,对于催化剂对化学反应速率的影响,苏教版选择的对比实验是不加催化剂与加催化剂的情况,人教版则以不加催化剂、加入不同催化剂(二氧化锰粉末和氯化铁溶液)三个实验进行对比。苏教版以块状和粉末状大理石分别与盐酸反应的实验探究了固体颗粒的大小(反应物的接触面积)对化学反应速率的影响,拓宽了学生的认识。

(七)化学能转化为电能

该实验旨在让学生通过亲自动手做实验,体验化学能直接转化为电能的过程,认识原电池的形成条件,其内容比较见表7。

表7 “化学能转化为电能”实验的比较

人教版完整呈现了实验目的、实验用品和实验步骤,在实验步骤旁加入了安全提示图标,最后就实验相关内容设置了包含两个问题的“问题和讨论”,并设计了三张表格供学生记录实验现象和对实验现象作出解释。苏教版则给出了详细的实验步骤,并未给出安全提示,但设计了一张表格供学生记录实验现象和实验结论。人教版一共设置了两个实验:一是电极材料的实验,“用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接,锌片与铜片接触,观察电流表指针是否发生偏转;用石墨棒代替铜片进行上述实验”“将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象;再插入铜片,观察现象;取出铜片,插入石墨棒,观察现象”。二是原电池实验,分别选择不同的电极材料(锌片、铜片,锌片、石墨棒,铜片、石墨棒),以及稀硫酸、导线和电流表,组装原电池,实验其能否产生电流。以上实验都设计了表格,用来填写实验现象和相应的解释,最后要求学生说明原电池的工作原理和构成要素,以及组装原电池的操作注意事项,并就问题“能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片?为什么?”进行研讨。苏教版设计的实验步骤为:“(1)把一块锌块和铜块分别插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察实验现象。(2)把一块锌块和铜块同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察实验现象。(3)用导线把锌块和铜块连接起来同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察实验现象。(4)用导线把锌块和铜块连接起来同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,并在导线中间连接一个灵敏电流计,观察实验现象。”要求学生从实验认识原电池的构成条件和工作原理。

(八)搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点

该实验通过学生小组活动拼接简单有机化合物分子模型的方式,认识碳原子的成键特点,帮助学生形成基于分子结构和化学键的视角探析有机化合物结构特点的认识方式,其内容比较见表8。

表8 “搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”实验的比较

人教版完整呈现了实验目的、实验用品和实验步骤,在实验步骤旁加入了安全提示图标,最后设置了包含三个问题的“问题和讨论”,设计了两张表格便于学生填写甲烷、乙烷、乙烯和乙炔的分子式、结构式和结构特点,引导学生归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型,体会结构式与分子立体结构之间的关系,认识可能的同分异构现象。苏教版要求学生根据教科书图示的甲烷、乙烷、乙烯分子的球棍模型,动手搭建三者的球棍模型。人教版和苏教版都要求学生动手搭建甲烷、乙烷、乙烯分子的球棍模型,根据球棍模型分析和比较立体结构,不同的是人教版增加了搭建乙炔分子的球棍模型,苏教版增加了“预测乙烯可能具有的性质”学习任务,突出了“结构决定性质”学科核心观念。另外,苏教版还附上了乙烯和乙烷分子的球棍模型和空间填充模型的彩色插图,给学生带来了视觉上的刺激。

(九)乙醇、乙酸的主要性质

该实验通过乙醇和乙酸性质的探究活动来认识烃的衍生物的性质,旨在帮助学生从官能团和化学键的视角来探析有机物的结构和性质,初步了解有机物的制备方法,其内容比较见表9。

人教版完整呈现了实验目的、实验用品和实验步骤,在实验步骤旁给出了安全提示图标,最后就实验相关内容设置了包含三个问题的“问题和讨论”。苏教版给出了详细的实验步骤,未给出安全提示,乙醇的性质实验中设计了两个问题供学生思考和讨论,乙酸的性质实验设计了一张表格供学生记录实验现象和实验结论。人教版中乙醇的性质实验包括了乙醇的物理性质、乙醇燃烧产物的检验和乙醇的催化氧化;苏教版中乙醇的性质实验包括了无水乙醇与钠反应的实验、乙醇的催化氧化,并配上了乙醇的催化氧化实验的过程图片,照片中清楚地展示了铜丝的变化情况。人教版在乙酸的性质实验中主要涉及乙酸的物理性质(如状态和气味),要求学生设计实验证明乙酸具有酸的通性,并比较乙酸与碳酸的酸性强弱、乙酸与乙醇的酯化反应;苏教版通过向稀醋酸溶液中分别滴加石蕊试液和碳酸钠溶液的实验,要求学生根据实验现象认识乙酸的酸性(比碳酸强的弱酸),通过乙酸与乙醇的酯化反应实验,了解乙酸的化学性质(可以发生酯化反应),对比乙酸乙酯、乙酸、乙醇的分子结构,推测反应物的断键方式。

表9 “乙醇、乙酸的主要性质”实验的比较

二、研究结果

(一)编排位置

人教版将《新课标》要求的学生必做实验编排在“实验活动”栏目中,在章末呈现,冠以阿拉伯数字,如实验活动1、实验活动2,并出现在教科书目录中,便于教科书使用者查阅。苏教版将《新课标》要求的学生必做实验编排在“基础实验”栏目中,嵌入到相应的教学内容中,并在栏目的右上角标明“学生必做实验”,在教科书目录中没有体现出来,查阅的便利性稍显不足。

(二)呈现方式

人教版将学生必做实验基本按照“实验目的、实验用品、实验步骤、结果和讨论”的固定模式进行编排[7],这样有利于学生在实验之前做好实验准备,比如,检查实验仪器、实验试剂是否齐全,也节省了实验员准备学生分组实验的时间,提高了工作效率。需要特别指出的是,在“化学反应速率的影响因素”实验中,考虑到学生对硫代硫酸钠与硫酸反应的反应原理不明,编者增加了“实验原理”。另外,人教版在每个学生必做实验的实验步骤旁均插入了实验安全提示图标,特别注意实验安全教育的渗透。苏教版的学生必做实验大都只呈现实验内容或详细的实验步骤,并没有给出明确的“实验目的”和“实验用品”,需要师生共同进行提炼,也没有在学生必做实验中进行实验安全教育内容的编排。值得肯定的是,苏教版编者在每个实验中都设计了表格或横线填空,供学生记录实验现象、书写实验结论和化学方程式使用,在“配制一定物质的量浓度的溶液”实验中特别安排了配制溶液主要步骤的规范操作插图,具有很强的示范作用。在“搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”实验活动中配有甲烷、乙烷、乙烯分子的球棍模型插图。

(三)实验难度

由于人教版中学生必做实验大都是验证性实验,每个学生必做实验都给出了详细的实验步骤,学生在实施实验的时候只需要按照给定的实验步骤进行即可,学生上手快,难度小。虽然苏教版中绝大部分学生必做实验也给出了具体的实验步骤,但大都属于探究性实验,实验难度较大。例如,在“粗盐中杂质离子的去除”实验中并没有给出实验操作步骤,需要学生根据所学的知识选择合适的仪器和试剂,学生需要综合运用元素化合物和离子反应等知识设计实验方案并完成实验。

(四)功能定位

人教版将学生必做实验编排在章末,是学生在学习完相关化学概念和化学原理之后进行的,绝大多数实验采用验证性实验的方式开展[8]。意在通过学生必做实验复习和巩固已学知识,熟悉相关化学实验操作方法和技能,进一步落实从定性和定量的角度研究物质的思路,体会宏观微观符号的结合,基于实验证据建构从物质类别和价态角度认识物质性质及其转化规律,学会运用氧化还原反应和离子反应知识预测和解释相关实验现象[9]。利用元素及其化合物丰富的性质促进学生对相关化学原理知识的理解,体验领悟从实验事实中推测实验结论的科学研究方法,并通过实验培养学生细心观察、思考预测的能力和实验探究能力,训练学生的高阶思维,培养学生的创新意识[10]。

苏教版将学生必做实验嵌入到相应的教学内容中,大都采用探究性实验的方式开展。意在通过学生必做实验学习化学新知识或新原理,构建化学新观念,掌握实验新操作,侧重培养学生的实验方案设计和科学探究能力,提高学生的化学实验素养。学生通过动手设计、改进并实施实验方案,不仅掌握了基本的实验操作和有关的学科知识,而且学会和掌握了化学科学研究的思路方法,训练了逻辑思维和批判性思维,提高了解决实际化学问题的能力。

三、教学建议

(一)让学生亲自实践,在问题解决中深化和发展认识

以实验为基础是化学学科的重要特征之一,学生必做实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着独特的教育价值[11]。化学实验是一种重要的科学实践活动,实践性是化学实验的本质特征,因此教师应认真组织学生完成每一个学生必做实验,尽可能地安排学生分组实验,让每个学生都有动手做实验的机会,在实验教学中重视培养学生的化学实验技能,让学生树立安全意识、环保意识,让学生养成良好的实验习惯。例如,作为新高考合格性考试重点考查的学生必做实验“配制一定物质的量浓度的溶液”,倘若采用教师演示实验进行实验教学,学生没有亲身经历和动手体验,就很难掌握“洗涤”“摇匀”“定容”等操作要领,以至于在化学实验技能考查中就会“手忙脚乱”“尽出洋相”。

学生必做实验还承载着对有关化学概念建构过程的认识与理解的教学价值,因此在进行学生必做实验教学时,教师应当积极创设活动情境,让学生在真实情境中感受知识的生成、在活动探究中建构概念、在问题解决中进行实验,真正做到“把课堂还给学生,让学生做课堂的主人”[12]。例如,在“配制一定物质的量浓度的溶液”实验教学中,笔者展示了“0.10 mol氯化钠溶于水配成1 L溶液处理鲜切苹果,对苹果褐变和风味劣变的抑制效果最佳”的资料卡,然后提出活动任务:利用实验室的固体氯化钠精确配制1 L含氯化钠0.1 mol的溶液。通过回顾一定质量分数溶液的配制步骤,组织学生进行小组讨论、展示汇报、质疑论证,探索溶液配制的过程,并进行实验仪器的创新设计(基于量筒和烧杯的逐渐演变,设计成容量瓶的雏形)。设置结构化的问题,引导学生思考,不断优化实验方案,进而完成溶液配制。提出问题“如何表示所配溶液的组成?”引出物质的量浓度的概念,引导学生总结溶液配制的步骤,并反思确保所配溶液浓度精确的关键环节,深化对物质的量浓度的理解。通过展示白酒标签、矿泉水标签、血液体检单等让学生感受到定量表示溶液组成的方法有很多,进一步发展学生对溶液组成的定量认识。

(二)选择合理的教学方式,积极倡导“做中学”

教师应根据学生的认知力、学习力、探究力选择合理的实验教学形式。例如,对于实验班的学生,在进行“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”实验教学时,可以采用苏教版探究性实验的方式;对于普通班的学生,则建议采用人教版验证性实验的方式。但无论采取什么样的教学方式,都必须发挥学生必做实验的教学价值,都应该强调真实学习的发生。

(三)促进学生思维构建,提高实验教学的质量和效果

学生必做实验教学要促进学生建构实验问题解决思维,关注实验教学质量和效果的提高,不能因为是学生必做实验才去做学生分组实验,不能为了探究而探究,应该避免实验的形式化、表面化、程式化,更不能把学生必做实验当成一项任务、一种心理负担,而要深刻领会教科书的编写意图,深入挖掘每个实验蕴含的学科教学价值和学科育人价值。人教版大都是验证性实验,但教师在组织学生分组实验时切忌“放羊式”教学。人教版每个学生必做实验都有“问题和讨论”,教师应该把握好问题的深度和广度,既要避免浅尝辄止,又要避免任性提高实验要求的做法。苏教版大都是探究性实验,实验难度较大,教师应该多留一些时间让学生动手做实验,引导学生在实验过程中动脑(思考)、动嘴(表达),并在实验结束后动笔(记录实验现象,得出实验结论,书写实验报告)。例如,在“不同价态含硫物质的转化”实验中,部分学生将不同价态含硫物质间的转化机械地理解为具体物质的转化,而不能基于价态的视角实现转化。为此,笔者多次采用追问、反问的方式提示学生选择物质的视角,明确实现转化的证据:预测产物和实验现象。总之,教师在学生必做实验教学中,要引导学生自主提炼问题解决思路,并通过结构化的问题设计外显学生实验问题解决思维方式,促进学生学科思维的发展和模型构建的意识,最终实现实验教学质量和效果的提升。

四、结语

学生必做实验是《新课标》中的一个重要栏目,保证了学生的基本实验活动。化学实验探究能力的形成与提高必须基于必要的具身实践活动,为此,人教版和苏教版在《新课标》的指引下都设计了9个学生必做实验,其主题包括各类化学实验的代表性活动。虽然人教版和苏教版在9个学生必做实验的编排位置、实验内容、呈现方式上不尽相同,但两版教科书编写者都希望通过学生必做实验促进学生化学学习方式的转变,深化学生对于化学科学本质的认识,培养学生的安全意识,在落实“科学探究与创新意识”化学学科核心素养发展方面的编写意图是不谋而合的。

教师应该认真研读《新课标》,研究不同版本教科书的编写特点,参考和借鉴不同版本的教科书,取长补短,不断增进学科理解,并结合自己的教学风格、学生的认知发展水平和实验室条件高质量地开展学生必做实验的实验教学,满足学生动手做实验的愿望。教师既要手把手地教,又要大胆放手让学生自主探究和充分实践,使学生必做实验成为促进学生科学思维发展的着力点,提升学生的实验技能和探究素养[14],促进学生创造性思维的发展[15]。

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