1、*通信联系人,E-m a i l:c a o k u i r d f z.c n高中化学实验选修课内容设置原则的思考曹 葵1*刘文贞2(1.中国人民大学附属中学 北京 1 0 0 0 8 0;2.北京交通大学附属中学 北京 1 0 0 0 8 1)摘要 开设校本化学实验选修课是对课堂实验教学的有效补充与拓展,真正发挥校本选修课程的作用就必须为学生提供有效的素材,坚持不做知识下放性实验、不做单纯趣味性实验、不做简单重复性实验,构建成体系的系列内容。尤其在高中化学选修课内容设置上宜在知识运用、实验技术和科学方法等3个方向进行发掘,加大学生的思维容量,提升实验技能和综合素养。关键词 高中化学 化学实
2、验 校本课程 实验素材D O I:1 0.1 3 8 8 4/j.1 0 0 3-3 8 0 7 h x j y.2 0 2 2 0 2 0 1 0 5 现行的高中课程方案设计了三级课程体系,其中国家课程是主体,地方校本课程是补充,选修课程是必修课程的延伸1。建设开放性、选择性、连贯性的课程体系2,开设丰富多样的选修课是新一轮普通高中课程改革的基本特色。拓展与提高校本课程是由学校依据培养目标、当地资源、学生需求等实际情况自行开发研制的基层课程3。目前基层学校因为各种原因开设选修课的情况差异很大。1 校本化学选修课现状开设校本课程是课程方案中的规定,并且规定了相应的学分,因此基层学校为了满足课程
3、方案的要求,均会安排一些课程作为校本课程。由于开设选修课大多是被动行为,很多学校的积极性并不高,出现形式大于内容的状况。在课程安排上,有的学校每天多排一节课,名义上作为选修课以满足检查和学生课时数以及学分的需要,但是实际上课内容为学科补习内容,甚至有的学校将所有与高考没有直接关系的均不允许开课,学生上什么课不是自己选而是分配;在选修课教学内容安排中,缺少明确的教学目标,对课程资源的开发和利用也少有深入的研究;在选修课的教学方法中,缺少多样化的教学方式和科学的评价体系。这样的选修课程根本无法实现学生长期发展的目标4。按照规定开设了选修课的学校中大多数发挥了化学学科的实验特点,开设的选修课大多与实
4、验有关,甚 至 直 接 以 实 验 为 主 题 并 取 得 了 一 定 成果5-9。虽然实验课异彩纷呈,吸引了学生选课,但是也暴露了一些问题,有的教师上课直接使用课本的教学内容作为选修课素材1 0,造成实验内容重复;有的实验选修课内容缺少系统规划,显得较随意1 1,盲目地选取实验素材不仅会大大增加教师的工作负担,还会让校本选修课变成普通的实验兴趣课1 2,从教学效果来看并不理想1 3。单纯的兴趣课已经不能满足学生需要,需要提高实验选修课内容的含金量。2 校本化学实验选修课选材中的不可为选修课的目标应该是满足对化学学科有兴趣,尤其是那些将来有可能选择化学相关专业的学生对化学知识进一步拓展认识的需
5、求,而不是简单让学生喜欢化学。因此在内容选择上就需要系统考虑,要和课本内容有关联同时还要高于课本,在选择内容前首先应该明确什么内容不能选择。化学最吸引学生的就是现象丰富多彩的实验,在教学中不能为了做实验而安排实验,教学要有明确的目的性,实验安排要符合教学的目的。既要做到实验与内容的匹配也要保证实验的难度水准。因此在选修课教学中制定了三不原则:不做知识下放性实验、不做单纯趣味性实验、不做简单重复性实验。2.1 不做知识下放性实验不做知识下放性实验就是不能简单套用高级别学校的实验内容,不能使用高年级实验的内容,例如大学教材中使用过二硫酸铵和碘化钾反应这个实验,还多次被选作各级考试的素材,其反应原理
6、为:S2O2-8+3 I-2 S O2-4+I-3(慢反应)2 S2O2-3+I-3S4O2-6+3 I-(快反应)该实验本来用于研究化学反应速率和活化能的测定,一个慢反应和一个快反应,利用快反应的反应物耗尽来体现出慢反应的反应速率,原理比较复杂。笔者也曾将这个实验直接用于实验选修课教学,虽然学生可以按照教师提供的实验方案完成实验操作,并用实验数据验证了影响化学反应速率的因素,但是课后的调研却发现学生仅仅记得化学反1112 0 2 3年第4 4卷第5期 化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)应瞬间完成的惊喜,其他
7、什么都没有掌握,可见这个简单知识下放式的教学效果较差。表面上学生在课堂上通过实验提前获得了知识,学生上课的过程很快乐,但是对于绝大多数学生而言,这些表面上的知识属于无效获得,随着实验完成,实验的基本原理也就遗忘了,实验就成为了单纯的看热闹,没有完成原来的教学目的。而且学生提前获得的知识大多属于死记硬背获得的,没有实际使用这些知识的能力。提前获得有关知识,到了正常课堂教学时,往往自以为已经掌握了而轻视有关学习,反而对学生产生不利的影响。虽然很多人推崇提前学习,但是提前学习是一个很不恰当的模式,就相当于飞机在爬升时对速度有着明确的要求,速度由发动机的功率决定,学习就如同飞机爬升,提前学习就是加速爬
8、升,由于每个人存在个体差异,就相当于发动机的功率不同,当飞机爬升过快,由于发动机功率的限制而导致速度不够时就呈现失速状态,飞机不但不能爬升反而会发生坠机事故。学生的个体差异决定了不是每个人都适合提前学习,提前学习造成的学习“失速”会给学生带来极大的负面影响,形成学习困难,造成终身的遗憾。2.2 不做简单趣味性实验不做简单趣味性实验就是在实验课上不宜简单安排趣味性实验,不宜用趣味性实验作为实验课内容的主体。如果教学中安排较多的趣味性实验,对于大多数没有接触过化学的初中生而言或许是非常有效率的一种形式,而对于已经具有一定化学知识,并且已经完成规定必做实验的高中学生而言,其吸引力就明显不足了。如果能
9、将一个简单的趣味实验改造为一个有研究性的实验,就可以有效拓展实验的适用范围,适用于不同需求的学生。例如碘钟实验本来就是一个趣味性实验,其反应周期性的特点给学生留下了深刻印象。如果简单将这个实验用于实验课教学,学生完成了这个实验也就是提高学习兴趣,觉得化学有意思而已。为此教学中将这个实验做了一个深化处理,要求学生探究影响该反应振荡周期的因素有什么?于是一个简单的趣味实验就变成了探究实验,学生各自提出自己的假设,例如可能是丙二酸的浓度,可能是硫酸的浓度;淀粉的浓度应该是没有影响的,但是不做实验怎么证明有没有影响。而后学生运用控制变量法设计实验并进行研究。2.3 不做简单重复性实验不能简单地将教材选
10、用的实验用于实验选修课教学,一个实验素材不能用于不同的实验选修课,也不能将试题、习题内容简单迁移到实验课中,更不能将教材中的实验当作选修课的实验素材。简单迁移虽然给实验课选材提供了便利,然而这种便利却不能给学生带来更多的收获。实验操作是一种深度学习,是一种高效率的学习模式,将教材内容简单迁移就浪费了宝贵的实验时间。例如酸碱滴定是一个非常重要的实验,也是一个高中必做实验,无论选修课做什么滴定实验都不能回避酸碱滴定的基本操作知识。因为酸碱滴定是高二的内容,如果在高一选修课上安排滴定实验就要回避简单的酸碱滴定,如果提前安排了滴定实验,就会影响高二时正常的学习,也浪费学生时间。为此教学中安排了各种不同
11、的滴定实验:测定可乐中的磷酸、测定酸奶中的总酸度、测定制备二氧化碳实验反应终止时酸的浓度,既学习了滴定操作又解决实际生活中的问题。在选材时还要规避生物学科的实验内容,例如生物有使用直接碘量法测定V c的实验,由于很多化学教师不知道生物学科有这个必做实验,导致了内容重复。3 校本化学实验内容的设置原则选修课的选材要符合学生年龄和认知水平,就要符合必修课程和选修课程之间具有明显的螺旋式上升、层级发展的特点1 4,主动创设情境,为教学中化学知识的实用化提供新的视角1 5,实验内容的差异化要求见图1。F i g.1 S c h e m a t i c d i a g r a m o f c o n t
12、 e n t d i f f e r e n t i a t i o n r e q u i r e m e n t s图1 内容差异化要求示意图3.1 选修课实验宜强化知识运用选修课素材来源非常多,教材中很多实验都是非常好的拓展研究素材,例如课本中硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应,初中教材给出的反应为:C u S O4+2 N a OHC u(OH)2+N a2S O4而实际上还存在生成碱式硫酸铜的情况。有学生在实验中添加计量不恰当就会出现碱式硫酸铜或者2种产物共存的情况。高中课本中进行醛基检验时给出的新制氢氧化铜悬浊液,很多学生会发现没有悬浊物,反而是澄清溶液。这一组实验就是个很好的拓展课题,
13、初中学生可以研究生成碱式硫酸铜和氢氧化铜的控制条件,而高中则可以再进一步研究形成配位化合物的211化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)2 0 2 3年第4 4卷第5期控制条件。课本中很多内容可以成为学生拓展研究的素材,生活中的案例更多。例如生物实验教学中有直接碘量法测定V c含量,化学学科则可以学习间接碘量法测定V c,让学生比较2种方法的异同优缺点,为什么生物使用直接碘量法?为什么化学中的大量分析实验却采用烦琐的间接碘量法?同样进行实验,如果仅仅学习间接碘量法就属于停留在浅层学习阶段,而加入对比分析,学生就进
14、入了高阶思维阶段,这才应该是高中选修课应努力达到的高度。由于选课学生的目标不同、程度不同,在内容设置时还要注意素材宜具有一定的伸展空间,要根据学生的差异来调整难度与教学目标。还以间接碘量法测定V c含量为例,有的学生就来做实验玩玩,要求很低,对于这些学生而言,教学的目标就是完成操作;有的学生希望选修课对将来高考有帮助,就要满足学生学习实验原理的需求;还有的学生希望对未来大学和职业发展有帮助,就可以要求学生做更深入的对比、研究、分析。同样的一个实验素材,因为学生的差异可以实现多元化的教学目标,即使这些学生在一个班上,通过对学生提交实验报告的差异化要求来满足学生自身发展的不同诉求。3.2 选修课实
15、验宜突出实验技术常规教学中的必做实验更多地要满足课程标准的需要,课程标准中对于知识性内容要求比较多,而对于实验技术的要求比较少,选修课就应在这个方面发挥优势。例如比色技术是现代化学分析的重要技术,而现在的中学化学教学中明显忽视比色的重要性,于是在选修课的设计中有意识地增加比色实验。例如组织学生测定自来水中余氯含量,由于自来水中余氯非常少,而学生又普遍认为化学的定量分析实验就是使用滴定法。于是教学中首先让学生使用滴定技术进行粗测,滴定时仅仅几滴溶液就到了终点,这种情况下测定的数据误差过大,说明了滴定技术存在着一定的局限,当浓度过低的时候,滴定法就无法进行准确地测定,此时就需要使用更为精确的实验技
16、术,而这个技术就是比色法。而后带领学生使用比色法测定自来水中的余氯含量,让学生切身体会比色技术的优势。又例如有菠菜补铁的说法,这是事实吗?如何测定菠菜中的铁含量?同样由于铁的含量较少,其他的实验方法仅仅能检测到铁的存在但是不能确定铁的准确含量,还是需要使用比色法进行测定。这样不同的选修课中都安排一次比色法的实验,学生在选修课的学习中就逐步掌握和体会到比色实验的优势。又例如减压过滤是课本中提到但是没有相关实验的一个操作,选修课中就有意识安排使用减压过滤的实验,例如制备乙酰水杨酸实验,实验中产品可以采用常规的过滤方式,但是时间过长,教学中演示减压过滤的操作,学生再自己动手进行一次减压过滤的操作,学生不但掌握了这个技术,还深刻体会到技术进步对于科学研究的重要性。3.3 选修课实验宜渗透科学方法现代科学的进步不仅仅有技术的进步还伴随研究方法的变革。科学家的研究不再是原来的尝试,而是运用各种方法论进行系统研究,中学教学中虽然经常要使用到控制变量法,但这并不是科学方法的全部内容。选修课是一个很好地进行科学方法教育的平台,强调学生理解科学的本质,而不仅仅是知识,培育学生建立对科学的信任和维护科学的认
