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教师必读:化学实验教学的探索与思考(1)
作者:刘怀乐    文章来源:《化学教育》2004年9月    点击数:    更新时间:2007-11-1

按语:一口气读完刘怀乐老师《对中学化学实验教学的实证探索和理性思考》这篇长文,洋洋洒洒、气势磅礴,一连串的发问发人深省、耐人寻味,道出了科学的真谛,道出了教育的精髓,道出了当前教学实际的弊病……本站连载此文,并冠以“教师必读”之名,想必也不为过了。

在教学中的问题意识(要能提出问题)是至关重要的,是革故鼎新的前提。问题只怕无,不怕有;只怕少,不怕多。2000多年前,伟大的诗人屈原写《天问》,他一口气提了172个问题,对于宇宙和人类历史提出了多方面的怀疑和质问。有人曾经问到爱因斯坦,他的那些重要的科学概念是怎样产生时,他回答说,这是由于自己“最不理解那些人们以为最可理解的东西”而产生的。高山仰止!在大师们光辉思想的激励下,我们对中学化学实验教学作了一些实证探索和粗糙的理性思考,想必一定是正确与错误并存的,抛砖引玉旨在供同行们切磋琢磨,共谋中学化学实验教学的革故与鼎新作出我们的贡献。(刘怀乐)

“化学是一门以实验为基础的学科”,这历来是化学同仁们信奉的经典;“理论为本,实践为源”,这同样是没有争议的治学之道。著名化学家门捷列夫讲过:“科学的威力和力量在于无数的事实中;而科学的目的在于概括这些事实,并把它们提高到原理的高度”。我想,这些箴言名句,应当是我们化学教育、教学的全部。不过,时下的中学化学教学,特别是化学实验教学,大大的有违、有悖了。

下面就中学化学实验教学中的若干理论和实际问题谈一些亲身感受。

1理论演释“事实”和“现象”的情况普遍

1.根据“氯气和水反应”的理论:Cl2 +H2O = HCl +HClO,能有下列的事实和现象吗?

①在新制的氯水中加入饱和Na2CO3溶液,会有气泡(CO2)产生;

②在新制的饱和氯水中放人石灰石,可以观察到有气泡(CO2)外逸;

③蓝色石蕊试纸遇到新制的氯水后,会先变红,很快又褪色;

④在新制的氯水中滴人紫色石蕊液,可见石蕊先变红,后又被漂白。

评析这些都是一些流行试题的创造者或借用试题的编拟者所提供的“标准答案”。我很怀疑试题的创造者对这种实验题是否曾经有过一番亲身经历;借用试题的编拟者对“标准答案”又是否看过一番缜密考证,不然为什么说得如此逼真的现象,竟都是子虚乌有?

2.高二化学3页上有如下反应:

3NO2 +H2O = 2HNO3 +NO

据此有9页上的4:“用大试管收集一试管NO2气体,倒扣在盛水的水槽里,不久看到试管里红棕色气体消失,试管里水面上升至容积的大约2/3处,⋯⋯”。这里,我们没有怀疑理论的正确性,但我们要承认化学反应的复杂性

首先,NO2有如下的可逆反应是不可忽视的。

2NO2 <=> N2O4

我们能在通常情况下制得纯净的NO2?其次,NO2还会消耗在NO2与水反应生成的NO生成HNO2:

NO +NO2 +H2O = 2HNO2

以上2个原因都使生成的NO大大减少了,“试管里水面上升至容积的大约2/3处”的现象同样是子虚乌有的。

倘若不相信这些分析,你完全可以亲手去试一试,当你有一些亲身体验之后,你会发现上述的许多现象是完全可以用现成的理论作出合理解释的;同时还可以得出这样的理念:理论固然可以指导实践,鉴于化学反应的复杂性,那种仅仅靠逻辑推理所演释推导出来的“事实”和“现象”,往往是靠不住的,常常与事实相悖,这是十分值得警惕的。

2 好高骛远,追求时尚

记得在文革前和文革中,在教育与生产劳动相结合,理论联系实际的极左思想路线指导下,化学教育、教学一度特别强调化学工业品的生产。比如,当时的教学大纲要求学生必须掌握16个化工产品(H2SO4HClHNO3NaOH⋯⋯)12个化工生产(如合成NH3、候氏制碱法、乙炔水化制乙醛⋯⋯)的反应原理、生产原理、生产流程(画生产流程图),还要求学生参观化工厂、自制化肥、自制土农药等。在今天看来,这些刻意要求和做法很多都是不可思议的。

历史的经验值得注意,时下的化学教育教学,特别是学生的研究性学习、探究性学习,为了培养学生的能力,下面可以罗列一大堆最热门的联系实际、培养能力的研究性课题:化学电源系列、大气污染监测、江河湖塘水质监测、土壤酸碱度、土壤养分监测、补钙保健食品、医药品成分监测、能源调查,凡此等等,不能不说是一种新的时尚。这些内容如此宽泛,紧密联系社会生产、生活实际,能说这些内容不重要?不能;能说这些是化学学习(或者说是研究性学习)的主体吗,很值得研究。

我想,中学化学教育的目的是提高全民族的科学文化素质,通过化学学科的学习,让学生掌握—些最最基本的科学原理和科学方法,对那些比较专一的实际问题,让学生知道一点皮毛是可以的,如果再要去追个究竟,实地去走一走过场,那就大可不必了。因为那些比较专一的实际问题,都有其研究的特定方法,特定标准。以水质监测来说,通常有水的硬度、浊度、COD(化学需氧量)DO(溶解氧含量)BOD(生化需氧量)等,要想准确得到这当中的任何一个结果都并非易事。这里既有硬件(设备)的要求,也有教师、学生知识和技能的局限性,如果马马虎虎地去研究,走走过场,那一定是弊多利少的。当前有一种倾向,即所谓“重探索,轻结论”,“重过程,轻结果”,试想一个没有结果的过程,一个没有结论(目标)的探索,其后果必将是不堪设想的。笔者以为,化学教学联系实际无可厚非,但好高骛远、刻意追求那些宽泛无边的实际,其结果,会严重脱离教学的实际,是弊大于利,得不偿失的。

(未完待续)

注:本文摘自《对中学化学实验教学的实证探索和理性思考》《化学教育》20049

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