复旦大学化学系刘旦初教授的《化学与人类》选修课,是很多人大学四年都抢不到的课。刘教授用喷壶里的液体喷在一块白布上,出现红色字体,再用喷壶一喷,红色的字又消失了。对文科生来说,这似曾眼熟却又说不出的道理,其实是初三学习的酸碱中和及指示剂显色原理,刘教授用它来抛砖引玉。
华东师范大学化学系教授王程杰是位专注于中学化学实验的 “老法师”,他的公文包里随便拿出个道具都可以做化学实验:把加碘盐放在试管里加热,再把一张普通的白纸放到试管口,白纸片刻变蓝色了。这个实验说明了两件事:食盐里的碘酸钾受热变化,生成了单质碘;白纸用淀粉浆过,碘遇到淀粉会变蓝。
可以说,有趣的实验是化学“圈粉”的重要手段。笔者在多年教学中发现,学生们喜欢做实验,可偏偏有些化学老师不喜欢。有老师甚至觉得,一句话就记住的内容何必浪费时间去做一遍实验?不如把时间用来多做几道题。
实验的价值不仅仅是动手实践,更在于引发兴趣
实验能唤起童心,而唯有童心才是最充满好奇和想象的
中学化学老师李大明每年中秋都会为学生安排两个实验:一是让学生带未开封的月饼来课堂,当堂打开,一分钟不到,月饼独立包装里的脱氧剂就会发热,这恰好和课本中的生铁吸氧腐蚀原理一致;然后利用月饼包装的PE塑料盒作为模具,把椰子油、棕榈油、橄榄油按一定比例和烧碱溶液混合搅拌后,制成手工皂送给妈妈。
多年后,有学生回校看望李大明,聊起过往,说只记得做手工皂,其他化学知识都忘了。李大明只有苦笑:一则,一位重点高中化学高级教师教学生做肥皂,这话传到教育界,懂行的都觉得太低档,高级教师要教学生搞创新,像屠呦呦那样提取青蒿素;二则,李大明把脱氧剂、塑料盒变为实验器具,叮嘱学生将做成的肥皂送给家长,其中蕴含的教育思想涉及环保、物质循环、情感沟通、化学知识情境化等,这些才是做小实验想达成的目标,学生显然并没有完全理解老师的用心。
2017年,教育部制定的《化学课程标准》罗列了学生必做的九个化学实验和九个选修实验。而调研发现,普通学校学生每学年做化学实验不超过三个,好学校每学期能做五个。为何要如此强调做实验?一方面,化学教学必须通过实验 “拉拢”学生;而同时,只有通过实验考查才能逼迫学校开展更多实验教学,比如沪上每年4月份举行的理、化、生实验技能测试。
在一次区教研活动中,一位老师气咻咻地发牢骚:这个班级成绩这么差,就不给他们做实验了。这里的逻辑关系有点乱:成绩差,动手能力肯定不行吗?还是因为太少做实验,让学生失了兴趣,才导致成绩不理想呢?
实验课上,学生不必拘束地坐在位置上,身体比较自由;化学实验是一门变化的科学,液体混合后出现的颜色变化会引起学生感官上的刺激;由学生自己亲手完成操作,对仪器的触觉、有味气体的嗅觉又带给他们精神上的满足。惊讶于试管、烧杯中物质的变化,学生会表现出各种好奇、兴奋和激动,他们总是站着做实验,时而发出胜利的欢呼或惊奇的尖叫,这是怎样一种自由的体验!
小时候孩子们都有玩具,用玩具来过家家;长大了,只有书本和试题。所以在某种程度上,实验能唤起孩子们的童心,而唯有童心才是最充满好奇和想象的。
用比赛来维系实验教学的专业发展,用考试来监督实验教学
如果没有这些考试和比赛,理化生科目的实验教学可能面临灭顶之灾
上海学生每到高二第二学期,会接受一次次实验技能考查。这一考试坚持了多年,是对实验教学的鼎力支持。虽然有些教师认为这样的考试如同鸡肋,且要耗费大量精力,但若没有这次考试,理化生科目的实验教学可能面临倾覆之灾。
事实上,许多教师自己在学习阶段都没有经历过一定量的实验训练,如此代代相传,教学中动手实践的基因终将消失。
不可否认,考试和比赛是推动实验教学的有效方式。沪上的“白猫杯”化学技能比赛,在最后决赛时,安排的就是定量实验;全国化学竞赛决赛中的实验操作也占到一定比例。对教师而言,参加比赛、参与实验改革,亦是提升自己实验能力的重要途径。为此,上海市教委于去年9月推出首轮教师实验培训。而全国范围的中小学实验教学“说课活动”则推动理化生及工程等学科将实验渗透到课堂中。
前文提到的华东师大教授王程杰,熟悉中学化学的每一个实验,对课本中的实验技巧了然于胸。他说:“实验必须动手去做,只有在做的过程中,才能发现突破点,找到可以改进的地方。”
为学生准备一次实验如同置办一场自助餐,辛苦程度不言而喻
加之一些安全因素有老师戏言,上完一节实验课,肾上腺激素激增
高考改革后,很多学校在高一就安排学生选好等级考科目,那些不选理化生科目的学生,被编在 “合格班”接受教学,以应对高二后期的学业水平合格性考试。这些学生本身对理化生就缺乏兴趣,抑或尚未体会到科学的魅力,进入“合格班”后,教学要求较低,老师大都不会安排实验,这样一来,学生接触实验的机会就更少了。
笔者认为,没有等级考压力的“合格班”教学,更应该把教学重点放到实验上来,让学生们在实验室“玩”科学,让他们和理化生等学科说再见之前,留下美好而真实的印象。
但对教师来讲,为学生准备一次实验如同置办一场自助餐,小到火柴、滤纸,大到实验装置、药品配制,起码要花半天功夫,完成实验后还要归整实验台。与40分钟课堂授课的工作量相比,辛苦程度不言而喻。再加上,学生到了实验室如同到了游乐场,兴奋、激动之余,难免会有摔碎仪器、撒漏液体、甚至烫伤等事故。以至于有老师戏言,上完一节实验课,肾上腺激素激增。
除了安全因素,现在沪上中学实验室很少配有专职实验员。也就是说,理化生教师的专业本身就包含了实验技能,准备实验是教师的工作范畴。如此一来,很多教师没有激情和时间去做这些服务性且没有创意的工作。再加上现在流行信息化教学,不如把实验视频投影到大屏幕上放给学生们看,安全又高效。然而,特别搞笑和打脸的是,至今没有一位化学老师敢开设没有实验的公开课。既然大家都知道实验教学之于化学课的重要性,那为何还会出现调研所发现的一学年只安排三次学生实验的情况呢?
传递方式往往决定着知识的传授效果。实验教学是把源于事实又高于事实的理论学习,放入真实的情境中进行讲解,由此释放学生发现事物本质的潜能,让他们去看、去摸、去闻、去发现。倘若科学教育单纯照本宣科,即便学生心向往之,科学的魅力也难以跃出纸面,生动地呈现在孩子面前。
新高考之下的物理、化学学科,唯有用实验教学来留住学生——不是留住学生选考等级考这个短期目标,而是要留住学生对科学的兴趣。目前高考的“加三学科”把师生从题海中解放出来,那么教师的精力就该用在还原学科的本质特征、增加实验教学课时上来。
如今中学实验室的管理人员一般都是兼职教师,且拥有硕士、博士学历。从远期发展来看,实验室老师不再是以前那种打杂、洗涮的角色,而是深谙教材、能带课题、有创造活力的人。
观察一所学校的硬件条件,重点看它的图书馆、体育馆,还有就是实验室。这些场所都是解放学生身体、活跃学生思维的地方。提高实验室的利用率,就能启发更多学生去思考,培养更多科学后备人才。
作者:曾德琨(作者为复旦大学附属中学化学教师)
编辑:朱颖婕
,