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1“失敗”實驗的必要性和不敢進行“失敗”實驗的原因分析

化學是一門以實驗為基礎的學科。從緒言開始，每章都設計了相應的實驗幫助學生來了解、認知、理解科學知識，并培養實驗技能。但調研發現幾乎所有老師們精心準備并講解的都是應該如何正確操作實驗，亦步亦趨、不敢越雷池一步，很少有老師能做引起失敗的實驗。有時有學生做了不該有的操作、不符合規范的實驗，老師會立即糾正，不敢讓學生探究失敗的原因。而導致實驗失敗的原因卻是知識考查的重點，這些問題往往是實驗之外讓學生猜想、思考、摸不著邊際的問題，是培養科學素養的關健所在。就像第一位老師講解過濾實驗，學生們都順利完成了過濾操作，不會有渾濁現象，學生們都對習題很狐疑。濾紙是按要求做的，都貼得很緊，會影響什么呢?如果在實驗的一開始，老師就放手讓學生去做，給學生的儀器也未必干凈，學生必然會出現各種問題。出現了問題，就會提出猜想及解決問題的方法，老師參謀解決問題并幫助匯總提升。這樣看起來課堂是亂了，教學效率低下了，但卻是真正有了探究的意味了。

那么有讓學生探究“失敗”實驗的必要嗎?人類經驗的獲得、人類智慧的生成不是一帆風順的，無一不是通過嘗試、失敗、再嘗試、再失敗的反復循環最終獲取的。我們教學不可能把歷史上所有知識的生成歷程都讓學生經歷一下。但我們在獲得、享受或運用知識的過程中可以換不同的方式得到，而不是只會用呆板的方式接受。知識的生成有時走直線，有時走曲線。沒有失敗的洗禮，一個人的心智是不完善的，精神內涵也不會趨于成熟。化學實驗的教學尤其如此。失敗實驗的教學會讓學生切身體會到不該做出的動作做了會帶來的直觀影響，能加深實驗結論的理解、識記、運用，會讓學生感悟到前人獲得經驗、知識、真理的艱難歷程，會真正激發學生學習化學的興趣、培養科學素養。教師是課堂的引領者，教師不能主動設計失敗性實驗，究其原因是什么呢?①急功近利的思想影響著老師的教學安排。在中考指揮棒的指揮下，更直接的是要出成績，所以花時間進行不該做的實驗，擔心會做無用功，影響教學效果，不如反復強化訓練基礎知識、基礎理論。②做失敗性實驗浪費時間。浪費學生和教師的時間，教師要額外花時間策劃、準備、演示或分組失敗性實驗，會增加教師的工作量。③擔心存在安全隱患。做失敗性實驗存在著諸多不可預測的因素，這是失敗性實驗存在的不利因素，寧可不做也不能發生不良的后果。④節約儀器藥品的需要。失敗性實驗的操作，不可避免地要多損耗儀器和藥品，學校經費的支出直接制約著化學儀器與藥品經費的使用，這也是不得不需要考慮的制約因素。

2初中化學實驗中可以嘗試的“失敗實驗”

初中化學實驗可以嘗試的“失敗實驗”有哪些呢?①基本操作中:試管中豎直放入塊狀或顆粒狀藥品;檢查裝置氣密性時，先用手捂住試管再把導管伸入水中;量筒量取液體時俯視或仰視;高溫的試管接觸水、燈芯或其他低溫物體;用酒精燈火焰不同部位對試管中液體加熱比較溫度升高的快慢;用酒精燈直接加熱注水的燒杯;盛有超過1/3水的試管放在酒精燈上加熱;裝有長期露置于空氣中的固體藥品的試管加熱，管口傾斜向上;過濾操作時，濾紙不貼緊漏斗壁、盛接液體的燒杯不干凈、玻璃棒下端靠在一層濾紙上等。②常見物質的性質和制取的實驗中:空氣中氧氣含量測定時，取不足量的紅磷、慢慢放進燃燒匙、裝置氣密性不好、過早打開止水夾等;鐵絲在氧氣中燃燒，不在瓶底注少量水或細沙、用稍粗的鐵絲做對比實驗;硫在氧氣中燃燒時，在集氣瓶底部放幾只小害蟲;木炭在氧氣中燃燒時快速伸到集氣瓶底部;高錳酸鉀制取氧氣時，不用棉花堵住試管口、用氣密性不好的裝置進行實驗、剛產生氣泡就收集氧氣、實驗結束先移開酒精燈，后移開水槽;制取CO2時，不把長頸漏斗下端伸到液面以下，收集時，用向下排空氣或排水法收集;測定溶液pH值時，把pH試紙較長時間伸到酸性或堿性溶液中測量，看溶液顏色的變化、或用水潤濕后測量;稀釋濃硫酸時，把水倒入濃硫酸中等。③課外探究性實驗:食品包裝袋中干燥劑成分的檢驗及變質后的變化;鐵生銹條件的驗證;香煙煙氣中CO含量的測定;制作葉脈書簽檢驗堿的腐蝕性、堿對毛發的腐蝕性和護發素的pH值測定與護發的作用;氫氧化鈉在空氣中變質的檢驗;皮蛋粉在制作皮蛋前后成分的變化等。

3“失敗實驗”操作中應注意的原則

(1)破立結合的原則“失敗實驗”的操作絕不是孤立完成的，它的“破”是為了準確結論的“立”而做的。所以，可以把它們看做課本規范實驗的對照實驗，不能只做不評、只做不比。通過這些實驗要讓學生達到新的知識高度，能辯證地看待問題，培養優良的學習品質和科學素養。

(2)創新拓展的原則雖然一些“失敗實驗”源于課本或基于課本或是課本知識的應用，但原理不一定同于課本，操作也就未必相同。一些操作需要得出與課本結論不同的現象或危險性的后果，就要在實驗中進行調整改進。如食品干燥劑一般是生石灰和鐵粉的混合物，那么依據的性質應包括:生石灰的性質、熟石灰的性質、鐵粉的性質、三氧化二鐵的性質;涉及的操作可能有磁鐵的吸引、溶解、過濾、pH試紙的使用等，創新性、拓展性、應用性增強了。

(3)節約性原則包括材質和時間。對于破壞性較強的實驗，宜用舊不用新、能用廢不用舊;老師演示能說明問題的，盡量演示，既能減少材耗，又能節省時間;儀器、藥品用過了盡量分類回收貼上標簽保存，以便再次循環使用;計劃做的“失敗實驗”，教師一定要預先備好教案，準備好可能要用的藥品、器材，不能等到實驗時才手忙腳亂地準備，這樣會浪費學生寶貴的時間。

(4)安全性原則教師在進行“失敗實驗”備教案時，必須評估實驗的安全系數，因為這種實驗可能存在著不可確定的因素，如果教師不能做到心中有數，不能掌控可能存在的不確定因素，寧可不做實驗。如果發生意外，勢必會對學生的生理尤其是心理造成極大的傷害，這是不可估量的損失。對于學生要探索的問題，必須要求學生向老師申報，經老師評估風險后，才能在老師的指導下去操作。要真正落實《新課標》，提高學生的科學素養，要敢于讓學生在實驗中失敗，在“失敗”中感悟知識，在“失敗”中成長。“失敗實驗”的教學，表面上看起來會多用師生的時間，會多損耗一些藥品和器材，但事實上起到的效果要遠勝于教師在課堂上講十遍或二十遍，這種通過難忘教育的方式進行的教育一定能達到難忘的效果。

作者：丁國憲 單位：江蘇省如皋市外國語學校