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認(rèn)識假想實驗及其危害論文
何為假想實驗?筆者認(rèn)為，它應(yīng)是來源于基本化學(xué)原理的、但是未經(jīng)過實驗驗證的化學(xué)實驗。這些實驗有些可以得到驗證，有些則與事實相矛盾。因為基本化學(xué)原理是經(jīng)過合理假想后得出的結(jié)論，未必與復(fù)雜的真實完全一致。有時由于假想者的知識水平或是經(jīng)驗的不足以及一時的疏忽，存在著實驗設(shè)計時遵循了某一條原理卻違背了其他原理的可能性，因此，這些未經(jīng)驗證的實驗也就成了經(jīng)不起檢驗的“假想實驗”甚至是“虛假實驗”。長期以來，我國的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)限于條件的限制，假想實驗存在已久而且不易被識別出，也曾為我國的化學(xué)教育做出過一定貢獻(xiàn)。但隨著基礎(chǔ)教育課程改革的深入進(jìn)行，隨著高中化學(xué)新課程理念的深人人心，隨著國家對基礎(chǔ)教育投入的增加，進(jìn)行真實的化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與探究的機(jī)會越來越多，假想實驗的危害越來越凸顯出來。因此，及時揭露一些假想的化學(xué)實驗，以此來引起廣大化學(xué)教育工作者的注意，進(jìn)而改進(jìn)我們的實驗教學(xué)，推動化學(xué)新課程改革繼續(xù)深入進(jìn)行，就顯得相當(dāng)必要和重要了。筆者將自己多年來親歷的或是其他教師發(fā)現(xiàn)的幾個具有一定代表性的假想實驗整理如下，希望能引起廣大化學(xué)教育工作者的注意。
一、假想的演示實驗和學(xué)生實驗
1.演示實驗
如，在做“鈉與乙醇反應(yīng)”的實驗時，把一小塊鈉投人裝有乙醇的試管內(nèi)，與和水的反應(yīng)相比，除了不熔成小球外，另一個明顯的不同就是鈉先沉在乙醇下面然后又會逐漸浮起。學(xué)生馬上發(fā)問：鈉浮起的原因是什么?許多教師從資料上得到的解釋是由于生成的乙醇鈉溶解在乙醇中使溶液密度變得比鈉大了，而學(xué)生的解釋是因為氫氣的浮力。如果教師是個有心人，讓學(xué)生做一下就能得出正確的結(jié)論：再放一小塊鈉進(jìn)去，結(jié)果仍然是先沉下去然后再浮起來。這說明此時溶液的密度尚未大到可以使鈉浮起來，真正使鈉浮起來的原因還是如學(xué)生所說是生成的氫氣產(chǎn)生的浮力，資料上的解釋原來是源于假想實驗!應(yīng)學(xué)生的要求再繼續(xù)做下去，還有有趣的現(xiàn)象產(chǎn)生：第1O塊鈉放進(jìn)去時并沒有沉下去而是浮在溶液中，25秒后完全浮出液面，但第11塊鈉卻又先沉下去了；從第13塊鈉開始反應(yīng)明顯慢了許多，最后浮出液面部分顯黑色；第15塊鈉沉下去浮出來又沉下去；第16塊鈉幾乎一直沉在下面不反應(yīng)了。、由此是否可以得出結(jié)論：在此實驗條件下，所得溶液的密度始終沒有大過鈉的密度?這些現(xiàn)象如何解釋，又怎么來驗證，成了一部分學(xué)生課后繼續(xù)研究的內(nèi)容。(限于實驗條件，以上實驗時鈉的大小不完全一樣。)
2.學(xué)生實驗
2003年出版的老教材第一冊，在162頁的第一個學(xué)生實驗中安排了“制取氧化銅”，用的是加熱分解硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)后得到的氫氧化銅的方法。實際結(jié)果是，大多數(shù)學(xué)生加熱后得到的是藍(lán)色(其實更多時候是淺綠色)固體，而不是氧化銅應(yīng)有的黑色。對此異常，學(xué)生紛紛在實驗報告中提問，教師往往在批閱實驗報告時以加熱分解不充分留有氫氧化銅解釋之。可是，有學(xué)生追問：我們明明加熱已經(jīng)很充分了呀?對此，有老師通過仔細(xì)研究實驗和觀察實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：NaOH過量時得到的是Cu(OH)2，而CuSO4過量時得到的其實是堿性銅鹽(有報道是Cu4(OH)6SO4)。而教材中的錯誤(用量為CuSO4多而NaOH少)，大概是源于假想的實驗吧?因此，為了達(dá)到化學(xué)實驗的預(yù)期效果，無論是演示實驗還是學(xué)生實驗，教師在備課時都要先做一下，力保成功，以防人家寫的非常真切，實際做起來又全然不是那么回事。同時，更需力保安全，謹(jǐn)防出現(xiàn)意外。
二、假想的考查實驗和高考試驗
1.考查實驗
如果說平時教學(xué)中的假想實驗可以通過教師的有意注意加以回避或是改進(jìn)的話，那么省級實驗操作考查中的假想實驗就是教師也無能為力的了。如“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”，實驗內(nèi)容和步驟中的要求是“配制100mL2mol／LNaC1溶液”。以往每年到實驗考查時，看到學(xué)生在無法于要求的“4OmL蒸餾水”中迅速溶解“l(fā)1．7gNaC1”時急出的汗水，我更加對假想實驗深惡痛絕之!要知道，通常條件(20℃)下NaCI的溶解度約為36g，11.7gNaC1要在考查規(guī)定的短時間內(nèi)完全溶于4OmI水(此量至多溶解14.4gNaC1)中，那是相當(dāng)有難度的。
2.高考實驗
作為肩負(fù)著為國家挑選優(yōu)秀人才的高考化學(xué)試題，命題者歷來追求著科學(xué)、完美。每年高考試題中的實驗題，歷來為廣大中學(xué)化學(xué)教師所津津樂道交口稱贊。然而，個別高考實驗題中也存在著假想的成分，引起了一些有識之士的批評與擔(dān)憂：如果高考實驗題經(jīng)不起推敲經(jīng)不住真實實驗的檢驗，如何保證高考選拔的公平性，如何鼓勵真實的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)?
如：檸檬醛，其中同時含有C—C雙鍵和醛基。對此，有教師認(rèn)為：“這兩類官能團(tuán)的共性是能使高錳酸鉀溶液褪色，因此檢驗官能團(tuán)的步驟要綜合考慮，必須在先檢驗醛基的基礎(chǔ)之上，并保護(hù)好醛基之后才能檢驗雙鍵的存在。用新制氫氧化銅檢驗醛基，將加入新制氫氧化銅反應(yīng)后的混合液靜置，取上層清夜與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，溶液褪色證明結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵�！�
各類考查尤其是高考化學(xué)試題的命題者，對于其中的化學(xué)實驗，更應(yīng)當(dāng)是第一實驗者和研究者。假想實驗有哪些危害?我想，通過以上例舉的幾個實驗，再結(jié)合自己平時的感觸，老師們不難總結(jié)出。在這里，我只簡單地以課程標(biāo)準(zhǔn)提出的三維目標(biāo)來一言以概之：假想實驗不僅危害我們掌握正確的知識與技能，還危害我們體驗完整的過程與方法，更危害我們情感態(tài)度與價值觀尤其是科學(xué)態(tài)度的形成!
離開了假想實驗，如何來提高實驗教學(xué)的效果?計算機(jī)上“模擬”實驗的做法雖然曾經(jīng)盛行一時，但畢競代替不了真實的實驗過程。隨著新課程的逐步深入實施，還是要在真實的、有意義的問題情景中，通過讓學(xué)生解決真實性問題來學(xué)習(xí)隱藏于背后的化學(xué)知識，形成解決化學(xué)問題的技能，體驗科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和精神，真正實現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)提出的三維目標(biāo)。
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