文∣歐陽(yáng)志斌

一、問(wèn)題的提出

物質(zhì)的檢驗(yàn)是高中生必須掌握的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，它是引導(dǎo)學(xué)生樹立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的好奇心和興趣，養(yǎng)成注重實(shí)證、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)合作探究意識(shí)，形成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的精神的重要載體。[1]物質(zhì)的檢驗(yàn)是化學(xué)家研究物質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生能根據(jù)物質(zhì)的特征反應(yīng)和干擾因素選取適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)試劑，初步學(xué)會(huì)常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法，難點(diǎn)在于基于化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋與推斷，核心是形成物質(zhì)檢驗(yàn)的思想方法。[2]“物質(zhì)的檢驗(yàn)”知識(shí)內(nèi)容在人民教育出版社2020年出版的《普通高中教科書·化學(xué)(必修第一、二冊(cè))》(簡(jiǎn)稱“2019年版”教材)和2017年出版的《普通高中教科書·化學(xué)(必修)》(簡(jiǎn)稱“2007年版教材”)、江蘇教育出版社2020年出版的《普通高中教科書·化學(xué)(必修第一、二冊(cè))》(簡(jiǎn)稱“2020年版教材”)和2016年出版的《普通高中教科書·化學(xué)(必修)》(簡(jiǎn)稱“2014年版教材”)的編排方式不盡相同，實(shí)踐表明，不同的編排方式影響著該知識(shí)內(nèi)容教與學(xué)的效果。

二、“物質(zhì)的檢驗(yàn)”知識(shí)內(nèi)容的比較研究

高中化學(xué)教材中“物質(zhì)的檢驗(yàn)”的知識(shí)內(nèi)容主要包括“焰色反應(yīng)，F(xiàn)e3+、Cl-、SO42-及NH4+的檢驗(yàn)”。

經(jīng)以上對(duì)比，無(wú)論是高中化學(xué)人教版2017年版教材還是2009年版教材，均沒有把“物質(zhì)的檢驗(yàn)”單獨(dú)安排成一個(gè)章節(jié)或單元內(nèi)容，而是把它分散在部分章節(jié)的相關(guān)知識(shí)中。人教版2007年版教材把“SO42-、Cl-的檢驗(yàn)”穿插在“混合物的分離和提純”中，在后續(xù)相應(yīng)的元素化合物知識(shí)中沒有再次呈現(xiàn)，而2019年版教材中的“SO42-、Cl-的檢驗(yàn)”則分別獨(dú)立安排在相應(yīng)元素化合物知識(shí)內(nèi)容中；對(duì)于“焰色反應(yīng)”，兩個(gè)版本教材均安排在“鈉的化合物”中，不同之處在于2007年版教材稱之為“焰

表1 人教版教材中“物質(zhì)的檢驗(yàn)”知識(shí)內(nèi)容的比較

色反應(yīng)”，2019年版教材則稱之為“焰色試驗(yàn)”,與《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》的提法一致。對(duì)“Fe3+的檢驗(yàn)”，兩版教材采用了相同的編排方式；對(duì)“NH4+的檢驗(yàn)”，2007年版教材中未提及，而2019年版教材明確指出：“在實(shí)驗(yàn)室中，常利用銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氨這一性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)銨根離子的存在?！?/p>

表2 蘇教版教材中“物質(zhì)的檢驗(yàn)”知識(shí)內(nèi)容的比較

經(jīng)對(duì)比，無(wú)論是高中化學(xué)蘇教版2020年版教材還是2014年版教材，都把“物質(zhì)的檢驗(yàn)”教學(xué)獨(dú)立安排成一個(gè)課時(shí)內(nèi)容，主要介紹NH4+、Cl-、SO42-的檢驗(yàn)方法及焰色反應(yīng)，介紹儀器分析方法，呈現(xiàn)的形式大同小異，相當(dāng)于2014年版教材，欄目由“活動(dòng)與探究”改為“觀察思考”。從實(shí)驗(yàn)操作上來(lái)說(shuō)，要求降低了，增設(shè)了“學(xué)科提煉”欄目；Fe3+的檢驗(yàn)都是在鐵及其化合物的知識(shí)中介紹，欄目由“信息提示”改為“方法導(dǎo)引”。蘇教版2020年版教材對(duì)“物質(zhì)的檢驗(yàn)”內(nèi)容的編排幾乎沒有變化，亮點(diǎn)就是突出了物質(zhì)檢驗(yàn)的思想方法。

表3 人教版與蘇教版教材中“物質(zhì)的檢驗(yàn)”知識(shí)內(nèi)容的比較

對(duì)比分析人教版與蘇教版最新出版的教材，我們發(fā)現(xiàn)，人教版2019年版教材是在學(xué)生學(xué)習(xí)完了“離子反應(yīng)”知識(shí)之后，分散在“氯及其化合物”“鈉及其化合物”“硫及其化合物”“氮及其化合物”“鐵及其化合物”中分別介紹Cl-的檢驗(yàn)、焰色試驗(yàn)、SO42-的檢驗(yàn)、NH4+的檢驗(yàn)、Fe3+的檢驗(yàn)，這樣的編排方式充分體現(xiàn)了“新課程標(biāo)準(zhǔn)指引下的運(yùn)用核心概念和反應(yīng)原理認(rèn)識(shí)和研究元素化合物的性質(zhì)及變化，以元素化合物知識(shí)為載體和認(rèn)識(shí)對(duì)象，發(fā)展學(xué)生對(duì)于離子反應(yīng)等核心概念的深入認(rèn)識(shí)和理解”的編排理念。由于不少學(xué)生誤認(rèn)為“焰色反應(yīng)”屬于化學(xué)反應(yīng)，人教版2019年版教材把“焰色反應(yīng)”改稱為“焰色試驗(yàn)”。蘇教版2020年版教材則以主題“物質(zhì)的檢驗(yàn)”集中介紹了NH4+、Cl-、SO42-的檢驗(yàn)方法及焰色反應(yīng)，還提及了儀器分析法分析和測(cè)定物質(zhì)的組成，體現(xiàn)了“化學(xué)分析”與“儀器分析”的統(tǒng)一，從而讓學(xué)生了解物質(zhì)檢驗(yàn)方法的多樣性，強(qiáng)調(diào)了物質(zhì)檢驗(yàn)的思想方法，有利于學(xué)生建立完整的物質(zhì)檢驗(yàn)的認(rèn)知框架，提升學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)化水平和認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)化水平。

三、教材處理的建議

對(duì)比分析教材有關(guān)知識(shí)內(nèi)容的編排順序、呈現(xiàn)方式、編排意圖的目的在于取長(zhǎng)補(bǔ)短?；谝陨蠈?duì)比分析，人教版2019年版教材對(duì)“物質(zhì)的檢驗(yàn)”的內(nèi)容編排遵循“在認(rèn)識(shí)元素化合物性質(zhì)及變化的基礎(chǔ)上依據(jù)離子反應(yīng)的概念原理學(xué)習(xí)離子的檢驗(yàn)”的呈現(xiàn)方式，這樣的安排非常符合高中學(xué)生的認(rèn)知和能力發(fā)展的規(guī)律，另外還設(shè)置了干擾離子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，這對(duì)于學(xué)生理解“離子的檢驗(yàn)”的試劑選擇和滴加順序是大有裨益的，也是必需的。教材這樣的用心安排旨在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)元素化合物知識(shí)和離子反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題，達(dá)到學(xué)以致用的學(xué)習(xí)目的，培養(yǎng)學(xué)生基于“證據(jù)”推理“物質(zhì)檢驗(yàn)的方法”，通過(guò)干擾離子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生從相對(duì)綜合而復(fù)雜的情境中識(shí)別問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的思辨能力和高階思維，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行有意義的知識(shí)建構(gòu)，提升學(xué)生從學(xué)科觀念的整體角度認(rèn)識(shí)“物質(zhì)的檢驗(yàn)”的學(xué)科價(jià)值。教師在進(jìn)行有關(guān)離子檢驗(yàn)的課堂教學(xué)時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能價(jià)值，積極組織好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，務(wù)必進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，切不可采取講實(shí)驗(yàn)、播實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式。

蘇教版2020年版教材把“物質(zhì)的檢驗(yàn)”單獨(dú)安排成一個(gè)課時(shí)內(nèi)容，很好地突出了“物質(zhì)的檢驗(yàn)”作為研究物質(zhì)的基本方法的重要作用，教材非常重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和學(xué)生認(rèn)識(shí)方式的發(fā)展。教材基于物質(zhì)分類(每種離子的檢驗(yàn)都采用了兩種物質(zhì)，如NH4+的檢驗(yàn)采用了氯化銨和硫酸銨溶液分別與氫氧化鈉溶液在加熱下反應(yīng))的視角，通過(guò)“觀察思考”欄目分別介紹了NH4+、Cl-、SO42-的檢驗(yàn)方法及焰色反應(yīng)。遺憾的是，由于“物質(zhì)的檢驗(yàn)”被集中安排在“離子反應(yīng)”和相應(yīng)的元素化合物知識(shí)之前，教材并沒有在此處安排干擾離子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)?？紤]到高一學(xué)生剛接觸物質(zhì)檢驗(yàn)的知識(shí)，教材把實(shí)驗(yàn)由學(xué)習(xí)自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的“活動(dòng)與探究”設(shè)置為“教師演示—學(xué)生觀察—基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論”的“觀察思考”，這對(duì)學(xué)生理解NH4+、Cl-、SO42-等離子檢驗(yàn)的化學(xué)原理造成了巨大的困難，學(xué)生對(duì)離子的檢驗(yàn)只能停留在淺層的宏觀認(rèn)識(shí)層面，無(wú)法從微觀角度乃至“宏觀—微觀—符號(hào)”相結(jié)合的視角認(rèn)識(shí)和理解，這就要求教師在后續(xù)教學(xué)對(duì)應(yīng)的元素化合物知識(shí)時(shí)，再次對(duì)有關(guān)離子的檢驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)償性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并增加干擾離子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究，這為高一化學(xué)課時(shí)緊張的現(xiàn)實(shí)增加了教與學(xué)的負(fù)擔(dān)。

四、高三復(fù)習(xí)教學(xué)的建議

物質(zhì)的檢驗(yàn)是化學(xué)家研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法和重要手段，屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容，在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中，人們經(jīng)常需要測(cè)定物質(zhì)的組成，以確定它是哪種物質(zhì)(即進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn))。在高三復(fù)習(xí)教學(xué)階段，雖然學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的物質(zhì)檢驗(yàn)知識(shí)，但不夠系統(tǒng)化，需進(jìn)一步提煉和總結(jié)，物質(zhì)檢驗(yàn)的高三復(fù)習(xí)教學(xué)建議采取主題式復(fù)習(xí)教學(xué)模式。

教學(xué)時(shí)，首先，讓學(xué)生明確物質(zhì)檢驗(yàn)的意義和價(jià)值，并充分明確進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)的依據(jù)或策略，教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。在進(jìn)行復(fù)習(xí)課導(dǎo)入時(shí)，通過(guò)播放有關(guān)“物質(zhì)的檢驗(yàn)”應(yīng)用視頻短片，如為保證公平競(jìng)賽，在大型運(yùn)動(dòng)會(huì)上會(huì)進(jìn)行興奮劑檢測(cè)，檢查身體時(shí)對(duì)血糖血脂的檢驗(yàn)，質(zhì)檢員對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)等，讓學(xué)生明確物質(zhì)檢驗(yàn)的應(yīng)用價(jià)值。然后提出問(wèn)題“如何確認(rèn)所買的衣服是真絲還是合成纖維”，以喚醒學(xué)生的前知識(shí)，為復(fù)習(xí)教學(xué)做好準(zhǔn)備。

其次，根據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，提出具體的任務(wù)，讓學(xué)生在真實(shí)而有價(jià)值的問(wèn)題解決中提升對(duì)物質(zhì)性質(zhì)及變化的認(rèn)識(shí)和理解，進(jìn)一步發(fā)展對(duì)離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等核心概念的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物質(zhì)檢驗(yàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。例如，設(shè)置教學(xué)情境，展示某抗秧苗病菌的農(nóng)藥袋上的標(biāo)簽，該農(nóng)藥含有碳酸銨和硫酸銅兩種成分。讓學(xué)生思考如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)該農(nóng)藥中含有銨根離子、碳酸根離子和硫酸根離子，指出所用的試劑及預(yù)期觀察到的現(xiàn)象、反應(yīng)的離子方程式。

最后，以物質(zhì)的檢驗(yàn)為活動(dòng)載體，在實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生樹立實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)，掌握有關(guān)儀器的安全操作步驟，了解防止事故發(fā)生的具體措施，從而提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，形成實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成批判精神和創(chuàng)新意識(shí)；學(xué)會(huì)獨(dú)立或與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并主動(dòng)思考與交流，逐步形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

五、結(jié)語(yǔ)

對(duì)教材進(jìn)行比較研究，是為了吸取不同版本教材編寫的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而為重構(gòu)教材、對(duì)教材進(jìn)行二次開發(fā)提供可參考的依據(jù)。教師只有在充分了解教材內(nèi)容和編排特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)從“教教材”到“用教材”的轉(zhuǎn)變，才能充分發(fā)揮教材對(duì)教與學(xué)的引領(lǐng)作用。