中外化学实验课的比较和思考
化学组 王少峰 鲍家兵
中外对教育教学的思考不尽相同，侧重点明显的差异，在这个大背景下通常会出现同课异构等现象，比如化学的实验教学，下面就两个案例作出比较和分析：
案例1 设计对比实验证明乙醇能使蛋白质变性
这是美国某中学化学教师的一个教学片段。乙醇使蛋白质变性是乙醇用做消毒剂的化学原理。教师要求学生利用鸡蛋清、无水乙醇、蒸馏水、淀粉、淀粉酶、碘水等试剂设计对比实验，证明乙醇可使蛋白质变性。
这是一个比较复杂的实验，要用乙醇让淀粉酶这种蛋白质变性，失去对淀粉水解的催化作用，来说明乙醇能使蛋白质变性。淀粉酶催化作用的失去可通过淀粉遇碘水变蓝的实验现象来表征。实际施教时，教师引导学生讨论出如下的一种可能的实验设计。
（1）向7 mL淀粉溶液中加入碘水6滴，分成甲、乙两等份；
（2）向甲中加入淀粉酶的水溶液5滴，乙中加入淀粉酶乙醇溶液5滴；
（3）同时水浴加热半分钟；
（4）同时冷水浴冷却，观察现象。
实验结果应该是甲中的蓝色褪去（淀粉酶使淀粉水解了），乙中蓝色不褪去（淀粉酶在乙醇作用下变性，失去了使淀粉水解的作用）。
然后是学生的实验和观察。实验现象是明显的。整个活动用时约40分钟。
案例2怎样形成喷泉
这是我国某中学化学教师的一个教学片段。她首先演示了如图1所示的氨气溶于水的“喷泉实验”。先将胶头滴管中的水挤一点进入烧瓶，烧瓶中就会因为氨气的大量溶解而形成负压，导致烧杯中的水进入烧瓶，形成喷泉。然后教师给出了图2所示的装置，要求学生讨论怎样利用此装置产生喷泉。
讨论是很有意思的，实录如下。
学生1：可以用嘴向下面锥形瓶中吹气。
教师：吹的目的是想增大锥形瓶中的压强，是吧？还有没有更好的办法来增大下面的压强？想一想。吹气的话，这个气压还是有限度的，能不能采用其他方法，作为化学实验这种方法（用嘴吹）不太妥当，是不是？
学生2：可以通过加热锥形瓶的方法。
教师：很好。加热锥形瓶，就会使下面的压强增大，那么液体就由下往上喷。刚才这位同学提出的方法是通过加热来增大下面的压强，那么我们能不能从上面着手呢？想一想。
学生3：可以通过用冷水浇在上面的圆底烧瓶上，形成内外压强差。
教师：可以通过用冷水浇在上面，形成内外压强差。我觉得还可以换一种方法，例如用冷的毛巾来敷，这样就会使上面的压强减小，从而形成喷泉，非常好。刚才同学们是设法增大下面的压强或者减小上面的压强，我们能不能通过增大上面的压强来形成喷泉呢？大家考虑一下，如果上面的压强增大了，就会出现什么现象？氨就会怎么样？会沿着导管进入下面的水中。是不是能引发喷泉？好，也可以。那怎样去增大上面的压强呢？同学刚才说用冷毛巾敷，那现在怎么办？对，用热毛巾敷，这样就可以增大上面的压强了，同样可以引发喷泉。
上述案例中美国教师选择作为载体的教学内容与生活密切相关，更注意科学过程、方法的引导；中国教师选择的教学内容是重点学科知识，逻辑推理严密，但在生活中不常见，有点像实验室中的智力游戏。这种差异在中外科学教育教学中普遍存在，相关的例证还有很多。比如测定香烟烟雾中的有毒物质、用纸上层析法鉴别支票签字的真伪、比较电池的性价比、比较不同洗涤剂的去污能力和毒性等，是常见的国外教育教学设计的载体。而我国设计的教育教学更注重教学难点和重点的突破，如让学生通过实验探究原电池形成的条件、用实验探究外界条件对化学反应速度的影响、推测和想象CH4分子的空间构型、探究利用“守恒法”“十字相乘法”解题的规律等。也就是美国的学科教学更注重以学生为中心，而中国的学科教学则更偏重学科内容为中心。
通过一些中外化学实验课的比较，可以分析知道较长时期以来，我国的教学教育以传授科学知识为主要目标，加之激烈的升学竞争，教师自然比较注重如何更有效地传授知识。一些西方国家比较早地注意到科学内涵的丰富性和科学教育的人文性，更注重科学素养的培养，认为“科学不仅是需要学习的一堆知识，同时也是一种学习的过程或方法”“每一个人都应该有机会去领略一番因领悟和探明自然界的事理而可能产生的那种兴奋之情和自我满足感。”因而，在设计教学策略时比较注意选择过程性的和与生产、生活密切联系的内容作为载体。另一个重要认识差异还在于日常生活中的事例通常是复杂的、受多种因素影响的，而我国教育教学工作者非常重视知识的逻辑关系和推理的严密性，由于担心出现科学性错误而不敢也不善于将日常生活中复杂的科学问题简单化、将结构严谨的知识趣味化。比如，有一种国外初中科学教材在介绍盐的性质时，设计了不用冰箱制造冰激凌的活动。在我国大多数教师看来，其中涉及“盐使水的凝固点降低”的知识，是超过教学要求的，因此，大多数教师可能就不能接受，更不会设计类似活动。
也许在对选择教学内容载体的选择上比较理智的认识应该是传授知识和体验过程、方法都需要精心设计教学策略。做关于过程和方法教学的策略设计时，要允许或应该在原理上做适当的简化和近似处理，以突出过程和方法的本质特征。做关于知识内容教学策略设计时，要努力寻找生产、生活的实际情境，以体现科学知识的真正价值。
价值的取向反映了设计者对“教什么最有价值”问题的思考和判断。有限的教学时间用在哪里？策略实施的预期是什么？这些方面中外教育教学也有较大的不同，在进行化学实验的时候，中国的化学教师更多的是习惯性的选择演示实验，因为学生的分组实验意味着需要多的多的时间，虽然也知道学生亲自体验实验的乐趣，感悟实验的过程对学生的学科素养和实验动手能力是大有裨益的，但就是不敢放手，因为有学科教学任务要完成，教学目标要达成，看重的是考试成绩，没有那么多的精力去关注其中的过程的。
比如上面的案例中国教师也会意识到要让学生有科学探究活动的训练和体验，也能精心设计出很有创新性的探究课题，但给学生开展探究活动的时间绝对不可能像美国教师那么慷慨达到40分钟的，让学生自己设计、实施实验方案，让他们犯那些可能的错、上那些难免的当，这样会有利于学生在犯错、改错、预测、检验、反思、讨论中获得探究的体验，学到科学的真谛。但若要做到这些，可能至少要1节课甚至更多的时间。现实是这样的，学生没有充分的时间讨论原理、设计实验，而是教师稍加引导便给出了实验方案，甚至教师会出现自问自答，“一言堂”式的承包整个实验教学和探究的现象，目的是留出时间以完成本节课的其他教学任务。
中国教育的传统观念通常认为，保持课堂教学内容的紧凑性是提高课堂教学效率的关键之一，如果教师在课堂上让学生活动多而自己讲的少，就会可能被认为是不负责任的。例如，我国的中学生在校学习时间要远远长于美国等西方国家的中学生在校学习时间。我国有些学校一天9节课，寒暑假还要补课。美国、新西兰、澳大利亚等国的中小学生通常早晨9点到校，下午3点放学，若3点后教师要将学生留在学校必须得到校长批准。虽有充裕的在校时间，但中国教师在设计教学内容和策略时，却不太舍得让学生在探究性、自主性学习中花太多的时间。就如上例所说有些很好的教学设计因为没有充分的时间保障而得不到应有的效益，有时便落入为探究而探究或探而不究的俗套。不让学生从事探究活动就如同不让学生下水，又怎么能奢望他们学会游泳、学会探究呢？我认为在教学中让学生思维积极活动起来，教师要做的事不是少了，而是更多了；教学中教师讲的少了，也不等于学生学的少了；因为学生需要在探究的过程中学习探究，在接受知识的同时感悟科学，这无疑需要教师有更高的水平，更好地设计和运用教学策略。
鉴于上述对中外化学课堂实验的对比和分析，我认为应该在课堂的教师讲授时间和学生活动时间上寻求一个平衡点；这其实也是个支点，有利于教师传授知识、学生发展能力和形成科学正确的观念。
