姚彥川 徐作培

一、偽情境問題之提出

在教學(xué)過程中教師為完成教學(xué)目標(biāo)而有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩、形象生動(dòng)的場(chǎng)景稱為教學(xué)情境。教學(xué)情境可以幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，引起學(xué)生高度的關(guān)注，從而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平、情感態(tài)度的優(yōu)化與發(fā)展。在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，教師常常借助學(xué)生已有的生活常識(shí)和生活體驗(yàn)，結(jié)合明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)W科領(lǐng)域的最新進(jìn)展等創(chuàng)設(shè)化學(xué)情境，以此引導(dǎo)學(xué)生主觀參與到教學(xué)活動(dòng)中來，產(chǎn)生探究和解決問題的熱情，以促進(jìn)知識(shí)體系的形成和自主構(gòu)建。在現(xiàn)實(shí)的課堂教學(xué)情境或習(xí)題情境中有的情境創(chuàng)設(shè)缺少思考，實(shí)用性不強(qiáng)，準(zhǔn)確性不高，存在刻意傾向，表現(xiàn)出為情境而情境的偽情境，在偽情境的基礎(chǔ)上，師生的探究活動(dòng)就失去了意義。

二、偽情境案例之實(shí)例

1.教學(xué)中的偽情境

【教學(xué)片斷】

師：比較實(shí)驗(yàn)室制取O2和CO2的發(fā)生裝置，討論確定制取氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)該考慮的哪些因素？

師：再比較O2和CO2的性質(zhì)異同，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室收集O2的方法討論確定收集CO2的方法？總結(jié)收集氣體時(shí)如何選擇收集裝置？

教師通過ppt展示如圖1所示。

2.二氧化碳的收集

（1）判斷氣體收集方法的因素

（2）二氧化碳的性質(zhì)

a.CO2能溶于水

b.CO2能和水反應(yīng)生成碳酸不能用排水法

c.CO2密度大于空氣，不和空氣中的成分反應(yīng)向上排空氣法

該教學(xué)片斷常見于真實(shí)的課堂教學(xué)中，究竟CO2能不能用排水法收集？實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明在有一定壓力的條件下，二氧化碳?xì)怏w從水中逸出速率或量遠(yuǎn)大于其溶解或與水反應(yīng)的速率或量，因此用排水法不但可以收集到二氧化碳?xì)怏w，也完全可以用排水法收集。

查閱多個(gè)版本的現(xiàn)行教材和教學(xué)參考書發(fā)現(xiàn)：只有上海教育出版社的教材上出現(xiàn)“在通常情況下，二氧化碳的密度比空氣大，因而常用向上排空氣集氣法收集二氧化碳。”的語(yǔ)言，而其他教材（例如：人教版、粵教版、浙教版（科學(xué)））則用圖片呈現(xiàn)向上排空氣法。

如此看來，教材都不曾肯定CO2是否可以用排水法收集，這樣只能在尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的前提下認(rèn)可能用排水法收集CO2。2012年蘇州中考化學(xué)試卷第18題也把“因?yàn)槎趸荚谒械囊莩鏊俾蚀笥谌芙馑俾?，故可用排水法收集”的選項(xiàng)作為正確結(jié)論。如此看來，2018年吉林省中考試卷第18題（3）中“實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置和最佳收集裝置是?！钡脑O(shè)計(jì)非常合理，而同年天津市的中考試卷第22題（2）中“實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳，應(yīng)選用的裝置為，……”是不是修改一下更符合實(shí)際？

2.實(shí)驗(yàn)中的偽情境

【演示實(shí)驗(yàn)】木炭的燃燒：用坩堝鉗夾住木炭，在空氣中點(diǎn)燃后，再將點(diǎn)燃的木炭放入燃燒匙，由上而下緩慢伸入集滿氧氣的集氣瓶中。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：此時(shí)可以觀察到木炭燃燒得很劇烈并發(fā)出白光。

此實(shí)驗(yàn)借助白色的光亮非常明顯地驗(yàn)證氧氣的助燃性，很多教師課堂演示時(shí)很快就取出燃燒匙終止了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果給學(xué)生留下的“現(xiàn)象”是殘留了大部分的黑色固體并沒有明顯“看到”無色的氣體生成。筆者曾嘗試堅(jiān)持讓木炭燃燒下去，但由于該過程中氧氣濃度逐漸降低，二氧化碳濃度逐漸變大還是會(huì)殘留黑色固體，于是又根據(jù)2018年北京市高級(jí)中等學(xué)校招生考試化學(xué)試卷第20題改進(jìn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著氧氣的持續(xù)通入除了觀察到發(fā)出明亮的白光外，實(shí)驗(yàn)結(jié)束發(fā)現(xiàn)殘留少許灰白色物質(zhì)（控制O2的流速防止灰白色物質(zhì)被吹出）?；野咨奈镔|(zhì)稱作灰分，主要是由部分堿金屬氧化物和碳酸鹽組成。解釋灰分的形成（或木炭的燒制過程）才有助學(xué)生理解木炭燃燒的“異?！爆F(xiàn)象，這樣解釋是對(duì)該實(shí)驗(yàn)情境的最好補(bǔ)充。

3.試題中的偽情境

【習(xí)題資源】蘋果汁是人們喜歡的飲料。由于此飲料中含有Fe2+，現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會(huì)由淡綠色變?yōu)樽攸S色。若榨汁時(shí)加入維生素C，可有效防止這種現(xiàn)象發(fā)生，說明維生素C具有（ ）。

A.氧化性?B.堿性?C.還原性?D.酸性

參考答案為C的解釋：Fe2+在空氣中易被氧氣氧化，具有還原性，從而由淡綠色變成棕黃色的Fe3+，加入維生素C之后可以防止Fe2+被氧化，體現(xiàn)維生素C的還原性。

本題創(chuàng)設(shè)的情境源于生活實(shí)際，對(duì)學(xué)生來說，化學(xué)知識(shí)零距離解決生活問題，以蘋果汁變色或者削皮后的蘋果“生銹”為情境考查學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的分析能力，從而考查維生素C的作用，但通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，該情境創(chuàng)設(shè)存在如下不合理之處：

（1）蘋果汁的變色在食品科學(xué)上稱為褐變，褐變是食品加工過程中常發(fā)生的重要變化之一，依據(jù)原因可分成酶促褐變與非酶褐變兩種。蘋果褐變主要是酶促底物（綠原酸、表兒茶素、兒茶酚）在PPO（多酚氧化酶）的作用下形成醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)自身聚合并與其他成分形成黑色素。非酶褐變中的Maillard（美拉德）反應(yīng)是蘋果汁非酶褐變的核心機(jī)制，美拉德反應(yīng)主要和葡萄糖有關(guān)。因此蘋果汁褐變（蘋果“生銹”）的原因與Fe2+關(guān)系不大。

（2）PPO（多酚氧化酶）最適宜的催化溫度是28℃～45℃，最適宜的pH是4.0～6.6，當(dāng)pH<4.0時(shí)，PPO的生物催化活性會(huì)降低，維生素C中的抗壞血酸屬于強(qiáng)酸，可以降低pH，影響PPO的催化活性，從而抑制蘋果（汁）的褐變速度。

（3）蘋果中含量最多的物質(zhì)是多酚和類黃酮等有機(jī)物，礦物質(zhì)中含量最高的是K和Ca，鐵元素的含量很少，約為24.88 mg/kg～62.28 mg/kg。按每個(gè)蘋果0.25kg計(jì)，榨汁后Fe2+濃度很小，不足以引起蘋果汁呈綠色。另外黃騫老師在《論鮮切蘋果在空氣中久置褐變?cè)蛞约百A藏的方法》一文中也有實(shí)驗(yàn)證明KSCN溶液無法檢測(cè)出褐變的蘋果中含有三價(jià)鐵離子。

結(jié)合實(shí)際和相關(guān)文獻(xiàn)得知：蘋果（汁）在空氣中褐變的事實(shí)，并非是存在Fe2+的原因。維生素C雖然可以防止蘋果褐變但并非是體現(xiàn)其還原性，在此理解成酸性更合適，但結(jié)合題目的情境和師生水平的實(shí)際是無法解釋酸性的。因此初步判斷這個(gè)情境是失真的，是一個(gè)建立在化學(xué)知識(shí)上的偽情境。

教學(xué)情境的出現(xiàn)使得教學(xué)過程由“傳授—接受”的過程轉(zhuǎn)變成“情境—建構(gòu)”的過程，在此過程中教學(xué)情境體現(xiàn)出統(tǒng)整教學(xué)內(nèi)容、演繹學(xué)習(xí)目標(biāo)、規(guī)范教學(xué)程式的功能。

三、偽情境去偽之思考

1.情境要“真”要“實(shí)”

情境的創(chuàng)設(shè)可以借助生活認(rèn)知體驗(yàn)，也可以借助多媒體素材等等，但絕對(duì)要關(guān)注情境的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，不能在違背客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上設(shè)置虛假的問題形成偽情境。類似的偽情境有：利用打印機(jī)的廢墨粉還原氧化銅為情境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，出題者想當(dāng)然的認(rèn)為墨粉就是炭粉，可以用來還原氧化銅，筆者通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)廢墨粉在空氣中加熱能產(chǎn)生大量的黑煙，生成刺激性氣味的氣體，殘留黑色膠狀物，查閱資料發(fā)現(xiàn)硒鼓中的墨粉或炭粉的主要成分并非僅僅由碳組成，而大多數(shù)是由樹脂、黏合劑、炭粉和磁粉混合組成，不經(jīng)提純處理，根本不可能用于還原氧化銅，這樣的情境意義何在？

2.情境要為解釋學(xué)生的生活體驗(yàn)服務(wù)

生活化的情境至少要讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)課上學(xué)到的知識(shí)是對(duì)的，和生活經(jīng)驗(yàn)生活認(rèn)知是不違背的。尤其是當(dāng)教學(xué)情境和生活認(rèn)知形成認(rèn)知沖突時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生能從中現(xiàn)象中尋找本質(zhì)，從而解釋生活認(rèn)知，讓化學(xué)更好地服務(wù)于生活。日常生活中常用花露水驅(qū)蚊止癢、殺菌除臭，因?yàn)槠渲芯凭珴舛葹?0%～75%，因此使用時(shí)一定要遠(yuǎn)離明火，以防不測(cè)。教師可以借此設(shè)置有關(guān)微粒的性質(zhì)，化學(xué)式的計(jì)算和溶解性等有關(guān)知識(shí)的教學(xué)情境。既體現(xiàn)學(xué)科知識(shí)也能解釋生活問題，同時(shí)3D全息投影技術(shù)可以將各類實(shí)驗(yàn)器材360°各方向緩慢旋轉(zhuǎn)展示在學(xué)生眼前并進(jìn)行細(xì)致講解， 讓學(xué)生從還能培養(yǎng)安全意識(shí)。

3.情境創(chuàng)設(shè)要賦予情境生命力

教學(xué)情境的來源廣泛，當(dāng)今科技的飛速發(fā)展也為課堂情境提供新素材。涉及酒精的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，多數(shù)教師會(huì)結(jié)合當(dāng)前法律環(huán)境拓展介紹利用三氧化鉻硅膠變色測(cè)司機(jī)是否酒駕，殊不知現(xiàn)實(shí)的警用酒精測(cè)試儀早已實(shí)現(xiàn)紅外線、電化學(xué)酒精傳感器等先進(jìn)的技術(shù)手段，只需3 s就可以高精度檢測(cè)出駕駛員是否酒后駕車，很顯然三氧化鉻硅膠的變色檢測(cè)不太符合實(shí)際了。因此教師在設(shè)計(jì)教學(xué)情境時(shí)不得不考慮教學(xué)情境的生命力，別再讓落后的情境服務(wù)于課堂教學(xué)，讓學(xué)生在情境中體會(huì)科技進(jìn)步的力量。

（收稿日期：2019-02-15）