文∣歐陽志斌

一、問題的提出

物質(zhì)的檢驗是高中生必須掌握的化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識和基本技能，它是引導(dǎo)學(xué)生樹立安全意識和環(huán)保意識，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實驗探究的好奇心和興趣，養(yǎng)成注重實證、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，增強合作探究意識，形成獨立思考、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?shù)臋z驗試劑，初步學(xué)會常見物質(zhì)的檢驗方法，難點在于基于化學(xué)反應(yīng)原理對實驗現(xiàn)象進行合理解釋與推斷，核心是形成物質(zhì)檢驗的思想方法。[2]“物質(zhì)的檢驗”知識內(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)》(簡稱“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)》(簡稱“2020年版教材”)和2016年出版的《普通高中教科書·化學(xué)(必修)》(簡稱“2014年版教材”)的編排方式不盡相同，實踐表明，不同的編排方式影響著該知識內(nèi)容教與學(xué)的效果。

二、“物質(zhì)的檢驗”知識內(nèi)容的比較研究

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

經(jīng)以上對比，無論是高中化學(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”單獨安排成一個章節(jié)或單元內(nèi)容，而是把它分散在部分章節(jié)的相關(guān)知識中。人教版2007年版教材把“SO42-、Cl-的檢驗”穿插在“混合物的分離和提純”中，在后續(xù)相應(yīng)的元素化合物知識中沒有再次呈現(xiàn)，而2019年版教材中的“SO42-、Cl-的檢驗”則分別獨立安排在相應(yīng)元素化合物知識內(nèi)容中；對于“焰色反應(yīng)”，兩個版本教材均安排在“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”知識內(nèi)容的比較

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

表2 蘇教版教材中“物質(zhì)的檢驗”知識內(nèi)容的比較

經(jīng)對比，無論是高中化學(xué)蘇教版2020年版教材還是2014年版教材，都把“物質(zhì)的檢驗”教學(xué)獨立安排成一個課時內(nèi)容，主要介紹NH4+、Cl-、SO42-的檢驗方法及焰色反應(yīng)，介紹儀器分析方法，呈現(xiàn)的形式大同小異，相當于2014年版教材，欄目由“活動與探究”改為“觀察思考”。從實驗操作上來說，要求降低了，增設(shè)了“學(xué)科提煉”欄目；Fe3+的檢驗都是在鐵及其化合物的知識中介紹，欄目由“信息提示”改為“方法導(dǎo)引”。蘇教版2020年版教材對“物質(zhì)的檢驗”內(nèi)容的編排幾乎沒有變化，亮點就是突出了物質(zhì)檢驗的思想方法。

表3 人教版與蘇教版教材中“物質(zhì)的檢驗”知識內(nèi)容的比較

對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、焰色試驗、SO42-的檢驗、NH4+的檢驗、Fe3+的檢驗，這樣的編排方式充分體現(xiàn)了“新課程標準指引下的運用核心概念和反應(yīng)原理認識和研究元素化合物的性質(zhì)及變化，以元素化合物知識為載體和認識對象，發(fā)展學(xué)生對于離子反應(yīng)等核心概念的深入認識和理解”的編排理念。由于不少學(xué)生誤認為“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”。蘇教版2020年版教材則以主題“物質(zhì)的檢驗”集中介紹了NH4+、Cl-、SO42-的檢驗方法及焰色反應(yīng)，還提及了儀器分析法分析和測定物質(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)檢驗方法的多樣性，強調(diào)了物質(zhì)檢驗的思想方法，有利于學(xué)生建立完整的物質(zhì)檢驗的認知框架，提升學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)化水平和認識結(jié)構(gòu)化水平。

三、教材處理的建議

對比分析教材有關(guān)知識內(nèi)容的編排順序、呈現(xiàn)方式、編排意圖的目的在于取長補短?；谝陨蠈Ρ确治觯私贪?019年版教材對“物質(zhì)的檢驗”的內(nèi)容編排遵循“在認識元素化合物性質(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”的呈現(xiàn)方式，這樣的安排非常符合高中學(xué)生的認知和能力發(fā)展的規(guī)律，另外還設(shè)置了干擾離子的對比實驗的教學(xué)內(nèi)容，這對于學(xué)生理解“離子的檢驗”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)生運用所學(xué)元素化合物知識和離子反應(yīng)原理解決實際問題，達到學(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)檢驗的方法”，通過干擾離子的對比實驗，幫助學(xué)生從相對綜合而復(fù)雜的情境中識別問題、分析問題和解決問題，進而發(fā)展學(xué)生的思辨能力和高階思維，引導(dǎo)學(xué)生自主進行有意義的知識建構(gòu)，提升學(xué)生從學(xué)科觀念的整體角度認識“物質(zhì)的檢驗”的學(xué)科價值。教師在進行有關(guān)離子檢驗的課堂教學(xué)時應(yīng)充分發(fā)揮化學(xué)實驗的功能價值，積極組織好實驗教學(xué)，務(wù)必進行學(xué)生分組實驗，切不可采取講實驗、播實驗的教學(xué)方式。

蘇教版2020年版教材把“物質(zhì)的檢驗”單獨安排成一個課時內(nèi)容，很好地突出了“物質(zhì)的檢驗”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)計和學(xué)生認識方式的發(fā)展。教材基于物質(zhì)分類(每種離子的檢驗都采用了兩種物質(zhì)，如NH4+的檢驗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“觀察思考”欄目分別介紹了NH4+、Cl-、SO42-的檢驗方法及焰色反應(yīng)。遺憾的是，由于“物質(zhì)的檢驗”被集中安排在“離子反應(yīng)”和相應(yīng)的元素化合物知識之前，教材并沒有在此處安排干擾離子的對比實驗?？紤]到高一學(xué)生剛接觸物質(zhì)檢驗的知識，教材把實驗由學(xué)習(xí)自主進行實驗研究的“活動與探究”設(shè)置為“教師演示—學(xué)生觀察—基于實驗現(xiàn)象得出結(jié)論”的“觀察思考”，這對學(xué)生理解NH4+、Cl-、SO42-等離子檢驗的化學(xué)原理造成了巨大的困難，學(xué)生對離子的檢驗只能停留在淺層的宏觀認識層面，無法從微觀角度乃至“宏觀—微觀—符號”相結(jié)合的視角認識和理解，這就要求教師在后續(xù)教學(xué)對應(yīng)的元素化合物知識時，再次對有關(guān)離子的檢驗進行補償性實驗教學(xué)，并增加干擾離子的對比實驗探究，這為高一化學(xué)課時緊張的現(xiàn)實增加了教與學(xué)的負擔。

四、高三復(fù)習(xí)教學(xué)的建議

物質(zhì)的檢驗是化學(xué)家研究物質(zhì)的實驗方法和重要手段，屬于化學(xué)實驗教學(xué)的重要內(nèi)容，在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中，人們經(jīng)常需要測定物質(zhì)的組成，以確定它是哪種物質(zhì)(即進行物質(zhì)的檢驗)。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)檢驗知識，但不夠系統(tǒng)化，需進一步提煉和總結(jié)，物質(zhì)檢驗的高三復(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，首先，讓學(xué)生明確物質(zhì)檢驗的意義和價值，并充分明確進行物質(zhì)檢驗的依據(jù)或策略，教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。在進行復(fù)習(xí)課導(dǎo)入時，通過播放有關(guān)“物質(zhì)的檢驗”應(yīng)用視頻短片，如為保證公平競賽，在大型運動會上會進行興奮劑檢測，檢查身體時對血糖血脂的檢驗，質(zhì)檢員對生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量標準的檢驗等，讓學(xué)生明確物質(zhì)檢驗的應(yīng)用價值。然后提出問題“如何確認所買的衣服是真絲還是合成纖維”，以喚醒學(xué)生的前知識，為復(fù)習(xí)教學(xué)做好準備。

其次，根據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，提出具體的任務(wù)，讓學(xué)生在真實而有價值的問題解決中提升對物質(zhì)性質(zhì)及變化的認識和理解，進一步發(fā)展對離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等核心概念的認識，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物質(zhì)檢驗的知識結(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)生思考如何通過實驗確認該農(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)的檢驗為活動載體，在實驗中引導(dǎo)學(xué)生樹立實驗安全意識，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)生實驗操作能力，使學(xué)生學(xué)會實驗方案設(shè)計、實驗現(xiàn)象分析，形成實事求是、嚴謹細致的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成批判精神和創(chuàng)新意識；學(xué)會獨立或與同學(xué)合作完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象，并主動思考與交流，逐步形成良好的實驗習(xí)慣。

五、結(jié)語

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