淺議基礎實驗與初中生化學實驗素養的培養

徐敏

摘要：基礎實驗是2011年義務教育化學課程標準中課程改革的一項重點。針對基礎實驗在有些學校仍處于邊緣地帶的現狀，建議在初中化學基礎實驗教學中推行學生實驗素養培養計劃的嘗試，并建立學生實驗檔案以全面考核和培養初中生的化學實驗素養。

關鍵詞：課程標準；初中化學；基礎實驗；化學實驗素養

文章編號：1005–6629（2017）12–0025–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 反思及對策

2011年義務教育化學課程標準的一大變化是增設了八個基礎學生實驗，旨在讓學生掌握基本的實驗技能，為學生進一步開展實驗探究活動做準備。自2007年開始的蘇州市中考化學實驗操作考查項目，旨在考查學生的實驗操作技能水平。然而透過基礎學生實驗，教師卻為很多現象擔憂：學生進實驗室做實驗，缺乏實驗的基本素養，實驗進程無序，操作不規范，藥品浪費現象嚴重，教師在課堂上強調的規范意識和節約意識未曾體現分毫，由此帶來的實驗室污染嚴重，實驗桌臟亂不堪，儀器損耗率高。有感于此，教師在一次學生實驗后做了一次問卷調查，要求學生羅列出實驗中出現諸多不理想現象的背后成因（見表1）。

教師對實驗室工作也做了反思：（1）師生人員比太小，四五十個學生同時實驗，一名教師看顧不過來；（2）實驗時間相對集中，十五個班級在兩到三周內完成實驗，缺少緩沖的時間；（3）實驗室人員配備不足，一名實驗員非專業也非專職，還兼任其他課務。

針對上述學生實驗中出現的不理想現象和心理成因，教師對癥下藥制定了學生實驗素養培養計劃，并形成為下列學生應在學年末達到的實驗素養要求：

（1）能準確說出實驗室常見儀器的名稱并進行分類。

（2）能準確說出實驗室藥品的擺放原則和取用規則，有節約意識。

（3）能正確規范地使用實驗室常見的儀器，在使用時能規避誤操作的風險。

（4）兩人合作能在規定的時間內完成義務教育課程標準規定的八個基礎實驗。

（5）能說出主要實驗的實驗現象，根據現象得出結論并做出科學規范的表達。

（6）掌握科學探究的一般過程，能在教師的引導下對實驗出現的異常現象開展探究活動。

（7）能主動處理實驗中發生的事故，并預估實驗進程中可能產生的后果。

（8）能按照教師或教材的要求處理實驗剩余的藥品，有環境保護意識。

（9）能客觀地評價自我和合作者在實驗進程中的表現。

（10）能按照實驗室值日表做好實驗室衛生工作，有可持續發展意識。

學生在學年末達到的實驗素養要求應體現可操作性，具體表現在每項分值為10分，分為自我評分、他人評分和教師評分三個環節，權重分別為30%、30%和40%。

學期初教師制定的實驗素養培養計劃也應具有可操作性，并公布于眾，具體包括下列項目：

（1）讓學生參與演示實驗，當好教師的小助手。

（2）通過《走進化學實驗室》、《實驗操作大比拼》、《實驗事故分析》活動讓學生逐步樹立責任意識和規范意識。

（3）結合學生學習水平和實驗能力對學生進行合理分組并及時做出調整。

（4）教師為學生進入實驗室順利完成實驗提供必要的儀器和藥品。

（5）為學生實驗操作大比拼活動設立一、二、三等獎，并頒發獎狀。

（6）為學生完成的義務教育課程標準規定的基礎實驗設立自我評分、他人評分和教師評分三項。

（7）鼓勵學生開展演示實驗和基礎實驗之外的科學探究，并提供支持。

（8）將學生開展的科學探究以小報告的形式進行匯總，設立自我評分、他人評分和教師評分三項。

（9）為主動開展實驗探究的學生建立實驗加分檔案，加分項納入學期成績考核。

（10）開展家庭實驗設計與評比活動，成立學生專家組對學生上傳的實驗視頻打分并設一、二、三等獎，由學生專家組頒獎。

2 借基礎實驗落實初中生實驗素養培養計劃

2.1 走進化學實驗室，感受化學實驗規范之美

初中生大多喜歡做化學實驗，但經常會遇到一些困惑，如想做不會做，想做不敢做，究其本質是學生實驗操作技能不過關，阻礙了學生實驗素養的發展。教師在義務教育教科書九年級滬教版《化學》（以下簡稱《化學》）第1章《開啟化學之門》第3節“怎樣學習和研究化學”教學開始便開設《走進化學實驗室》課程，課程分為理論課2節（圖1）和實踐課1節。教師以理論課與實踐課相結合的形式教會學生認識常見實驗儀器并學習基本實驗操作技能，讓學生感受化學實驗的規范之美，為后續實驗課程的開展打好堅實基礎。

實踐課倡導兩人合作完成規定的實驗操作內容，自評、互評和教師評價相結合逐項打分。

該項課程結束一周后教師利用綜合研究課開展“實驗操作大比拼”活動，每組推選一名同學參賽，活動分三個環節：

（1）進入實驗室的同學迅速從藥品櫥內找到實驗清單上列出的藥品（10分）；

（2）按照實驗清單的操作要求完成：①測量1滴水的體積②加熱碳酸氫鈉觀察現象并記錄③加熱10mL的水至沸騰④洗滌試管并烘干一支試管（80分）；

（3）整理實驗臺，填寫實驗記錄（10分）。

每位參賽選手分別由兩位同學和教師現場打分，其他未參賽的同學進實驗室觀賽，中途不得發出聲音，否則將取消該小組參賽資格。比賽結束后由教師為得分靠前的三名參賽選手頒發獲獎證書。endprint

在之后的每次學生實驗活動過程中教師都會采取現場攝像的方式，與學生一起在實驗后開展“實驗事故分析”活動，如學生對“氧氣的制取與性質”的事故現場所做的分析：

（1）加熱KMnO4時試管口朝上（錯誤），試管易破裂（后果），試管口應略向下傾斜（正確）；

（2）鐵夾夾在接近試管底部（錯誤），滾燙的鐵夾會灼傷人（后果），鐵夾應夾在試管中上部（正確）；

（3）試管口未放棉花（錯誤），水槽中的水變紅（后果），試管口應放置一團蓬松的棉花（正確）；

（4）引燃鐵絲后迅速伸入氧氣瓶中下部（錯誤），火星四射不明顯（后果），引燃鐵絲后應自上而下緩慢伸入氧氣瓶中（正確）。

2.2 做好基礎學生實驗，感受化學實驗現象之美

課標規定的八個基礎實驗屬于驗證性實驗。基礎實驗的設置一方面讓學生能進一步鞏固實驗基本操作技能，另一方面讓學生學會從現象得出結論并能作出科學規范的表達。在學生感受化學實驗現象美的同時，教師鼓勵學生細致觀察，記錄異?，F象，推測現象背后的成因，啟發學生思考。如學生在基礎實驗4“常見金屬的性質”中發現鋁片與稀鹽酸、稀硫酸反應前者比后者快的現象。有的學生在《化學》教材（上冊）第133頁“鋁片在稀酸中的變化”一欄中除了記錄實驗現象還做了備注：鋁片和兩種稀酸反應速率有差異的原因是什么？加大稀硫酸的濃度反應速率提升不明顯等。

有的學生在基礎實驗2“二氧化碳的制取與性質”集滿二氧化碳時遇到燃著的木條長時間不熄滅的異?，F象，在實驗現象欄中做了備注：二氧化碳始終收集不滿，原因何在？也有學生在做階梯狀蠟燭的滅火實驗時發現燭火自上而下依次熄滅的反?，F象，也嘗試著將自己的操作過程與同組合作者展開討論。

2.3 開展科學探究活動，感受化學實驗嚴謹之美

教師研究演示實驗如何達到最理想的效果是為了提高課堂教學的效率，學生實驗卻由于操作個體的不同和藥品用量的不一致會導致實驗結果有差異。教師引導學生在課本的實驗記錄中還實驗過程的真實面目，為學生進一步開展科學探究做準備。譬如針對階梯狀蠟燭的滅火實驗失敗，有學生做了如下的分析：

（1）排空氣法收集到的二氧化碳不純；

（2）傾倒時沒有沿杯壁傾倒，上層燭火先接觸二氧化碳；

（3）傾倒太慢，二氧化碳受熱上升；

（4）傾倒前小燒杯溫度較高，二氧化碳受熱上升。

于是有的學生改用排水法收集較純凈的二氧化碳并用來實驗；有的學生改變了傾倒二氧化碳的速率和傾倒角度；也有的學生選用了教師提供的三角漏斗或隔板，向三角漏斗中傾倒二氧化碳或直接利用導管引出二氧化碳氣流通入小燒杯底部（圖2）。

還有的學生提出用排水法收集到的二氧化碳能否使燭火立即熄滅的問題，他們利用現有的實驗器材進行了探究，經多次實驗他們記錄的數據如下：

2.4 設計完成家庭實驗，感受化學實驗實用之美

初中學生對化學實驗比較感興趣，教師若啟發引導得當，學生也會十分樂意在家中開展家庭實驗活動。教師通過家庭實驗設計評比活動，也助推了學生家庭實驗活動的開展。表3呈現了九年級學生開展的一次家庭實驗活動。

學生自行設計完成的家庭實驗鍛煉了他們動腦和動手的能力，培養了對化學學習的興趣，從此學生可以不必再局限于觀察課堂演示實驗和完成幾個基礎實驗，他們漸漸熱衷于自我摸索和不斷探究，在感受化學運用于生活之美的同時，實驗能力和探究能力也在不斷得到提升。

3 學生實驗素養培養計劃初現成效——建立學生實驗檔案，考核學生實驗素養

開學初教師制作學生實驗活動表現情況評價量表（表4），為每次學生實驗過程中學生的表現開展自評、互評和教師評價，并將總分登記在學生實驗素養培養計劃量表中。

教師將學生的實驗活動表現以分數的形式反饋給學生，學生就會更重視完成每一次的實驗任務。一般教師根據教學進度會提前一周公布學生實驗計劃，學生會提前預習實驗，在實驗中與其他同學的合作也變得更積極主動，有些表現突出的同學開始對同伴的實驗技能和科學探究能力提出要求，出現了互幫互學的動人場面。

我們認為，2011年義務教育化學課程標準規定的八個基礎實驗是教師引導學生開展科學探究活動的基礎，學生只有認真地完成實驗活動，才能逐步形成對待科學實事求是的態度，教師的引導和鼓勵無疑讓學生更容易體會到科學探究的樂趣，學生的實驗素養才能始現端倪。

參考文獻：

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