基于縣域資源開發的中學化學學科教學實踐

■福建省漳平第三中學 陳德華

化學是一門實驗科學，化學所取得的豐碩成果，與實驗的重要作用是分不開的。同時，化學也是一門實踐性很強的學科。筆者從教多年，喜歡思考，發現近幾年中學化學教學重課堂實驗，輕課外實踐，尤其是缺乏與當地縣域特色資源結合的學科實踐活動。也就是說，現在的中學化學，完全還是圍繞教材和中高考的導向來進行教學的，脫離了生活實際。而化學是有價值的學科，如果教師的知識也僅限于教材，較少了解教材之外化學的應用，學生就不能深入地了解化學學科的價值。

筆者查閱文獻發現，基于縣域資源的中學化學教學實踐較少有人研究，受種種因素的影響，教師很難進行跨行業實踐研究。但是中學化學中縣域特色資源的教學實踐研究有諸多價值。

一、符合化學的本質和價值

對化學的本質和價值，雖然不同的化學家有不同的說法，但總的來說，人們都普遍認為學習化學就是認識物質和創造物質。追求價值是學科教學活動重要的內驅力，化學教師要引領學生認識化學、學習化學、喜歡化學。中學化學教育，雖不是一定要培養出未來的專業化學家，但大家都知道，對每一個現代人來說，都必須懂化學和用化學，化學學科素養應該貫穿到每個學生將來的一生。

化學的本質是什么？無論是中國古代的煉丹術抑或是西方中世紀的煉金術，還是近代拉瓦錫等前輩的化學研究，其目的都是準確合成化學物質，所以化學的本質是獲得物質和創造物質。現代化學就是在原子分子水平研究物質，基本特征就是研究分子、創造分子。縣域內有硫酸廠、氮肥廠、水泥廠等，可以讓學生通過學科實踐，直觀地了解工業上如何合成硫酸、硫酸銨肥料以及硅酸鹽水泥的工藝流程。

化學的價值是什么？化學的價值在于保證人類的生存并不斷提高人類的生活質量。除了傳統的利用化學生產化肥和農藥增加糧食產量外，最重要的是利用化學合成新型藥物，以抑制細菌和病毒，保障人體健康；在“碳中和”下如何利用化學開發新能源，在載人登月、蛟龍入海的新形勢下如何研究新材料……

通過學科實踐活動，不僅體現了基于實證的學科價值，附帶創造社會價值。據筆者調查，本縣域就有與化學密切相關的企業，如硫酸廠生產現代工業急需的硫酸，化肥廠在生產硫酸銨，超纖廠在生產超纖用于汽車皮革，還有一家生產氧化鋅的工廠，氧化鋅在工業上用途廣泛，是催化劑和各種添加劑，產品十分暢銷。筆者認為，立足縣域資源發展特點，具有較新的視角和社會價值，同時可以提升學生對縣域的形象和從化學視域的新認識，不僅符合新課程培養育核心素養的要求，更具有較高的社會價值，同時能提升縣域新形象。

而以上這些價值，學生知之甚少，甚至化學教師也了解不多，這些多樣的、生動的縣域資源需要我們開發和實踐，才能更好地提升化學教學的價值。所以中學化學教學需要深層次的轉型，教師要給學生知識，首先要提高自己的知識儲備。除了教材以外，還要從廣闊的工農業生產生活實踐中獲得更多的學科知識。

二、符合中高考化學新趨勢

2017 年版普通高中化學課程標準強調“素養為本”化學課堂教學的設計，學科實踐則是最好的載體。高考歷年有化工流程題，來源于社會生產實踐，而且站在理論高度，讓學生現場分析。如果學生沒有平時的學科實踐積累，全憑教材理論知識，難有深層次的理解和解題思路。

2019 年11 月29 日教育部印發初中高考試命題意見指出，取消初中學業水平考試大綱。中考也開始注重對化學反應原理與變化規律的考查，減少機械記憶類題目的考查。試題注重生產生活、科技前沿等真實的化學情境建設，傳遞正面價值導向，考查學生在完成義務教育化學學習后，對化學在新能源、新材料、健康、環保等領域的重要價值的理解，引導學生樹立遠大目標，為民族復興和人類發展做出自己應有的貢獻。縱觀近年中高考化學，特別注重真實情景創設，強調證據推理，非常接地氣。如2021年福建中考化學卷中第12 題涉及鋼鐵的應用與生產，第13 題中涉及我國古代“布灰種鹽”的原理，2019 年福建中考化學第14 題中介紹了《天工開物》中鋅的冶煉方法和原理。反觀目前的化學課堂，講練太多，偏重于知識和技巧傳授，各種課堂轉型，也僅是教法的轉型，缺乏實踐的轉型。

情境與體驗是理科教學中德育實施的兩個重要特點，這就強調了化學教學需要利用豐富的素材來創設情境，建立深刻的情感體驗，情境越真實，學生深入探究的興趣越濃厚。如硫酸是現代工業的重要原料，硫酸的合成流程和工藝是高中的一個重要知識點。縣域內恰好有一家硫酸廠，旁邊還有一家生產硫酸銨的化肥廠，化肥廠的重要生產工藝是合成氨。結合這些縣域資源，做好學科實踐，讓技術員現場講解生產流程，勝過千言萬語的純理論傳授。

三、增加教學的新視角，讓學生對化學更有興趣

拓展學科知識育人價值，通過化學實踐，幫助學生認識到人類對化學的認識經歷的艱辛探索過程，以實踐和實驗為手段，通過證據推理得出結論的過程。引導學生了解社會科學知識，激發探究欲望，這也符合新課程理念。同時，中高考強調增加情境背景，即證據推理，證據的作用包括證實，通過設計證明命題是正確的。所以教師教學在要引導學生參加課外實踐，培養學生的證據能力。

例如，普通中學生都知道石灰石的主要成分是碳酸鈣。而筆者所在的縣域恰好是全國有名的石灰石資源大縣，儲量華東第一。縣域內圍繞石灰石資源建設了大批水泥廠，石灰石的用途廣泛，大量應用于鋼鐵工業、玻璃工業、牙膏生產等行業。還有大家喜歡的自熱小火鍋，發熱包就是用石灰石制成的生石灰，原理就是生石灰遇水會放了大量的熱。這樣可以設計一個學科實踐活動，帶領學生到水泥廠參觀，并引導學生畫一個石灰石用途的思維導圖，并附上簡單的生產工藝流程。

又如，在酸堿鹽教學中，學生對“堿+鹽—新堿+新鹽”這個反應很難有深刻印象，教師最多就是提示此反應可以應用于工業制燒堿，即工業上用純堿和石灰漿反應生成氫氧化鈉。如果教師進一步提示，此反應也是民間皮蛋制作的一個主要反應，學生就會印象深刻。接下來教師可以引領學生開展課外實踐活動，學習體驗皮蛋制作。學生通過分組活動，查資料，購買原料，現場進行皮蛋制作。教師加以指導，同時強調制作皮蛋時必須戴橡膠手套，為什么要戴橡膠手套？因為氫氧化鈉有較強的腐蝕性。還有如何檢驗皮蛋粉混合加水后的成分？這樣全套流程下來，學生從一個新的角度，用親身實踐對酸堿鹽轉化有了深刻的理解。

大家知道，中學化學教學要力求體現時代性、獨創性、科學性、實用性、可行性等原則，從小問題入手研究，貼近教學，貼近現實。而現實狀況是，學生和教師對教材知識了如指掌，對化學原理在課外的生產生活實踐中的應用則存在空白。比如，師生都清楚高錳酸鉀可以制氧，但很少有人知道，高錳酸鉀在每個診所的醫生都有，是常用的消毒劑，可以消炎止痛。魚塘可以用它對魚苗消毒，食用菌栽培中也要用它來消毒。近年在防治瓜類蔬菜枯萎病等毀滅性病害方面高錳酸鉀大顯神通，防效達95%以上，而且無污染、安全可靠、成本低，還為瓜菜提供了鉀、錳等營養元素，促進生長。西餐廳廚師，用一定濃度的高錳酸鉀溶液處理生菜，預防病從口入。這些化學原理的應用，能激發學生的濃厚興趣。

通過對教材的處理，增加新視角，不用教師動員，正處于好奇年齡的中學生自然對化學更有興趣，從而為培養學生科學素養打下基礎，給每個學生提供一個認識化學價值的獨特視角。從教材的宏微結合到現場的學科實踐，這遠比用化學符號組合來描述化學、學習化學、更能體現化學的價值特點。

四、探索一條新型化學教學模式

化學課程標準包括從“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值”三個方面的培養，但目前的教學僅滿足于第一條，對后兩條教師可能會潛意識中不那么重視。而化學學科實踐恰可以彌補這個不足。從化學教學的角度看，學科實踐提升學生核心素養，可以激發學生的科學探索意識，有助于培養學生收集和處理信息的能力。通過化學實踐，可以有意識地訓練學生的觀察化學、發現化學、實驗設計、數據處理、分析綜合能力等。

要進行縣域特色資源的實踐研究，困難在于克服以前的教學思維定式，努力形成適應現代學生的新型教學模式。通過實踐的探索，可以幫助學生理解化學對社會發展的作用，能從化學的視角去認識科學、技術、社會和生活方面的有關問題，了解化學制品對人類的影響，懂得運用化學知識合理地開發和利用化學資源；使學生在面臨與化學有關的社會問題的挑戰時，能做出更理智、更科學的決策。一方面提供給學生未來發展所需要的最基礎的化學知識和技能，培養學生運用化學知識和科學方法分析和解決簡單問題的能力；另一方面使學生從化學的角度逐步認識自然與環境的關系，分析有關的社會現象。

學科實踐研究中教師的重點和目標：1.通過學科實踐研究，總結出化學學科實施素質教育的特點和規律；2.弄清楚縣域資源發展特點和化學教學的關系和聯系；3.探索出一整套在片區中學開展立足縣域資源發展的化學教學實踐體系；4.設計開發適合縣域資源特點的化學實踐教學案例；5.促進學校教師學科素養的提高，造就高水平的科研隊伍。

以“金屬礦物——鐵的冶煉”為例，筆者組織課題組到縣域內的省級潘洛鐵礦下屬的洛陽礦區井下一百多米深處，實際探訪磁鐵礦開采，全程由安全礦長講解，大家深刻感受到采礦的現代化進步。參觀完井下開采后，又參觀實驗室，請專業技術人員講解鐵礦石成分檢驗，技術人員講到，這里的礦物所含元素可以覆蓋元素周期表。還了解了鐵礦化驗方法，如重鉻酸鉀容量法快速測定鐵礦石中全鐵量、堿熔重鉻酸鉀滴定法測定鐵、酸溶重鉻酸鉀滴定法測定鐵等。這些檢測方法剛好是高考化學中常考的實驗探究和定量分析計算題內容。

通過整個課題活動，教師學到了許多課外知識，從中知道這個鐵礦的磁鐵礦含鐵量達43～44%，而澳大利亞鐵礦由于天然優勢，純度極高，幾乎達到66～67%。除了收獲知識，課題組還帶回了鐵礦石樣品進行研究。

這樣，在有關金屬冶煉的教學中，教師就可以以此為素材，向學生講解當地有什么鐵礦，主要成分是什么，純度有多少。同時播放參觀照片和視頻，展示鐵礦石樣品，讓學生感同身受，熱愛化學，熱愛家鄉。

五、改變化學學習活動評價的方法，促進學生素質的全面發展

學科實踐活動可以加強過程評價，豐富評價形式。教師要加強對學生學科實踐活動的觀察與評價，尤其是問題討論、分工合作等，分析他們的學習態度，給予過程性、激勵性的評價。

通過化學實踐，利用學生分組合作交流的學習方式，促進學生的自主發展，教師不再按分數來評價，而是通過實踐的表現和態度情況來評價，更能培養學生的化學意識、參與意識和創新意識、應用意識等，從而促進學生素質的全面發展。在實踐活動中，學習分數高的學生不一定比平時學分低的學生情感態度表現好。比如，筆者在講到“燃燒與爆炸”時，對面粉也可能會爆炸這一知識點，教材只是一帶而過。而一些基礎薄弱的學生，反而對其更感興趣，甚至想要動手嘗試驗證面粉是否會爆炸。教師要表揚他們的求知精神，為他們提供延伸的學習資料，在保證安全的前提下科學指導他們進行此次實驗，如此一來，以激勵性評價促使這部分學生不斷進步。

不僅如此，通過學科實踐后的科學評價，還能提高學生社會責任感。這不僅能充分發揮育人的作用，也讓學生對教科書上的化學學科有了一個更感性的認識，提高了學生的社會責任感。

六、學科育人價值的深度挖掘

化學學科有其獨特的育人價值。通過學科實踐活動，可以充分地讓學生感受到科學思想與方法。比如，在縣域內的花卉研究所，中國杜鵑大王陳子望感嘆，有了現代的科學思想與方法，比如，測pH值、溶液電導率等，可以清楚地判斷栽培基質，如各種產地的泥炭土、椰糠土是否達標，解決了憑經驗判斷花土質量的難題。老專家說，有了專業設備，花農可以測得高山杜鵑適宜生長的pH值為3.5～5.5，比西洋杜鵑更偏愛酸性土壤。而茶花的扦插育苗，必須用黃土，即酸性土，否則不會成活。此外，還可以通過化學學科實踐培養祖國自豪感。比如，到大型鐵礦井下，當今的開采工作完全是機械化作業，只需少數人，全部由傳感器采集數據，整個工作過程井井有條。更神奇的是，在如此深的井下，不僅有現代的通風和供電設施，還已經實現地下移動數字通信的完全覆蓋。技術站站長自豪地說，他們這個實驗室可以完全覆蓋檢測整個元素周期表，如此培養學生對祖國的自豪感。

總之，應通過學科實踐，探索縣域資源，讓學生充分體會到化學是一門中心的、實用的、創造性的且充滿魅力的學科。化學對人類物質文明的貢獻功不可沒，教師應激發學生學習化學的興趣和探究欲，培養學生化學的科學態度與責任意識，提升化學素養。