“雙減”背景下化學實驗探究活動的實施策略

楊海波 蔣小蘭

摘要：利用“雙減”釋放的時間和精力，輔導學生開展實驗探究活動，能有效培養學生實驗探究綜合素養，提高實驗教學效果。文章論述了如何設計活動主題、實施探究活動、培養學生實驗探究能力、凝練活動成果，并以“探究磚墻‘結霜之謎”活動為例，展示了發現問題、提出猜想、設計檢測方法、實驗分析、總結提升的全過程。

關鍵詞：化學教學；實驗探究；實踐活動

文章編號：1008-0546（2023）07-0037-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.07.007

2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》，以強有力的措施有效減輕義務教育階段學生過重作業負擔和校外培訓負擔（以下簡稱“雙減”）。 “雙減”政策是新的“風向標”，對學校教育理念有重要的導向作用，對于靠刷題增效的傳統教育方式將起到強力“糾偏”作用。 “雙減”背景下如何提質增效，是擺在所有教師面前的一道必考題。筆者發現，充分利用“雙減”釋放的時間和精力，輔導學生開展實驗探究活動，是提高化學教學效果的一種有效方式。下面從化學實驗探究活動的實施策略方面談談個人的淺見。

一、開展實驗探究活動的意義

中學階段的化學實驗教學分三個層次（見圖1）。最基礎的是實驗操作，培養學生掌握常規實驗儀器的使用方法，例如用酒精燈給試管中的液體藥品加熱、蒸發食鹽水提取食鹽等。稍高層次是實驗驗證，按照課文的提示和要求，把課本中學過的實驗重復一次，達到理解、鞏固理論知識的目的。最高層次是實驗探究，為了弄明白發現的問題，提出猜想并設計方案進行實驗探究。在常規教學中，實驗教學和考查基本上都停留在前兩個層次，教師通過組織分組實驗反復演練，可以在這兩個層次上達到預定的教學目的。最高層次的實驗探究僅僅是在做題目的時候以講解、推理的方式進行，只有少部分優等生容易理解，由于缺乏真實演練，大部分學生都如同云里霧里，因此，開展實驗探究活動顯得尤為重要。

教育部《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》指出： “探究”是綜合實踐活動的一種開展方式，是學生基于自身興趣，在教師的指導下，從自然、社會和學生自身生活中選擇和確定研究主題，開展研究性學習，在觀察、記錄和思考中，主動獲取知識，分析并解決問題的過程。在“雙減”背景下，開展化學實驗探究類型的實踐活動，可以在真實的情境中鍛煉學生發現問題、設計方案、實驗操作、分析問題的能力，提高學生實驗探究綜合素養。

二、選擇實驗探究活動的主題

在教材相關章節，都附帶有一些探究活動，其中人教版九年級《化學》就有19個探究活動。例如第二單元課題1 “空氣”有“調查空氣質量”活動，第四單元課題1 “愛護水資源”有“用水、節水、水質污染調查”活動。這些都是經過精挑細選、與教材知識緊密聯系的主題活動，可供挑選使用。我們也可以根據教材知識、時政、節日、社會熱點、自然景觀、偶然發現等自行設計主題（見表1）。

選擇活動主題時應盡量選擇能夠有新發現、預期成果具有一定科學或社會價值的主題，便于凝練成果，或為政府、企業、他人參考，使活動的價值得以體現，從而促進老師和學生的積極性。

三、制定實驗探究活動方案

制定活動方案，宏觀掌控活動進程，才能有目標、有計劃、有步驟地開展探究活動。方案的主要內容有活動背景、可行性研究、活動團隊、活動主題、活動目的、活動內容、活動思路、開展方法、活動進程安排、活動準備、預期目標、預期成果、難點與對策、安全預案、經費預算等。每一個條目都要有詳細的規劃，例如活動思路，可以將活動內容分解為若干小項目或階段性小活動，確定活動難點與突破口，把握活動的主線等。

四、實施實驗探究活動

1. 分解活動內容

我們將探究活動內容進行分解，分成若干子項目，按計劃有步驟地獨立完成，最后綜合起來獲得探究成果。例如“探究古人使用石灰”，我們將活動分解成“考察古人使用石灰的遺跡” “考察古人開采石灰巖的場所” “考察古人燒石灰的遺跡” “采訪當地居民”“查閱文獻資料”等子項目。

2. 活動實施的模式

探究活動子項目實施的模式有兩種，分別是“串聯式”和“并聯式”。 “串聯式”的子項目按照實施的時間先后順序連成一條線，只有將前一個子項目實施完畢，經過總結、重新調整策劃，才能實施下一個子項目，前一個子項目往往是后一個子項目的基礎，前后串成一條主線。 “并聯式”的子項目相互之間沒有牽制，可以獨立完成，打亂順序或同時開展都可以。

例如“探究磚墻‘結霜之謎”采用“串聯式”：發現磚霜→采集磚霜樣品→咨詢他人→猜想與實驗設計→實驗探究與分析→網絡查詢→總結提升。又如“探究炭的‘前世與‘今生”采用“并聯式”：考察煤礦，考察機制木炭廠，網上查閱炭相關資料，木炭的制取實驗，炭黑的制取實驗，炭的吸附性實驗，炭的還原性實驗，炭的可燃性實驗。

五、培養學生實驗探究能力

通過實踐活動培養學生的實驗探究能力，主要體現在五個方面：基本操作、化學理論、實驗設計、效果評價和道德品德（見表2）。

六、實驗探究活動的成果凝練

探究活動實施完畢，要及時關注各種競賽信息，凝練成果提交參賽或發表論文，以實現活動的價值。常見的成果有教學比武、學生作文、教師論文、活動報告、活動視頻等。

“活動報告”內容包括摘要、關鍵詞、項目來源、活動設計（簡要，包括目的、思路等）、實施過程（詳細）、活動收獲（詳細）、活動反思、附件等。若有具有科學或社會價值的未知領域新的發現，可以寫成“研究報告”，兩者標題不同，內容大同小異，前者側重于科學體驗，后者側重于發現和研究過程以及數據資料。將活動視頻素材按照發現問題、提出猜想、設計實驗、實驗探究、總結提升的步驟進行剪輯，輔以解說詞，得到活動視頻作品。報告和視頻都可以參加青少年科技創新大賽，視頻還可以參加信息技術類比賽。

凝練成果參賽是學生實驗探究活動的價值體現，也是老師勞動的回報，有利于促進師生利用“雙減”產生的空余時間開展探究活動的積極性。

七、案例“探究磚墻‘結霜之謎”

1. 發現問題

某同學家里建新房，他發現毛坯房磚墻上有大量白色粉末，好似“結霜”。這些磚霜是什么東西呢？它的化學成分是什么呢？為了解決這一問題，他決定成立探究小組，進行一番研究。

2. 猜想與設計

同學們到現場考察，采集了一些磚霜樣品（見圖2）。咨詢民工師傅得知這種“霜”叫“硝”，但不知其化學成分，于是大家討論如何進行實驗探究。首先否定了霉菌之類的生物，因為剛燒出來不久的磚不具備生物生長的營養條件。從外觀看應當是無機鹽之類的物質，但否定是硝酸鹽或銨鹽，因為硝酸鹽、銨鹽在高溫下會分解。同學們從離子組成的角度分別提出各種猜想，并設計實驗方法（見表3）。

3. 實驗現象與分析

實驗發現樣品易溶于水，用氯化鋇溶液檢驗時產生白色沉淀，焰色反應顯黃色，其他實驗無明顯現象，初步判斷磚霜為硫酸鈉。一位同學用手指捏了捏塑料袋中的樣品，竟然捏出水來將樣品溶解了，證明其含有結晶水。在網上查詢硫酸鈉，得知其結晶水合物為“十水合硫酸鈉”，俗名芒硝，化學式為Na 2 SO 4 ·10H 2 O。

4. 深入探究

在考察中發現磚墻上的紅磚和水泥砂漿都長滿了芒硝，那么這些芒硝是來自紅磚還是水泥呢？于是大家繼續討論，設計新的實驗進行探究。先采集砂漿和紅磚樣品，洗凈表面的芒硝；然后分別敲碎、研磨成粉、用水浸泡、過濾，分別在濾液中滴加氯化鋇溶液。實驗發現紅磚浸取液產生了大量白色沉淀。

5. 活動總結

通過實驗探究，發現新建磚房墻上的磚霜是十水合硫酸鈉，也就是常說的芒硝，來自燒磚的黏土；芒硝對房子裝修質量有嚴重影響，建議磚廠提前進行檢測；至于如何處理已經使用的這些磚，讓它不長芒硝，將在今后繼續開展研究。

八、結語

以實踐活動為平臺，通過開展實驗探究活動，切實做到了“做中學” “用中學” “創中學”，提高了學生的實驗探究能力，在化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任方面培養了核心素養。[1]

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）[S]. 北京：北京師范大學出版社，2022.