新課標視野下初中化學生活化實驗拓展教學的探索

杜 悅

（南京師范大學附屬中學實驗初級中學 江蘇 南京 210015）

實驗具有重要的育人價值和功能。2022 年版義務教育化學課程標準，將科學探究與實踐作為核心素養(yǎng)的一項重要內(nèi)容單獨列出［1］，科學探究與實踐主要包括:以實驗為主的科學探究能力，通過網(wǎng)絡查詢等技術(shù)手段獲取和加工信息的自主學習能力，運用簡單的技術(shù)與工程方法設計、制作與使用相關(guān)模型和作品的能力，參與社會調(diào)查實踐、提出解決實際問題初步方案的能力，與他人分工協(xié)作、溝通交流、合作解決問題的能力等［2］。顯然，新課標將化學實驗的地位進一步提升，凸顯了“做中學、用中學、創(chuàng)中學”的理念，同時高度重視化學教學中探究與實踐活動的設計與實施。筆者結(jié)合教材聚焦新課標有針對性地努力創(chuàng)造條件，緊貼生活，為學生提供更多的動手實驗機會，幫助學生學會對化學知識在科學探究實踐中的遷移和應用，從而發(fā)展科學探究能力，培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)。

一、感受化學魅力，激發(fā)學習興趣

興趣是一種特殊的意識傾向，是求知欲的源泉，是思維的動力，是樹立信心的保證。義務教育化學課程具有基礎(chǔ)性和實踐性，有利于激發(fā)學生對物質(zhì)世界的好奇心，形成物質(zhì)及其變化等基本觀念。

案例1：自制晶體

晶體通常被認為是化學之美的代表，人教版化學教材九年級下冊《溶解度》課題設置了一項“自制白糖晶體”的課外實驗，讓學生觀察晶體從溶液里緩慢生長的過程，了解晶體的特點，結(jié)晶的概念，知道結(jié)晶的方法，認識溶解和結(jié)晶的現(xiàn)象，感受化學之美的體驗是不夠的，可將實驗再擴大，從生活中自選晶體材料制備，如白糖換成食鹽，教師可適當提供或建議學生自購硫酸銅等藥品在寒假期間開展實踐活動進行制作，不僅能讓學生同樣觀察到晶體生長過程，體會晶體析出的條件，同時豐富學生感受化學之美的體驗，更進一步感受到物質(zhì)變化的美、物質(zhì)形狀的美，也為學生建立“微粒觀”打下良好基礎(chǔ)。部分實驗作品如圖1所示。

圖1 學生自制晶體作品

二、獲取事實證據(jù)，啟迪科學思維

科學思維是化學學科要培養(yǎng)的重要核心素養(yǎng)?？茖W思維主要包括:在解決化學問題中所運用的比較、分類、分析、綜合、歸納等科學方法，基于實驗事實進行證據(jù)推理、建構(gòu)模型并推測物質(zhì)及其變化的思維能力，在解決與化學相關(guān)的真實問題中形成的質(zhì)疑能力、批判能力和創(chuàng)新意識。［2］這就需要教師將興趣與思維融入具體實驗活動，促進學生思維品質(zhì)和實踐能力的提升。

案例2：自制酸堿指示劑

這是人教版教材九年級下冊第十單元課題1提出的取幾種植物的花瓣或果實制酸堿指示劑的一個探究實驗，若僅僅在課堂上進行分組實驗探究，會限制學生探究思維的時空。筆者把該實驗分為兩個階段完成，第一階段自制酸堿指示劑在家中就地取材先行一步完成，讓學生在家中采集各種各樣的花瓣、果實，如玫瑰花、月季花、紫蘿卜、胡蘿卜、青菜、黃瓜等作為原料；第二階段開展應用階段，筆者適當提供實驗藥品，讓學生把自制的作品帶入課堂，模擬波義耳發(fā)現(xiàn)指示劑的科學探究過程進行實驗探究，做好觀察記錄，在探究中獲取有效的證據(jù)，并能基于證據(jù)進行推理論證，由此選擇最佳指示劑，還激發(fā)學生課后做做家庭小測試，測測生活中物質(zhì)如食醋、洗滌劑、潔廁靈、廚房清潔劑、雪碧等溶液的酸堿性，及將自制的指示劑繼續(xù)應用到課題2酸堿中和實驗中的興趣。這樣的安排，大大增強實驗的感染力，提供給學生為解決問題收集或獲取證據(jù)的機會，發(fā)展了基于證據(jù)推理的邏輯思維能力。部分學生實驗過程和實驗記錄如圖2、圖3所示。

圖2 學生自制指示劑部分場景

圖3 學生測試結(jié)果記錄部分摘要

三、增進本質(zhì)理解，建構(gòu)化學觀念

重視幫助學生從分子、原子水平上分析研究、從化學視角總體認識物質(zhì)世界，形成化學觀念、解決化學問題，是2022年版義務教育化學課程標準提出所要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)維度之一。

案例3：自制分子模型

分子、原子的概念是初三學生最初接觸到的微觀概念，是一個抽象概念，它對學生來說，本身就存在于想象之中，讓他們在“看不見、摸不著”的微觀世界里去認識化學、研究化學，還需要從微觀角度理解物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)，建立宏微結(jié)合觀念及思維模式，是很容易產(chǎn)生困惑和迷茫。模型是一種重要的科學方法，可以幫助學生建立微觀想象，將抽象性知識可視化，幫助學生建立空間概念，為理解微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系提供認識的角度和方法。正因如此，筆者增加讓學生自制一些分子模型的實驗活動，學生選擇適當?shù)牟牧先绮噬鹌つ?、塑料泡沫、玻璃珠、廢紙團、乒乓球、氣球等進行制作，課堂上在班級展示說明，發(fā)揮模型的描述功能，嘗試學會搭建模型，學會運用模型研究，形成對分子和原子等微觀粒子的感性認識和空間結(jié)構(gòu)的表象。這樣的實踐活動不僅僅只局限在“分子和原子”這節(jié)內(nèi)容，還可涉及多種物質(zhì)和內(nèi)容，如在教學《金剛石、石墨和C60》課題時也可布置“自制足球烯”模型，讓學生自己思考研究制作方法，還可讓有興趣的或3D 打印社團的學生嘗試借助3D 打印技術(shù)動手構(gòu)建模型，對分子構(gòu)型和立體結(jié)構(gòu)有更深入的了解和直觀的認識。基于模型認知的實踐活動，有助于學生體驗微觀世界的獨特奧秘，增進認識物質(zhì)的微粒性，建立“宏觀—微觀—符號”化學學科特有的思維方式，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”變化觀念，養(yǎng)成從分子、原子水平構(gòu)建對物質(zhì)變化世界的認識的思維。部分學生作品如圖4、圖5所示。

圖4 學生自制水分子、氫分子、氧分子模型部分作品

圖5 學生自制足球烯模型部分作品

四、豐富知識應用，提升責任意識

培養(yǎng)學生的社會責任感，是新課標的核心要求之一。教師應依托新課標多挖掘使用一些與學生日常經(jīng)驗、所處社會環(huán)境乃至科技前沿相關(guān)的素材創(chuàng)設情境，使學生在特定場景中豐富承擔社會責任的認知角度，逐步培養(yǎng)學生具有節(jié)約資源、保護環(huán)境、人與環(huán)境和諧共生，促進可持續(xù)發(fā)展的意識。

案例4：自制凈水器

“自制簡易凈水器”是人教版九年級化學教材第四單元課題2《水的凈化》設置的一個課外實驗，在調(diào)查中該實驗的開展率是比較高的，但從進一步的訪談中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)做過凈水器的學生只是把作品直接上交給老師，而并沒有真正體會到蘊含于其中的實驗原理、實驗價值。該實驗對于幫助學生理解水的凈化原理，學習并練習吸附、沉降、過濾等凈化水常用的方法，了解相關(guān)化學知識，體會化學技術(shù)與社會的關(guān)系，初步形成節(jié)約資源、保護環(huán)境的態(tài)度和健康的生活方式有深刻作用。筆者對該實驗進行深度挖掘與開發(fā)利用，多給學生動手與交流的機會，強化化學知識的學習與實際情境相聯(lián)系，在教學中課前讓學生自己開動腦筋解決實驗材料，選用普通石頭、黃豆、綠豆、紅豆等代替小卵石，選用普通細沙代替石英砂；對于解決活性炭藥品的問題，有的直接從超市購買現(xiàn)成的，如冰箱除臭劑，有的撿枯樹枝用火燒黑替代，有的用燒烤的木炭，有的用煤灰渣代替，有的從化工企業(yè)中找來柱狀活性炭等；課堂上就針對學生作品展開凈水器凈化程度的比賽，比比誰的凈水器有創(chuàng)意，比比誰的凈水效果好，學生在展示與交流活動中發(fā)現(xiàn)凈水效果各有千秋，有的仍發(fā)黑，有的仍顯色未褪色，有的變淺，由此領(lǐng)悟到影響凈水效果的因素有:凈水劑材料的選擇、填充的順序、水的流速等；課后再讓學生調(diào)查了解或翻閱說明書、查閱資料家用凈水器中應用到的凈水技術(shù)，調(diào)查自來水的生產(chǎn)工藝，認識淡水危機，了解自來水的階梯價格及收費項目等，讓學生在現(xiàn)實情境中分析思考、解決實際問題，樹立科學意識、提升決策能力、強化社會責任。部分學生實驗作品如圖6所示。

圖6 學生自制凈水器部分作品

學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開實踐活動，又在實踐活動過程中不斷地發(fā)展和形成。教師應充分認識到科學實驗與實踐活動所具有的教育價值，多組織學生開展生活化實踐活動，不斷挖掘探索充實實驗內(nèi)容，促進學生在“做中學、用中學、創(chuàng)中學”的過程中建構(gòu)核心知識、培養(yǎng)關(guān)鍵能力、發(fā)展核心素養(yǎng)，使知識的獲得、科學探究與實踐能力的發(fā)展、學科核心素養(yǎng)的形成渾然一體。