周龍英 榮瑩

摘要：現(xiàn)行化學教學往往忽略事物的整體性和復雜性，多以模擬情境為載體，重點突破某一知識點或發(fā)展單一能力，學科間的交融較少?；诖?，本文以“制作古法豆腐”為例，淺談如何以真實情境為依托，開發(fā)基礎性與整體性兼顧的化學校本實驗，旨在發(fā)展學生學科融通的綜合素養(yǎng)。

關鍵詞：真實情境;校本實驗;實驗開發(fā)

文章編號：1008-0546（2019）04-0083-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.04.022

2017年《普通高中化學課程標準》中指出課程理念應以發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)為主旨，設置滿足學生多元發(fā)展需求的高中化學課程。從學科系統(tǒng)性的角度，可注重發(fā)展學生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”三方面素養(yǎng);從學生角度出發(fā)，可注重發(fā)展個體的“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”方面素養(yǎng)。

但現(xiàn)行化學教學往往忽略事物的整體性和復雜性，多以模擬情境為載體，重點突破某一知識點或發(fā)展單一能力，學科間的交融較少，所以當學生在分析解答實際問題時往往無從下手。基于此，筆者考慮以真實情境為依托，開發(fā)基礎性與整體性兼顧的化學校本實驗，旨在發(fā)展學生學科融通的綜合素養(yǎng)。

一、選題要求設想

1.注重基礎性和生活性

基于本類實驗面向群體為起始年級，本階段學生處于初高中進階階段，雖具有一定的化學基礎，但知識的深度廣度仍無法支撐其分析復雜情景，故從通識教育的角度出發(fā)，校本實驗的選擇應注重基礎性和生活性，可使學生認同所學的知識在生活中是有用的，或者是生活中的某些現(xiàn)象是有理論依據(jù)的。

2.兼顧趣味性和時效性

興趣是最好的老師，趣味性強的實驗有利于激發(fā)和促成學生“境脈學習”的時空，提高學生學習化學的興趣，加深其對相關知識的認知。當然，教學活動也有一定的“時令”，如能將社會上近期出現(xiàn)的話題適時引入課堂，不僅提高學生學習興奮度，也讓學生學會和習慣用科學的方法去辨析社會問題，去偽存真，幫助他們形成未來發(fā)展需要的正確價值觀，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度等。此外，實驗的選擇還需優(yōu)先考慮實驗效果、成果明顯的實驗，學生如能在實驗中看到明顯的現(xiàn)象或收取成果，必會提高他們實驗成就感，進而加強對實驗和相關知識的興趣。

3.嚴控實驗時間

教師選擇校本實驗的時候，應盡量選擇時間在1-2小時內(nèi)可以完成的實驗。這樣一方面便于學校進行課務安排，另一方面易于維持學生的興奮度。因此，教師可選擇微型實驗，或選擇某課題中的一個子課題，這樣可留給學生充分探究的空間，即從材料準備開始就讓學生自己動手，在實驗中觀察學生表現(xiàn)，適時捕捉困擾學生的問題，引導學生對問題進行思考鉆研，對實驗結果進行分析、反思，從而提高學生的探究能力。

4.因材設計，凸顯個性

校本實驗設計時，還可針對本校的實情進行選擇和優(yōu)化，突出學習者的個性。如本校是女子中學，女生情感細膩，對美的體驗要求很高。教師可選擇女性更感興趣的實驗進行教學，例如豆腐的制備實驗，美容皂、潤唇膏的制備實驗等，又如測定生活中各種蔬菜水果的酸堿性，維生素C的還原性實驗等。

二、例談校本實驗開發(fā)流程

筆者就“制作古法豆腐”的實驗教學為例，介紹一下校本實驗的開發(fā)流程和思考。整體流程如下圖所示：

教師先依據(jù)上述選題設想，遴選出多個備選課題的情境及方向，在此基礎上再對學生進行問卷，篩選出學生感興趣的課題，教師對初步確定的課題依次進行文獻檢索、可行性分析預實驗等論證活動，并最終確定實驗課題。如以強化“膠體聚沉原理”為學習目的，設計了“制作古法豆腐”實驗，教師創(chuàng)設情境“江西衛(wèi)視《非遺美食》中提到，相傳劉邦之孫劉安被封淮南王，為謝封賞，欲煉長生藥獻于高祖。在煉丹過程中，一名小工誤飲鹵水，以為必死，歸家途中，出現(xiàn)口干、惡心、嘔吐，胃部有灼燒感，便向村民求得熱豆?jié){一碗，飲用后，癥狀緩解，歸家后竟?jié)u恢復健康。他將此事告知師父，師父亦覺驚奇，在分析各種可能后，果斷將鹵水和熱豆?jié){倒在一起，兩種漿水竟成白嫩細膩之物，分食后，味美，自此，洧川成為名副其實的豆腐發(fā)祥地。”由上述情境導出問題“日常生活中，誤食鹵水是否對人體有害？若有害，該如何處理？鹵水加熱豆?jié){真能制成豆腐嗎？”這些真實情境的設問，引發(fā)學生探究欲望，并需通過實驗手段獲取證據(jù)，對預期設想進行證是或證否。

1.文獻檢索

筆者以“豆腐制作”為關鍵詞，查閱相關文獻（中國知網(wǎng)），共搜得2010年至2018年的相關論文161篇。從這些論文中分析對比發(fā)現(xiàn)制作豆腐可以用不同的原料，不僅是豆?jié){，還可為牛奶，花生等。凝固劑也有不同類型，古法有鹽鹵即氯化鎂，現(xiàn)在亦可用石膏、葡萄糖酸內(nèi)酯等，而以往化學教材上主要用氯化鎂做點豆腐的電解質(zhì)。豆腐類型也有許多，例如果蔬彩色豆腐”、夾心豆腐、水晶花生豆腐[2]、茶汁豆腐53]。這些新的思路，可作為實驗延展，使實驗內(nèi)容更豐富飽滿，在實際教學中，可據(jù)學生個體差異（實驗技能、興趣點等），讓其自行選擇完成，教師可選擇其中1-2個關鍵變量作為課堂自選部分，其余為課余自選。

2.預實驗

為了使學生能在有限的課堂時間中盡可能地提高實驗成功率，教師須先進行預實驗。豆腐制作過程主要包括以下步驟：篩選黃豆→清洗→浸泡→磨漿→過濾→煮漿→點鹵→蹲腦→成型→成品。筆者發(fā)現(xiàn)一般黃豆的浸泡時間較長，冬季需4-5小時，夏季也需2-3小時，有些資料顯示需浸泡時間更長。所以，筆者將“浸泡”環(huán)節(jié)從課堂教學中去掉，改為居家完成。此外，為使課堂實驗時間壓縮在1-2小時內(nèi)，筆者進一步將“磨漿”、“煮漿”兩個環(huán)節(jié)改為用家用豆?jié){機替代;“過濾”也建議改用紗布，替換掉實驗室的濾紙和家用濾網(wǎng)。經(jīng)調(diào)整后，課堂內(nèi)豆?jié){的制作時間一般可控制在20-30分鐘/次。

此外，制作中最為關鍵的步驟為“點鹵”，文獻中顯示點鹵的豆?jié){濃度和凝固劑的用量都是決定實驗成敗的重要因素。教師預實驗的結果是現(xiàn)磨豆?jié){和自帶的自制豆?jié){成功率高，早餐店的豆?jié){成功率低。凝固劑的濃度對豆腐的成功率也有影響。另外，豆?jié){在點鹵之前是否煮沸對實驗成功率的影響也十分大。故筆者考慮將“豆?jié){濃度”或“凝固劑”作為課堂自選自變量，即學生在兩者間擇其一作為自變量，另一個則為常量，如若選擇“豆?jié){濃度”為自變量，同時選擇葡萄糖酸內(nèi)酯作為凝固劑完成對比實驗。

3.課堂實錄及思考

課堂教學中，為量化豆?jié){濃度的差異，學生選擇了課堂現(xiàn)磨豆?jié){，包括兩種濃度即125g豆子/1.2L水及100g豆子/1.2L水分別進行實驗。對于凝固劑，學生選擇鹽鹵（1g/10mL、1.5g/10mL）、石膏（3g/45mL、4.5g/45mL）、葡萄糖酸內(nèi)酯（2g/30mL、3g/30mL），學生就豆?jié){濃度、凝固劑種類及濃度中任選一個自變量完成分組實驗，匯總后統(tǒng)計全班實驗的成功率（成功組數(shù)/總組數(shù)），其中以形成穩(wěn)定成型的豆腐腦為成功組，實驗結果如下表所示。

據(jù)上表所述，18組學生中有4組學生選擇豆?jié){濃度為自變量，包括2組以鹽鹵（1.5g/10mL）為凝固劑，2組以內(nèi)酯（2g/30mL）為凝固劑;有3組學生選擇鹽鹵為自變量，豆?jié){濃度均選擇125g/1.2L;有5組選擇石膏為自變量，其中3組選擇豆?jié){濃度125g/1.2L，2組選擇豆?jié){濃度100g/1.2L;有6組學生選擇葡萄糖酸內(nèi)酯為自變量，其中4組選擇豆?jié){濃度為125g/1.2L，2組選擇豆?jié){濃度為100g/1.2L。

豆?jié){的濃度對實驗結果有一定的影響，但差異不是很明顯，結合教師在預實驗中各種凝固劑的嘗試數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)豆?jié){濃度略有差異對點鹵成功率的影響很小，但豆?jié){濃度稀，豆腐腦也相應變稀。在豆?jié){點鹵之前的煮沸過程中，將豆?jié){煮沸3分鐘，冷卻1分鐘，點鹵的成功率非常高，因而，學生在實驗中成功的組別也很多。未成功組有的是由于煮沸過程沒控制好，導致溢鍋太嚴重無法控制豆?jié){濃度及凝固劑而失敗;有的是過濾豆?jié){的時候潑灑出來，來不及重做而無法完成實驗;有的是凝固劑加入后攪動厲害而導致失敗。另外，用3g葡萄糖酸內(nèi)酯做凝固劑的組別雖然點鹵很成功，但豆腐口感發(fā)酸，影響效果。鹽鹵和石膏做凝固劑的豆腐為老豆腐，口感比較粗。

通過該實驗，學生初步學習了控制變量的實驗方法，成功組的同學發(fā)現(xiàn)生活中一些看似復雜的問題，亦可通過科學探究的方法去逐層分析、探究，并逐步形成了用科學思維和科學方法去看待和分析問題的習慣，增強了實驗成功的信心。失敗組同學也從失敗中總結出科學探究需嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，實驗操作的規(guī)范性對實驗成敗至關重要，且設計實驗不是一蹴而就的過程，需要經(jīng)過多次反復實驗才能找到最優(yōu)方案。

綜上，利用上述開發(fā)流程，本學年師生共同探索開發(fā)多個實驗方案：如制作古法豆腐，肥皂的制備，水果電池的制作，非牛頓流體實驗，生活中的酸堿指示劑等。其中制作古法豆腐、肥皂的制備、植物天然的酸堿指示劑的探索都是學生非常熟悉的生活情境，引導學生關注生活中的化學，能將化學課堂中抽象出的規(guī)律和原理與真實情境相對應。而非牛頓流體實驗、水果電池的制作實驗也是旨在與物理、生物、工程等多個學科進行交叉，嘗試開發(fā)適合本階段學生學習的STEM課題。通過這些實驗教學，學生對學習化學的熱情提高了，畏難情緒也減少了，對一些化學原理有了更深的認識。此外，筆者認為還可以此為基，引導學生對一些熱點問題進行思考（如奶粉中的三聚氰胺的測定方法等），增強學生的社會責任感。

參考文獻

[1]胡潤芳，張玉梅，陳宇華，林國強.純天然果蔬彩色豆腐制作技術[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2016（10）：39-40

[2]王子鳴.水晶花生豆腐[J].陶朱有道，47（3）：32

[3]劉春香.茶汁豆腐制作工藝[J].工藝創(chuàng)新，2009（16）：49