楊先明

[摘 ? 要]化學(xué)是一門以實驗為研究手段的自然科學(xué)，決定了化學(xué)實驗及其教學(xué)改革是課堂教學(xué)的主旋律，是化學(xué)教學(xué)改革的趨勢和必然。目前的化學(xué)實驗教學(xué)在內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)上，都發(fā)生了巨大變化，更符合學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng);化學(xué)實驗;教學(xué)改革

[中圖分類號] ? G633.8 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ? A ? ? ? ?[文章編號] ? 1674-6058（2019）26-0063-02

一、化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

從化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇來看，化學(xué)實驗的生活化、趣味化的特點(diǎn)十分明顯。

1.化學(xué)實驗的生活化

化學(xué)是一門以實驗為載體的自然科學(xué)，而化學(xué)實驗通常會接近日常生活、貼近科技進(jìn)步、緊跟經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這樣既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，使學(xué)生感到化學(xué)就在自己的身邊，并不遙遠(yuǎn)和陌生，又可使學(xué)生在了解和學(xué)會化學(xué)知識的基礎(chǔ)上，清楚地認(rèn)識到所學(xué)化學(xué)知識能為我所用，可以用來解決日常生活和社會實際問題。因此，拓展化學(xué)實驗的功能，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，具有十分深遠(yuǎn)的意義。

（1）選取日常生活中的化學(xué)物質(zhì)作為化學(xué)試劑。這樣的試劑，可以使學(xué)生有一種親近感，體會到化學(xué)并不陌生和深奧，這有利于激發(fā)他們進(jìn)行實驗探究的欲望和學(xué)習(xí)化學(xué)的原動力。如在講“分散系”時，筆者安排了一個分組實驗，即汽油、泥漿、豆?jié){在水中的分散實驗。

（2）選取日常生活和現(xiàn)代科技中的化學(xué)現(xiàn)象作為實驗素材。日常生活和現(xiàn)代科技中的很多化學(xué)現(xiàn)象都可以作為化學(xué)實驗的素材，以這些素材為實驗內(nèi)容，既有利于培養(yǎng)學(xué)生的注意力和觀察能力，又有利于學(xué)生學(xué)以致用，同時對化學(xué)實驗教學(xué)改革有重要作用。如在講“原電池”時，筆者安排了一個鐵釘銹蝕的分組實驗。

（3）選取與化學(xué)有關(guān)的社會問題作為實驗切入點(diǎn)?；瘜W(xué)在給人類帶來巨大利益的同時，也給人類帶來了不少災(zāi)難。選取與化學(xué)有關(guān)的社會問題為實驗切入點(diǎn)，有利于學(xué)生從化學(xué)的角度來解釋和解決現(xiàn)實中與化學(xué)有關(guān)的社會問題，這對于培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)精神具有重要作用。如在講“氧化劑和還原劑”時，筆者安排了一個維生素C還原補(bǔ)血劑中鐵離子的分組實驗。

2.化學(xué)實驗的趣味化

各種大數(shù)據(jù)顯示，很多中學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣正在急劇下降，有不少學(xué)生在選課時不選化學(xué)。雖然化學(xué)實驗具有激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣的作用，但課堂上做了化學(xué)實驗也不一定能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣。因此，如何增加化學(xué)實驗的趣味性，成了化學(xué)教師開始關(guān)注和積極探索改革的問題。

（1）合理增加趣味性實驗。趣味性實驗是指以現(xiàn)象明顯奇妙、觀賞性強(qiáng)來引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣的實驗。如在講“萃取”時用到“相似相溶”原理，為此筆者安排了一個“套取指紋”的分組實驗。套取指紋是公安部門常用的一種破案技術(shù)手段，因此，本實驗對學(xué)生來說極具趣味性。

（2）課后適當(dāng)布置家庭實驗。家庭實驗是指利用一些常見的日用品作為實驗用品，在家里獨(dú)立完成的課外實驗。這類實驗用品易得，安全性高，操作簡單，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

可見，化學(xué)實驗的生活化、趣味化，有利于激發(fā)學(xué)生的探究動機(jī)和興趣，使化學(xué)實驗更加接近日常生活、貼近科技進(jìn)步、緊跟社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有十分重要的作用。

二、化學(xué)實驗設(shè)計的改革

從化學(xué)實驗的設(shè)計來看，化學(xué)實驗的探究化、綠色化特點(diǎn)十分明顯。

1.化學(xué)實驗的探究化

加強(qiáng)探究性實驗的設(shè)計，能更好地體現(xiàn)化學(xué)實驗的本質(zhì)，有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和探索精神，對促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主動、全面的形成和發(fā)展，具有十分重要的意義。如在講溶液稀釋和混合時體積不具有“加和性”時，筆者設(shè)計了如下探究性實驗。

【想一想】為什么會出現(xiàn)體積差異？

如何設(shè)計這樣一個探究性實驗，是一個重難點(diǎn)問題。首先要明確實驗?zāi)康模龑?dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗和化學(xué)知識，對可能出現(xiàn)的各種情況，大膽地進(jìn)行猜想與假設(shè)。其次在“明確實驗?zāi)康摹薄疤岢霾孪肱c假設(shè)”之后，要引導(dǎo)學(xué)生“制訂實驗方案”。那么如何制訂實驗方案？采用什么方法來制訂實驗方案呢？“控制變量法”是常用的科學(xué)方法。第三，對所設(shè)計的實驗方案要通過“進(jìn)行實驗”“收集證據(jù)”加以實施。最后，要對所收集的事實和證據(jù)進(jìn)行整理和加工。案例中運(yùn)用了“表格化”的處理方法。在加工事實和證據(jù)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生觀察并通過獨(dú)立思考，對所探究的問題進(jìn)行解釋，最終得出結(jié)論。

通過這樣一個探究性實驗設(shè)計，學(xué)生既學(xué)到了化學(xué)知識與實驗技能，也學(xué)習(xí)了多種科學(xué)方法（如“控制變量法”）;既發(fā)展了學(xué)生實驗探究能力和探索精神，又培養(yǎng)了學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng)。

2.化學(xué)實驗的綠色化

（1）化學(xué)實驗的綠色化設(shè)計。從實驗設(shè)計來看，化學(xué)實驗的綠色化，就是選取綠色化的原料，采用“原子經(jīng)濟(jì)性”的化學(xué)反應(yīng)，使所獲得的產(chǎn)物綠色化（如下圖所示）。

一個化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性程度可以用“原子利用率”來衡量。

原子利用率

[=被利用的原子總物質(zhì)的量所有反應(yīng)物的原子總物質(zhì)的量×100%]

如，請評價以下兩種制備環(huán)氧乙烷的實驗設(shè)計方案。

【方案一】氯乙烷路線

第一步：CH2=CH2+Cl2+H2O→ClCH2CH2OH+HCl

第二步：ClCH2CH2OH+HCl+Ca（OH）2→

+H2O+CaCl2

【方案二】催化氧化法

CH2=CH2+ [12] O2[→Ag]

方案一除目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)氧乙烷外，還有副產(chǎn)物水和氯化鈣，原子利用率小于100%。方案二只生成目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)氧乙烷，原子利用率為100%。

（2）化學(xué)實驗的微型化設(shè)計。100%的原子利用率，是化學(xué)實驗綠色化設(shè)計所追求的理想目標(biāo)。但是，在實際的化學(xué)反應(yīng)中，在目前的狀況下，很多化學(xué)反應(yīng)很難達(dá)到100%的原子利用率。為此，非常有必要研究如何降低化學(xué)反應(yīng)污染程度的問題。開展微型化學(xué)實驗就是解決這一問題的重要手段。

微型化學(xué)實驗具有以下一些特點(diǎn)：（1）器材簡單、經(jīng)費(fèi)低;（2）安全性高、污染小;（3）藥品用量少、實驗用時短。學(xué)生通過微型化學(xué)實驗，既培養(yǎng)了動手、動腦的能力和創(chuàng)新思維，又培養(yǎng)了參與意識和創(chuàng)新精神，同時激發(fā)了強(qiáng)烈的探究興趣和欲望，體現(xiàn)了微型實驗的內(nèi)在魅力。

三、化學(xué)實驗陳述方式的改革

化學(xué)實驗內(nèi)容的陳述應(yīng)具有科學(xué)性，確保精準(zhǔn)無誤。中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中，對實驗內(nèi)容的陳述在確保其科學(xué)性的同時，未必就要“學(xué)術(shù)化”。采用什么樣的語言來陳述實驗內(nèi)容，實際上不僅要依照一定的化學(xué)課程理念，而且要考慮教育對象的接受程度。在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下，以學(xué)生發(fā)展為中心的化學(xué)課程理念，必然要求“學(xué)術(shù)化”陳述轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭诵曰标愂觥?/p>

例如，“鐵生銹原因”的實驗探究。

【創(chuàng)設(shè)情境】請同學(xué)們閱讀資料，了解全球每年因鋼鐵生銹所造成的經(jīng)濟(jì)損失情況。

【提出問題】鐵釘生銹的原因是什么？下面我們通過實驗來探究這一問題。

【實驗】（1）請設(shè)計實驗探究該問題;（2）請自己動手完成實驗，描述你所觀察到的實驗現(xiàn)象;（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？（4）根據(jù)鐵生銹的原因，你能提出一些防止鐵生銹的措施嗎？

【案例分析】這一案例較為突出地體現(xiàn)了化學(xué)實驗內(nèi)容的“人性化”陳述。

（1）用“請”字開頭使學(xué)生感受到親切和尊重。

（2）用到第二人稱“你”進(jìn)行陳述，使學(xué)生倍感交流的平等性。

（3）用的是“自己”而不是“學(xué)生”來進(jìn)行陳述，使學(xué)生在一種輕松的環(huán)境、愉悅的心境下進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在實驗教學(xué)的改革和探索中，加強(qiáng)化學(xué)實驗的生活化、趣味化，有利于激發(fā)學(xué)生的探究動機(jī)和興趣。加強(qiáng)化學(xué)探究性實驗的設(shè)計，有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和探索精神，對促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主動、全面的形成和發(fā)展具有十分重要的意義

[ ?參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ?]

[1] ?閔恩澤，傅軍.綠色化學(xué)的進(jìn)展[J].化學(xué)通報， 1999（1）：10-15.

[2] ?朱文祥.綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育[J].化學(xué)教育，2001（1）：1-4+18.

[3] ?姚煥英.在實驗教學(xué)中應(yīng)大力推行微型實驗[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2000（6）：28-29.

[4] ?梁慧姝，鄭長龍.化學(xué)實驗論[J].南寧：廣西教育出版社，1996.

[5] ?王磊，李川，胡久華.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)實踐與探索[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2016-2018：291.

（責(zé)任編輯 羅 ? 艷）