黃月天　徐潔　張藝瑋

［摘 要］《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》以及近期各級教育主管部門的相關(guān)文件都對初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時足、質(zhì)量高、手段新。在這個背景下進(jìn)行初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)研究，旨在突出實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)明確、結(jié)構(gòu)合理、評價多元、內(nèi)容豐富、手段新穎等特點(diǎn)。

［關(guān)鍵詞］新課標(biāo)；初中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)課程

［中圖分類號］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）08-0071-05

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱新課標(biāo)）對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更為全面、細(xì)致的要求。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）明確了科學(xué)探究能力的培養(yǎng)途徑以實(shí)驗(yàn)為主。（2）在化學(xué)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)中，每一個學(xué)習(xí)主題的內(nèi)容均增加了學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動。（3）在學(xué)業(yè)質(zhì)量描述的四個大項(xiàng)中，第三項(xiàng)詳細(xì)描述了實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的相關(guān)要求。（4）在課程實(shí)施模塊中：①“教學(xué)建議”要求充分認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價值；②“學(xué)業(yè)水平考試”要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本操作、探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施；③“教材編寫建議”要求加強(qiáng)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)和跨學(xué)科實(shí)踐活動設(shè)計(jì)；④“課程資源開發(fā)與利用”要求加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)［1］。近幾年，一些省、市將實(shí)驗(yàn)考查成績計(jì)入升學(xué)考試總分，江蘇省也將于2024年開始實(shí)行［2］。

熟練掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)展科學(xué)探究能力，不僅是新課標(biāo)提出的要求，也是化學(xué)升學(xué)考試改革的要求。但在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)際教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)開設(shè)不足、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和人員配備不齊以及師生實(shí)驗(yàn)意識不強(qiáng)等問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革勢在必行，急需教育行政部門提供硬件支持，同時需要學(xué)校、學(xué)科組以及實(shí)驗(yàn)室管理人員優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，依托自身經(jīng)驗(yàn)，借鑒他人長處，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化、章程化，開發(fā)出富有學(xué)校特色的實(shí)驗(yàn)課程。

一、實(shí)驗(yàn)課程的頂層設(shè)計(jì)

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程基于新課標(biāo)及相對應(yīng)教材的設(shè)計(jì)原則如下：（1）明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，細(xì)化目標(biāo)要求；（2）保證必做實(shí)驗(yàn)，增設(shè)選做實(shí)驗(yàn)；（3）鼓勵實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用；（4）鼓勵科學(xué)探究，嘗試跨學(xué)科融合；（5）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)評價，強(qiáng)化增值學(xué)習(xí)。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的確定

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的確定是開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的總前提，以課程標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)圖，必做實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)需要完整體現(xiàn)以下幾個方面：（1）明確其涉及的基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能；（2）明確其涉及的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究思路與方法；（3）明確其最終的預(yù)期結(jié)果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的確定必須緊扣學(xué)情，突出教學(xué)的增量部分，體現(xiàn)差異化的特征，必須達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，而對于創(chuàng)新、探究、改進(jìn)等不做強(qiáng)制性要求。以人教版教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)“粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除”為例，明確并細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（如表1）。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇

必做實(shí)驗(yàn)：按照課程標(biāo)準(zhǔn)以及人教版教材的要求進(jìn)行安排。

選做實(shí)驗(yàn)：課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定化學(xué)課程的具體開課年級可為7～9年級。結(jié)合我校的實(shí)際情況，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，按照以下原則對選做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行選擇性安排。

（1）7～8年級的選做實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循安全性、趣味性、啟發(fā)性、生活化等原則。7～8年級學(xué)生還沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，并且處于心智成長的關(guān)鍵時期，因此安排的選做實(shí)驗(yàn)不可過于復(fù)雜或存在較大的安全隱患。自主課程的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，因此所選取的實(shí)驗(yàn)要現(xiàn)象明顯且易成功，實(shí)驗(yàn)原理可涉及9年級的課本知識，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以是生活小制作、小魔術(shù)、探究生活物品的性質(zhì)等。

（2）9年級的選做實(shí)驗(yàn)需要體現(xiàn)一定的延展性、綜合性和探究性。9年級學(xué)生具備了基本的實(shí)驗(yàn)操作能力，但也面臨學(xué)業(yè)水平考試復(fù)習(xí)時間緊迫的情況。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，要緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)的五個學(xué)習(xí)主題，加強(qiáng)知識與技能的融合以及學(xué)科融合。建議選取的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有：教材中的課后實(shí)驗(yàn)?zāi)K，一些簡單物質(zhì)的制備和純度檢驗(yàn)，跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，中考真題涉及的實(shí)驗(yàn)。

（三）實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)優(yōu)化主要包括以下幾個方面：

（1）實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)優(yōu)化

可基于以下思路來改進(jìn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置：展現(xiàn)更明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更便于實(shí)驗(yàn)操控，獲取更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，產(chǎn)生更低的實(shí)驗(yàn)成本，使用更方便易得的材料等。

（2）實(shí)驗(yàn)藥品的改進(jìn)優(yōu)化

可基于以下思路來改進(jìn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)藥品：尋找成本更低、污染毒害性更小或更普遍常見的替代品，探索藥品更合適的濃度和顆粒大小，尋求使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確的藥品等。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)優(yōu)化

可基于以下思路來改進(jìn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：充分體現(xiàn)初中階段的基本科學(xué)方法，即控制變量法和對比法；將不同主題的知識或不同學(xué)科的知識串聯(lián)；制取、檢驗(yàn)一體化，定性、定量一體化；偏向于“多米諾”骨牌型實(shí)驗(yàn)，即一經(jīng)觸發(fā)，后續(xù)實(shí)驗(yàn)自動進(jìn)行。

（4）實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)化

有條件的學(xué)校可以提供更專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器以期達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果。這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器包括但不限于更高學(xué)段的實(shí)驗(yàn)儀器、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)傳感器、專用實(shí)驗(yàn)配套儀器等。

（四）實(shí)驗(yàn)評價的優(yōu)化

教學(xué)評價是衡量教學(xué)價值的主要手段，用定量評價的方式可以更直觀地反映教學(xué)中的得失。完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價應(yīng)當(dāng)包括以下流程：確定評價系統(tǒng)→選擇評價模板→編制評價量表→處理評價數(shù)據(jù)→審核并發(fā)布評價結(jié)果。根據(jù)文獻(xiàn)查閱的結(jié)果，目前有ACELL、GRAPA等化學(xué)實(shí)驗(yàn)評價系統(tǒng)，用于基礎(chǔ)階段化學(xué)實(shí)驗(yàn)和中學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的評價［3，4］。

評價量表的編制是整個評價環(huán)節(jié)最核心的部分。根據(jù)評價主體的不同，需要設(shè)計(jì)自評表和他評表。其中，自評表建議采用李克特量表的模式，主要評價實(shí)驗(yàn)操作者對于整個實(shí)驗(yàn)的理解、價值認(rèn)定、模式認(rèn)同等。他評表建議采用百分制或者十分制分項(xiàng)評價表的模式。建議基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)他評表應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)的理解、操作、驗(yàn)證、反思等項(xiàng)目，探究性實(shí)驗(yàn)他評表應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、辨析、操作、反思等項(xiàng)目［5］。

同時，還要注重評價的連續(xù)性和一致性，加強(qiáng)增量評價意識；注重對評價技術(shù)手段的運(yùn)用，如引入實(shí)驗(yàn)錄像、AI評分系統(tǒng)等；注意評價模式的多元化，在學(xué)生自評、教師評價的基礎(chǔ)上，發(fā)揮小組學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的作用，強(qiáng)化學(xué)生互評；開展實(shí)驗(yàn)競賽等活動，以賽促教，以賽促評。

（五）實(shí)驗(yàn)教學(xué)的跨學(xué)科實(shí)踐

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，初中化學(xué)需要安排不少于總課時10%的課時來開展跨學(xué)科實(shí)踐活動，其學(xué)習(xí)活動建議包括實(shí)驗(yàn)探究活動、調(diào)查與交流活動、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動。在實(shí)驗(yàn)的主題上，應(yīng)盡可能與資源、能源、材料、環(huán)境、健康相結(jié)合；在實(shí)驗(yàn)的操作上，要盡可能地融合工程與技術(shù)手段；在實(shí)驗(yàn)所涉及的知識上，應(yīng)盡可能多地與生物學(xué)、物理等自然科學(xué)相融合。在設(shè)計(jì)以化學(xué)學(xué)科為核心的跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)時，要注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能主要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、混合、分離、濃縮、稀釋上。以下簡單概括化學(xué)實(shí)驗(yàn)對其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)的作用，以及其他學(xué)科實(shí)驗(yàn)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用。

（1）化學(xué)實(shí)驗(yàn)對物理實(shí)驗(yàn)的作用

由于在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中新物質(zhì)生成的同時還伴隨著能量的變化、氣體或沉淀的產(chǎn)生，因此可以通過改變化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的溫度、壓強(qiáng)、體積、導(dǎo)電性、密度、濁度等物理參數(shù)來驗(yàn)證相應(yīng)的物理規(guī)律，如可以制取二氧化碳并將其充入氣球來探究浮力。

（2）化學(xué)實(shí)驗(yàn)對生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

生物的生存需要依靠環(huán)境，因?yàn)榄h(huán)境可以提供生物生存所需的物質(zhì)和適宜的條件。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以制取氧氣、二氧化碳、各類營養(yǎng)物質(zhì)等，還可以改變溫度、濕度、壓強(qiáng)、pH值等生命活動的條件。此外，對于一些進(jìn)展緩慢的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以通過化學(xué)手段使其加快速度。

（3）物理實(shí)驗(yàn)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

根據(jù)相關(guān)理論，在吉布斯自由能為負(fù)的情況下，微粒間互相碰撞以及達(dá)到反應(yīng)所需的活化能閾值是化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的必要條件。物理實(shí)驗(yàn)操作可以驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生或使化學(xué)反應(yīng)停止，這主要體現(xiàn)在使反應(yīng)物接觸或脫離，以及提供或停止反應(yīng)所需的溫度、壓強(qiáng)、光照等條件；還可以通過控制溫度、接觸面積、光照強(qiáng)度等物理實(shí)驗(yàn)手段控制化學(xué)反應(yīng)的速率。

（4）生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用

生命活動本質(zhì)上是一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生從宏觀層面更好地去理解一些化學(xué)反應(yīng)的原理，能更好地幫助學(xué)生理解平衡觀念。生物催化劑的效果往往優(yōu)于普通催化劑。

二、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施

2022年7月26日，我校校長在江蘇省教育廳召開的“江蘇‘雙減這一年”新聞發(fā)布會上介紹了我校落實(shí)“雙減”工作的經(jīng)驗(yàn)，并做了題為《“大課表”：開啟“學(xué)足學(xué)好”新格局》的報(bào)告［6］。

圖1為我校的課程體系建設(shè)框架：

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為我?！按笳n表”課程體系中的重要組成部分，包括課內(nèi)課程和課后課程，以國家課程為基礎(chǔ)，依托江蘇省初中自然學(xué)科基地開展跨學(xué)科課程實(shí)驗(yàn)研究。在7～8年級的學(xué)科拓展課程和青春成長課程中，以自主課程的形式開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動；在9年級備戰(zhàn)學(xué)業(yè)水平考試的過程中，相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程既發(fā)揮提升實(shí)驗(yàn)考試成績的功能，又幫助學(xué)生更好地理解筆試中的實(shí)驗(yàn)題。

（一）初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的課時安排

結(jié)合新課標(biāo)要求和我校實(shí)際課程開設(shè)情況，建議如表2所示安排初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的課時。

（二）初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施流程

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施流程如圖2所示。

（三）初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施內(nèi)容

根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程頂層設(shè)計(jì)的相關(guān)原則以及實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施流程，可分模塊列出實(shí)驗(yàn)課程的子模塊、實(shí)驗(yàn)主題、每個主題實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容以及課時數(shù)等內(nèi)容。

1.自主課程實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容

自主課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表3所示。

2.課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容

課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容如表4所示。

3.課外實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容

課外實(shí)驗(yàn)?zāi)K內(nèi)容如表5所示。

（四）基于AI賦分系統(tǒng)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程評價

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器如今也具備了自我學(xué)習(xí)強(qiáng)化的能力，人工智能（AI）被應(yīng)用于更多領(lǐng)域。目前，上海市初中學(xué)業(yè)水平考試中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試部分已啟用AI賦分系統(tǒng)，江蘇省首屆實(shí)驗(yàn)操作比賽也開始應(yīng)用該系統(tǒng)［7］。成熟的AI賦分系統(tǒng)可以有效避免評價不客觀的情況。

圖3展示了AI賦分系統(tǒng)的一些功能，在具體實(shí)施過程中可以利用系統(tǒng)大數(shù)據(jù)自動評分，也可以對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行直播或錄像，再由教師點(diǎn)評或?qū)W生互評，并利用服務(wù)器存儲數(shù)據(jù)以及平臺相關(guān)功能形成學(xué)生實(shí)驗(yàn)評價檔案，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化以及過程性評價和終結(jié)性評價的兼顧。

三、初中化學(xué)高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)展望

上文依據(jù)新課標(biāo)的要求以及校本課程開發(fā)和實(shí)施的實(shí)際情況，介紹了初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開發(fā)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。然而技術(shù)手段和教學(xué)理念日新月異，想要持續(xù)開發(fā)高質(zhì)量的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，就必須與時俱進(jìn)，具有前瞻性。未來完善初中實(shí)驗(yàn)課程以及提高初中實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量的建議如下：

1. 加強(qiáng)銜接性課程的建設(shè)

初中化學(xué)下承小學(xué)科學(xué)、上接高中化學(xué)，在兩個銜接的時間點(diǎn)開發(fā)相關(guān)的銜接實(shí)驗(yàn)課程，有助于推動升學(xué)的相關(guān)鋪墊和準(zhǔn)備工作。

2. 開發(fā)實(shí)驗(yàn)視頻云資源

教師團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)課程，精心錄制相關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)視頻，并上傳到云端服務(wù)器，以便學(xué)生隨時學(xué)習(xí)。

3. 嘗試運(yùn)用VR和AR技術(shù)

隨著VR、AR設(shè)備成本的不斷降低，有條件的學(xué)?？梢再徶孟嚓P(guān)設(shè)備，進(jìn)行VR和AR實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試，特別是一些需要精確定量以及危險性較高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］? 江蘇省教育廳.省教育廳關(guān)于印發(fā)《江蘇省義務(wù)教育學(xué)?？荚嚬芾硪?guī)范》的通知［EB/OL］.（2022-01-04）［2022-07-25］.http：//jyt.jiangsu.gov.cn/art/2022/1/4/art_58320_10276050.html.

［3］? 齊楠.基于ACELL系統(tǒng)的學(xué)生化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)評價研究［D］.南京：南京師范大學(xué)，2017.

［4］? 劉翠，莊啟亞，李雙，等. 運(yùn)用GRAPA評價法改革化學(xué)教學(xué)論設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)評價體系［J］.化學(xué)教育，2015（6）：46-51.

［5］? 邱榮，方云，徐雯馥，等.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價量規(guī)及應(yīng)用［J］.化學(xué)教與學(xué)，2021（14）：88-92.

［6］? 無錫市人民政府.江蘇“雙減”這一年！無錫這所學(xué)校介紹經(jīng)驗(yàn)［EB/OL］.（2022-07-28）［2022-07-25］.http：//www.wuxi.gov.cn/doc/2022/07/28/3720278.shtml.

［7］? 江蘇省教育廳辦公室.省教育廳辦公室關(guān)于舉辦江蘇省首屆中小學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作大賽的通知［EB/OL］.（2022-03-28）［2022-07-25］. http：//jyt.jiangsu.gov.cn/art/2022/3/28/art_58320_10412014.html.

（責(zé)任編輯 羅 艷）