摘 要：在教育現(xiàn)代化背景下，項目學(xué)習(xí)為化學(xué)教育提供了全新的可能性。通過深入分析基于課程標(biāo)準(zhǔn)的拓展性實驗原則，以及關(guān)鍵的指向核心問題，探討了拓展性實驗的科學(xué)性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性。特別聚焦于自制器材、學(xué)科整合和觀察生活等策略，深入探討了拓展性實驗教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和意義，旨在為化學(xué)教學(xué)實踐提供新的思路。

關(guān)鍵詞：項目學(xué)習(xí)；化學(xué)教育；拓展性實驗

作者簡介：何建華（1981—），女，江蘇省南通市通州區(qū)金郊初級初中。

化學(xué)拓展性實驗教學(xué)在當(dāng)今教育中扮演著重要的角色。項目學(xué)習(xí)作為一種全面而靈活的教學(xué)視角，為化學(xué)教育帶來了新的可能性和機(jī)遇。本文探討如何在項目學(xué)習(xí)視域下將拓展性實驗融入化學(xué)課程教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、探究能力和跨學(xué)科思維。

一、基于課程標(biāo)準(zhǔn)的拓展性實驗原則

（一）科學(xué)性原則：契合科學(xué)規(guī)律

在化學(xué)教學(xué)中，拓展性實驗必須符合科學(xué)規(guī)律，扎根于課程標(biāo)準(zhǔn)，以確保實驗的科學(xué)性和教學(xué)的有效性?？茖W(xué)性原則要求實驗設(shè)計與化學(xué)規(guī)律緊密相連，使學(xué)生在實踐中對化學(xué)現(xiàn)象和原理形成深刻的認(rèn)識。

例如，“金屬與非金屬的化學(xué)性質(zhì)”是一個關(guān)鍵的化學(xué)知識點。以“金屬與酸反應(yīng)”為例，在課堂上，教師可以用鋅片與鹽酸溶液進(jìn)行實驗：將鋅片放入鹽酸中，觀察到氣泡產(chǎn)生，鋅片逐漸消失。首先引導(dǎo)學(xué)生觀察鋅片與鹽酸溶液接觸時產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，幫助學(xué)生理解這一化學(xué)反應(yīng)背后的原理。通過解讀化學(xué)方程式，學(xué)生理解金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的過程。接著，教師提出不同濃度的鹽酸對反應(yīng)速率的影響，激發(fā)學(xué)生思考并進(jìn)行實驗驗證。學(xué)生通過調(diào)整鹽酸濃度，觀察到不同結(jié)果，從而深化了對化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的理解。這個例子充分體現(xiàn)了拓展性實驗中科學(xué)性原則的運(yùn)用。在拓展性實驗中，學(xué)生不是被動接受知識，而是通過親身實踐加深對化學(xué)規(guī)律的理解。這種基于科學(xué)性原則的實驗設(shè)計有助于激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)他們的觀察能力和實驗設(shè)計能力［1］。

（二）創(chuàng)新性原則：開放探究視角

創(chuàng)新性原則在化學(xué)拓展性實驗中扮演著關(guān)鍵角色，它鼓勵學(xué)生在開放探究的視角下積極探索，提出問題，尋找解決方案。學(xué)生具備開放探究的視角，既能深入理解化學(xué)規(guī)律，又能在學(xué)習(xí)中提高獨(dú)立思考和解決問題的能力。

以“濃度對反應(yīng)速率的影響”為例，開展“研究不同濃度鹽水對鐵片腐蝕的影響”實驗，可以讓學(xué)生深入探究溶液濃度與化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。在實驗中，學(xué)生準(zhǔn)備不同濃度的鹽水溶液，將鐵片分別浸泡于不同濃度的鹽水中，然后觀察鐵片腐蝕的速率與程度。通過這個實驗過程，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)不同濃度的鹽水對鐵片腐蝕速率的影響，由此激發(fā)對溶液濃度與化學(xué)反應(yīng)速率之間關(guān)系的探究欲。在教學(xué)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，讓他們探討濃度對反應(yīng)速率的具體影響機(jī)制，促使學(xué)生思考如何通過調(diào)整溶液濃度來控制特定化學(xué)反應(yīng)的速率。這種開放性探究，讓學(xué)生在實踐中不斷思考、探索新思路，并從中獲得學(xué)習(xí)樂趣，能為他們未來發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

（三）應(yīng)用性原則：促進(jìn)持續(xù)發(fā)展

應(yīng)用性原則是確保所學(xué)知識能夠在實際生活和未來學(xué)習(xí)中持續(xù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵。化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用性原則的核心在于讓學(xué)生意識到所學(xué)化學(xué)知識的實際應(yīng)用，并啟發(fā)他們思考如何利用這些知識實現(xiàn)個人持續(xù)發(fā)展。

初中化學(xué)教材中有一個有趣的實驗——“研究碳酸氫鈉與醋的反應(yīng)產(chǎn)物對餅干制作的影響”，能讓學(xué)生探究化學(xué)反應(yīng)在食品制作中的實際應(yīng)用。在這個實驗中，學(xué)生按照一定比例混合碳酸氫鈉和醋，觀察反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和混合物的變化。經(jīng)過探究，學(xué)生可以了解到這一反應(yīng)釋放二氧化碳?xì)怏w，并生成鹽和水。教師在實驗后引導(dǎo)學(xué)生思考這個反應(yīng)在餅干制作中的應(yīng)用：二氧化碳能促進(jìn)餅干變蓬松，同時影響產(chǎn)物的味道和口感。這種應(yīng)用性實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生將知識與生活實踐相結(jié)合的能力。通過探究知識的實際應(yīng)用場景，學(xué)生會懂得如何應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題，在理論與實踐之間建立聯(lián)系，進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力［2］。

二、指向核心問題，把握拓展性實驗的關(guān)鍵

（一）情境問題，激活積極情緒

設(shè)置情境問題是為了在拓展性實驗中營造能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極心態(tài)的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生思考、探究和解決問題的情境，教師得以更好地引導(dǎo)學(xué)生積極參與拓展性實驗。

以知識點“氧化還原反應(yīng)”為例，教師可利用實驗“觀察鐵片在不同環(huán)境中的變化”創(chuàng)設(shè)一個真實的情境來激活學(xué)生的積極情緒。在這個實驗中，將鐵片分別放置在不同環(huán)境中，比如水、醋、食鹽水等液體中，觀察鐵片表面的變化。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)鐵片在不同環(huán)境中呈現(xiàn)不同的氧化速度，例如在水中放置一段時間后只是產(chǎn)生少許銹斑，而在醋中則更快被氧化。教師根據(jù)實驗現(xiàn)象提出問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考產(chǎn)生這些差異的原因，探究氧化還原反應(yīng)背后的化學(xué)原理。情境問題為拓展性實驗增添了活力和吸引力，在具有真實感的情境中，學(xué)生的參與度和投入度得到了提高，他們愿意主動地探索、發(fā)現(xiàn)和解決問題。

（二）驅(qū)動問題，指導(dǎo)邏輯推理

驅(qū)動問題旨在引導(dǎo)學(xué)生通過思考和分析來進(jìn)行邏輯推理，深入理解化學(xué)現(xiàn)象背后的原理，促使學(xué)生更加主動地探索問題的本質(zhì)，培養(yǎng)其邏輯推理能力。

在實驗“探究土壤酸堿度對植物生長的影響”中，學(xué)生使用不同酸堿度的土壤種植植物，觀察并記錄植物的生長情況。隨著實驗推進(jìn)，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)土壤酸堿度對植物生長的影響，并通過收集實驗數(shù)據(jù)，探究背后的原因：合適的土壤酸堿度對植物生長至關(guān)重要，過高或過低的酸堿度都可能導(dǎo)致植物生長受到不利影響。在這樣的實驗探究中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了酸堿中和反應(yīng)的知識，也更加深入地理解了化學(xué)與植物生長之間的聯(lián)系，培養(yǎng)了邏輯推理能力。驅(qū)動問題在拓展性實驗中發(fā)揮著重要作用，通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理，使他們從實驗中學(xué)會分析、推導(dǎo)和總結(jié)。培養(yǎng)這些能力對于學(xué)生日后解決復(fù)雜問題、進(jìn)行深度思考至關(guān)重要。

（三）遷移問題，深化模型思想

遷移問題旨在引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識遷移到不同場景或領(lǐng)域，深化對模型思想的理解。通過這種方式，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到更廣泛的情境中，培養(yǎng)模型化思維。

以“化學(xué)能與化學(xué)反應(yīng)”為例，在實驗“比較不同物質(zhì)燃燒釋放的能量”中，教師可引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)到的模型思想進(jìn)行遷移。在實驗中，學(xué)生觀察不同物質(zhì)燃燒時釋放的能量，并記錄下相應(yīng)的數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析和討論，學(xué)生比較不同物質(zhì)燃燒所釋放能量的量級及影響因素。教師引導(dǎo)學(xué)生將實驗結(jié)果與模型思想聯(lián)系起來，討論能量轉(zhuǎn)化與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系，并鼓勵他們思考不同條件下能量轉(zhuǎn)化的差異。通過這樣的實驗探究，學(xué)生不僅掌握了化學(xué)能與化學(xué)反應(yīng)的基本原理，更重要的是學(xué)會了將這一模型思想應(yīng)用到不同情境中解釋現(xiàn)象。

遷移問題豐富了拓展性實驗的內(nèi)涵，使學(xué)生能夠更全面地理解化學(xué)知識，深化模型思維。通過將所學(xué)知識應(yīng)用于不同情境中，學(xué)生培養(yǎng)了模型化思維和推理能力，以及將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活和其他學(xué)科的能力。因此，遷移問題的引導(dǎo)對學(xué)生的綜合素養(yǎng)和學(xué)科交叉能力的培養(yǎng)有著積極的促進(jìn)作用。

三、聚焦核心素養(yǎng)，創(chuàng)新拓展性實驗的策略

（一）自制器材，運(yùn)用工程技術(shù)

自制器材與工程技術(shù)的運(yùn)用是一種具有創(chuàng)新性的拓展性實驗策略。在實驗中融入工程技術(shù)元素，讓學(xué)生參與器材制作，既能激發(fā)學(xué)生的實踐興趣，又能培養(yǎng)他們的動手能力和實踐技能。

在“濃度對反應(yīng)速率的影響”這一課中，教師可引導(dǎo)學(xué)生自制實驗器材“溶液混合器”，使他們更好地理解濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主設(shè)計實驗方案，解決器材制作和使用過程中的問題，利用手中的材料制作溶液混合器。該混合器能夠精確調(diào)控溶液的濃度，有利于學(xué)生觀察并記錄反應(yīng)速率的變化。自制器材與工程技術(shù)的應(yīng)用為拓展性實驗注入了新的活力。學(xué)生通過參與器材的制作與使用，不僅更好地理解了化學(xué)概念，更深入地理解了濃度對反應(yīng)速率的影響，還培養(yǎng)了動手操作的技能和解決實際問題的能力。這種實驗策略能提高學(xué)生的化學(xué)實驗參與度，使拓展性實驗更貼近真實科學(xué)研究的過程，從而豐富學(xué)生的實踐經(jīng)驗，為學(xué)生的素養(yǎng)培養(yǎng)提供獨(dú)特的途徑。

（二）學(xué)科整合，培養(yǎng)跨學(xué)科思維

學(xué)科整合是一種促進(jìn)不同學(xué)科之間相互關(guān)聯(lián)與交融的策略。在拓展性實驗中，將化學(xué)知識與其他學(xué)科知識進(jìn)行融合，能夠幫助學(xué)生更全面地理解化學(xué)現(xiàn)象背后的原理。

以知識點“化學(xué)能與化學(xué)反應(yīng)”為基礎(chǔ)，教師可以開展實驗“比較不同燃料燃燒釋放的能量”，通過綜合物理學(xué)科和化學(xué)學(xué)科的知識，引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)背后的能量變化。學(xué)生通過設(shè)計實驗，比較不同燃料（如木材、煤炭、天然氣）燃燒釋放的能量的量級。具體而言，記錄燃燒過程中產(chǎn)生的熱量，并使用溫度計等工具測量溫度變化，分析燃燒產(chǎn)生的能量與燃料種類之間的關(guān)系。通過開展綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識的探究實驗，學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)化學(xué)能與化學(xué)反應(yīng)的知識，還能從物質(zhì)及能量的角度評價燃料的使用價值，更全面地理解化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化之間的聯(lián)系。

學(xué)科整合策略為拓展性實驗增添了新的維度，讓學(xué)生能夠從不同學(xué)科的角度理解化學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)了他們的跨學(xué)科思維和綜合運(yùn)用知識的能力。這種策略可以為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會，幫助他們構(gòu)建更為完整的知識體系，為其未來的學(xué)習(xí)與應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。

（三）觀察生活，樹立正確價值觀

觀察生活并理解生態(tài)文明是拓展性實驗的一項重要策略，這種策略旨在通過生活中的化學(xué)現(xiàn)象讓學(xué)生更深入地認(rèn)識化學(xué)與環(huán)境、生態(tài)之間的緊密聯(lián)系，促使他們從日常生活中發(fā)現(xiàn)化學(xué)的重要性。

以知識點“溶液的酸堿性”為基礎(chǔ)，教師可以開展實驗“家庭清潔劑酸堿性測試”，引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中認(rèn)識到酸堿性對環(huán)境的影響。學(xué)生在實驗中選擇家庭中的不同清潔劑，測試其酸堿性，并記錄下測試結(jié)果。通過對比不同清潔劑的酸堿性，學(xué)生會意識到清潔劑可能會對環(huán)境造成不同程度的負(fù)面影響。教師再引導(dǎo)學(xué)生討論和思考如何選擇更環(huán)保的清潔劑。通過這樣的實驗，學(xué)生結(jié)合日常生活了解到了化學(xué)與環(huán)境的聯(lián)系，提升了對生態(tài)文明的認(rèn)識和關(guān)注。基于觀察生活理解生態(tài)文明的策略使拓展性實驗更貼近學(xué)生日常生活，加深了他們對化學(xué)與環(huán)境之間聯(lián)系的認(rèn)識，從而培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和責(zé)任感，促進(jìn)他們對環(huán)保、生態(tài)文明的探索。

項目學(xué)習(xí)視域下，化學(xué)拓展性實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。本文分析了基于課程標(biāo)準(zhǔn)的拓展性實驗原則以及指向核心問題的拓展性實驗關(guān)鍵，提出了自制器材、學(xué)科整合和觀察生活等策略，旨在提升化學(xué)實驗教學(xué)的多樣性和趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、跨學(xué)科能力和環(huán)保意識。

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