基于核心素養(yǎng)的鄉(xiāng)村中學化學實驗改進嘗試

朱開勇 朱清勇

[摘 要]

鄉(xiāng)村中學初三學生學習化學的能力有逐漸弱化的趨勢，如何進行化學實驗改進培養(yǎng)初中生對化學的好奇心和興趣呢？筆者對化學實驗改進做了如下嘗試：趣味性和簡約化相結合，創(chuàng)新性和綠色化相結合，探究性和合作化相結合，時代性和信息化相結合。

[關鍵詞]

初中化學；核心素養(yǎng)；實驗改進；簡約化

江蘇省高中生近十年來選修化學的人數(shù)逐年減少，2018年理科高二小高考全省人數(shù)34.64萬，報考化學的最多28.12萬占總數(shù)81.18%，理科中物生組合考生數(shù)最多，物化組合排在末尾。很多學校已經沒有學生選修化學，國內一些重點高?；瘜W專業(yè)在江蘇省的總體招生質量也在逐年下降，筆者所在的鄉(xiāng)村中學初三學生學習化學的能力也呈逐漸弱化的尷尬趨勢，好多學生進入高中后都會放棄選修化學。我們是該深刻反思了！作為教育者為何要教化學，而學生又為何要學化學？義務教育2012化學新課標明確指出：“義務教育階段的化學教育，要激發(fā)學生學習化學的好奇心，使每一個學生以愉快的心情去學習生動有趣的化學，激勵學生積極探究化學變化的奧秘，增強學生學習化學的興趣和學好化學的信心，培養(yǎng)學生終身學習的意識和能力；引導學生體驗科學探究的過程，學習科學方法，在‘做科學的探究實踐中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，全面提高學生的科學素養(yǎng)，促進學生得到全方位的發(fā)展?！盵1]義務教育階段九年級化學究竟應該教給學生什么？

懷特海在《教育目的》中明確指出：“教育的全部目的——就是使人具有活躍的智慧?！?“通往智慧的唯一途徑是在知識面前享有絕對的自由?！睂嵺`也告訴我們“活的知識”可以轉化為智慧，因此要讓知識活起來，活在探究、體驗中，活在解決問題的過程中。一線教師最重要的是深度理解化學教育的學科價值，讓學生從內心喜歡化學。教師應該把課上得生動有趣，富有科學的韻味，必須創(chuàng)造機會使學生動手實踐、體驗，讓學生走進實驗室，不怕弄臟學生的手、弄濕學生的衣服，使學生對化學產生好奇心。如何培養(yǎng)和保持初中生對化學的好奇心或興趣呢？ 一是讓學生有機會觀察到豐富多彩的化學實驗現(xiàn)象和親手探究。好的學校都重視創(chuàng)新實驗教學，這也是很多義務教育階段鄉(xiāng)村學校最欠缺的。二是合適的實驗教學方法。創(chuàng)新課堂實驗教學永遠是化學學科教學的中心環(huán)節(jié)，應該讓最具有創(chuàng)新實驗能力的教師來講課。他們不僅對所講的知識有深刻的了解， 而且更善于用學生感興趣的奇妙的化學實驗呈現(xiàn)出來， 讓學生終生難忘。

中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)是以培養(yǎng)全面發(fā)展的人為核心，綜合表現(xiàn)為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、實踐創(chuàng)新和責任擔當?shù)攘笏仞B(yǎng)。[2]核心素養(yǎng)一經發(fā)布，得到了教育界的極大關注。為了進一步探索中學化學實驗創(chuàng)新和發(fā)展學生核心素養(yǎng)，結合筆者關于核心素養(yǎng)的培訓、自我學習和日常的教學實踐，反思當前化學實驗改進實施的現(xiàn)狀，筆者對于鄉(xiāng)村中學化學實驗改進產生了一些新的思考。

一、趣味性和簡約化相結合

隨著教育均衡的區(qū)域發(fā)展，鄉(xiāng)村中學的實驗教學條件得到了大大改善，但實驗教學的落實還取決于化學教師的教學理念和校領導的大力支持。初三化學是啟蒙課程，為了有效開展鄉(xiāng)村中學的實驗教學，發(fā)展全體學生的核心素養(yǎng)，鄉(xiāng)村中學化學實驗改進要關注趣味性、基礎性和簡約化。以利用生活用品塑料瓶為例，可以結合初中化學教材開展趣味創(chuàng)新實驗：可樂噴泉 、二氧化碳與氫氧化鈉趣味實驗、簡易啟普發(fā)生器裝置和簡易凈水器等。如圖1是用礦泉水瓶改進的氫氣簡易啟普發(fā)生器裝置，以及氫氣性質實驗的改進裝置。融氫氣發(fā)生裝置的改良制作（如圖1 所示，在550mL 礦泉水瓶高7cm處將底部剪下，將剪下的瓶底倒過來插回瓶中，使兩者較牢固地連為一體；接著用酒精燈加熱過的鑷子將底部打孔成網狀；加入適量的金屬鋅，在瓶口裝上導管，將裝置放入盛有適量稀硫酸的燒杯中即可制氫氣。將止水夾關閉即可停止反應。[3]）、吹徐徐上漂的氫氣球（改用干燥管大頭吹肥皂水）、追逐點燃上升的氣泡實驗于一體的簡約化系列改進，讓學生可以親手參與制作，手可摸、眼可看、耳可聽、嘴可說，緣于真實的實驗情境下化學教學必然能夠事半功倍，發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。李吉林老師“真、美、情、思”的“意境說”，認為情境給兒童一個真實、可觀、可聞、可觸摸、可對話的多彩世界。促使兒童的思維、想象等系列的智力活動在廣遠的意境、寬闊的想象空間里處于最佳狀態(tài)。[4]緣于真實驗情境的化學課必然能夠激發(fā)學生的學習興趣，使之愛上實驗，愛上化學！

二、創(chuàng)新性和綠色化相結合

關注綠色化是化學實驗發(fā)展的必然趨勢，也是化學實驗創(chuàng)新的立足點之一。針對教材中污染大、現(xiàn)象不明顯、操作復雜等弊端的實驗，實驗設計時需體現(xiàn)綠色化學理念。目前關注綠色化學產業(yè)正在全世界興起：合成方法應具原子經濟性，如原子能100%轉化就是理想的綠色化學；盡量不產生對環(huán)境有害的物質，在源頭杜絕污染。初中化學實驗設計體現(xiàn)環(huán)境友好理念正是本著減少污染努力向杜絕污染方向發(fā)展，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和環(huán)保意識。例如實驗室制氧氣實驗：過氧化氫工業(yè)成本低且產物無污染，優(yōu)勢明顯。在學生實驗時，將教材上高錳酸鉀改成過氧化氫制氧氣正是基于綠色化學理念。[5]以利用注射器為例：何菲老師設計了二氧化硫吸收劑選擇的綠色化創(chuàng)新實驗（如圖2）。

【實驗探究：選擇實驗室吸收SO2的試劑】

[選用的試劑 實驗前 （相同時間）實驗后現(xiàn)象 濃高錳酸鉀溶液 注射器內分別裝有等體積的SO2 液體上升至注射器9ml，活塞緊靠液面，打開后無氣味 4%的氫氧化鈉溶液 液體上升至注射器9ml，活塞緊靠液面，打開后無氣味 水 液體上升至注射器9ml，活塞緊靠液面，打開后有刺激性氣味 ]

【實驗步驟】：

（1）三名學生分別將裝有36ml SO2氣體的注射器（如圖3）密封蓋打開，迅速同時伸入小燒杯的濃高錳酸鉀溶液、4%的氫氧化鈉溶液和水中；

（2）分別吸取1ml液體進入注射器，然后輕輕振蕩注射器；

（3）振蕩3分鐘后觀察現(xiàn)象，并打開活塞聞二氧化硫的氣味。

【實驗結論】：可以選擇高錳酸鉀溶液和氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫氣體，水吸收不完全。

創(chuàng)新的一體化的封閉設計呈現(xiàn)了精彩的化學，也充分體現(xiàn)了綠色化學理念。綠色化的創(chuàng)新設計更能體現(xiàn)化學推動社會發(fā)展進步，增強學生的社會責任感，使其發(fā)展成為有理想信念、敢于擔當?shù)纳鐣瘛?/p>

三、探究性和合作化相結合

聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）最早即于1996年，在《教育：財富蘊藏其中》報告中， 在“終身學習”思想指導下，提出了“界定了二十一世紀社會公民必備的基本素質”，即終身學習的四大支柱，包括學會求知、學會做事、學會共處以及學會生存[6]。因此，教育這一代“學會共處” 和提倡“全球合作精神” 是學習化社會的又一重要內容。以小組合作探究形式為例，2017年江蘇省初中化學優(yōu)質課比賽周良老師在《金屬的性質和利用》一課中，設計了探究金屬與鹽酸或稀硫酸的反應（如圖3）的4人小組合作實驗。

【實驗步驟】：

（1）取裝有等體積、等濃度的稀鹽酸的四個小瓶，打開瓶蓋；

（2）分別向四個小瓶中加入鎂、鐵、銅、鋅金屬條；

（3）鎂條加入后，塞緊針頭蓋住小瓶，用打火機火焰靠近針頭處。

實驗過程中要求小組分工明確、各盡其職，并能主動去分析、推理、交流實驗結論，體驗實驗探究的每一個環(huán)節(jié)，這對剛接觸初三化學的學生來說挑戰(zhàn)很大。通過小組合作討論實驗、協(xié)作完成實驗、交流總結得出結論，各組成員紛紛發(fā)表自己的意見，教學效果顯著。探究性和合作化相結合的小組實驗激發(fā)了學生的求知欲，促進了每個組員的積極參與，也打開學生心靈之門，利于學生有更多的機會體驗化學的神奇、感受團隊共進退的樂趣。

四、時代性和信息化相結合

2003年，聯(lián)合國教科文組織教育研究所（UNESCO Institute for Education）又提出了“學會改變”的主張，并將其視為終身學習的第五支柱。其中，學會求知是終身學習的基礎，學會改變就是指個人不僅要學會接受及適應改變，也要展開行動成為積極改變的主體，并且主動引領改變以促進人類的發(fā)展。學習不僅可以適應改變，也能創(chuàng)造改變。[7]教育應促進個人在工作內以及工作外的學習，能夠貫穿一生。觀摩2017年江蘇省省優(yōu)質課比賽，筆者發(fā)現(xiàn)新時代的優(yōu)質課課堂開始大量使用新技術：高清微課視頻、現(xiàn)場手機同屏、微信公眾號拓展、電子測試棒、利用VR 技術、AR 技術和全息投影等現(xiàn)代化技術手段，讓學生能“真實地”經歷一些學校甚至社會暫時都無法提供的體驗活動。互聯(lián)網+的時代還可利用慕課系統(tǒng)、翻轉課堂，解決偏遠鄉(xiāng)村農村中學師資缺乏，為學生提供遠程課程，在線學習、答疑、考試等服務。

反思我們鄉(xiāng)村中學的常態(tài)課堂，首先教師應該學會改變，熟練掌握新時代的信息技術并能運用于課堂教學。如筆者在化學教學中經常嘗試手機同屏技術、攝像頭直播，帶領學生走進“微距化學實驗”“美麗化學”的專業(yè)化學網站，通過化學科研前沿美輪美奐的視聽盛宴，讓學生感受奇妙的化學。信息技術伴隨著人類發(fā)展，體現(xiàn)著社會進步，蘊含著科學研究成果。新時代下教師的不斷學習、追求改變和終身學習意識，也會潛移默化，激發(fā)學生學習掌握技術的興趣和意愿。

新世紀、新課改給教師的化學實驗改進提出了新要求，也為教師創(chuàng)新設計實驗提供了一個新的機遇。相信我們在新理念的指導下能夠激發(fā)自身的活力，在實驗教學中不斷反思、不斷創(chuàng)新；相信學生也一定能在“做科學”的探究實踐中發(fā)展核心素養(yǎng)！

[參 考 文 獻]

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]核心素養(yǎng)研究課題組.中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)[J].中國教育學刊，2016（10）.

[3]鞠東勝，王金龍.氫氣制備及其性質系列實驗的創(chuàng)新設計[J].化學教學，2015（6）.

[4]成尚榮.偉大心靈的時代回響（下）[J].教育研究與評論，2017（6）.

[5]朱清勇.創(chuàng)新設計實驗呈現(xiàn)奇妙化學[J].化學教與學，2016（2）.

[6]聯(lián)合國教科文組織.教育——財富蘊藏其中[M].北京：教育科學出版社，1996.

[7]張娜.聯(lián)合國教科文組織的核心素養(yǎng)研究及其啟示[J].教育導刊，2015（7）.

（責任編輯：張華偉）