借助校園生態(tài)資源推進(jìn)初中科學(xué)校本課程開(kāi)發(fā)的實(shí)踐研究

許宇偉 何沂琳

摘? ? 要：立足初中科學(xué)課堂教學(xué)，充分利用學(xué)校的校本課程資源，是培育學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程立德樹(shù)人、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑。而“利用校內(nèi)常見(jiàn)植物自制酸堿指示劑”校本課程，就是基于校園生態(tài)資源的合理利用而開(kāi)發(fā)的。它重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的動(dòng)手體驗(yàn)與科學(xué)思維的培養(yǎng)，注重挖掘生態(tài)資源的全息育人功能，能夠激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的熱情，讓學(xué)生體驗(yàn)“科學(xué)源于生活、用于生活”的價(jià)值觀。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué);校本課程;自制酸堿指示劑;校園生態(tài)資源

《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《課標(biāo)》”）指出，學(xué)校與教師都應(yīng)努力建設(shè)、開(kāi)發(fā)與利用校內(nèi)外課程資源。目前，大多數(shù)學(xué)校在開(kāi)發(fā)課程時(shí)往往著眼于校外資源，而校外資源往往數(shù)量不夠或者獲取不便，使得拓展性課程的開(kāi)發(fā)遇到瓶頸。與此同時(shí)，很多校內(nèi)的寶貴資源，卻往往被忽視。我校為15年制學(xué)校，占地150畝，綠地面積30046平方米，校園植被覆蓋率高。另外，學(xué)校各學(xué)部均擁有校園農(nóng)場(chǎng)，其植物種植各具特色：六藝部設(shè)置“聞香園”，高中部設(shè)置“藥用植物園”，初中部設(shè)置“果園”，小學(xué)部設(shè)置“菜園”。豐富多樣的植物資源可作為校本課程開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。立足初中科學(xué)課堂教學(xué)，充分利用學(xué)校的校本課程資源，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程立德樹(shù)人、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑。基于這樣的思考，筆者嘗試開(kāi)發(fā)了“利用校內(nèi)常見(jiàn)植物自制酸堿指示劑”校本課程。

一、課程的意義和目標(biāo)

“利用校內(nèi)常見(jiàn)植物自制酸堿指示劑”校本課程在內(nèi)容上對(duì)接浙教版義務(wù)教育教科書(shū)《科學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第1章第2節(jié)《物質(zhì)的酸堿性》。學(xué)生經(jīng)過(guò)前期的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了酸性、堿性的概念，且在以往的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)會(huì)用酸堿指示劑檢驗(yàn)溶液的酸堿性。同時(shí)，九年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備了通過(guò)“假設(shè)—檢驗(yàn)”得出結(jié)論的思維方式，能夠設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取知識(shí)。但是，學(xué)生往往認(rèn)為只有紫色石蕊試液和無(wú)色酚酞試液可以作為酸堿指示劑，對(duì)酸堿指示劑發(fā)現(xiàn)的歷史和原理了解得并不多。“利用校內(nèi)常見(jiàn)植物自制酸堿指示劑”課程可以激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、生物學(xué)科知識(shí)的熱情，讓學(xué)生體驗(yàn)“科學(xué)源于生活、用于生活”的價(jià)值觀。

根據(jù)這樣的課程定位，筆者確立了如下四維一體的課程目標(biāo)：

1.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱酸堿指示劑發(fā)現(xiàn)的歷程，能提出可利用校園內(nèi)植物自制酸堿指示劑的猜想。

2.動(dòng)手操作，掌握自制酸堿指示劑的方法。

3.運(yùn)用對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)比分析各類(lèi)指示劑顏色變化的情況，找出最合適做酸堿指示劑的植物，形成勇于探究和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

4.根據(jù)酸堿指示劑遇到酸堿性不同的溶液會(huì)顯示不同顏色的性質(zhì)，能利用自制的酸堿指示劑檢驗(yàn)日常生活中接觸的洗發(fā)水、洗潔精、碳酸飲料、各類(lèi)果汁的酸堿性，體會(huì)科學(xué)源于生活并用于生活的思想。

二、課程的實(shí)施流程

（一）利用科學(xué)史，激發(fā)興趣

【演示實(shí)驗(yàn)】教師表演“魔術(shù)”，演示指示劑遇酸或堿溶液變色的實(shí)驗(yàn)。

【學(xué)生活動(dòng)】基于已學(xué)知識(shí)解釋該魔術(shù)的原理。

【教師提問(wèn)】（前期要求學(xué)生上網(wǎng)查閱資料，解決問(wèn)題）是哪位科學(xué)家最先發(fā)現(xiàn)并提取的酸堿指示劑？酸堿指示劑提取于何處？

【學(xué)生查閱資料得出】羅伯特·波義耳在一次實(shí)驗(yàn)中，不小心將濃鹽酸濺到一束紫羅蘭上，為了洗掉花瓣上的酸，他把花浸泡在水中。過(guò)了一會(huì)兒，他驚奇地發(fā)現(xiàn)紫羅蘭變成了紅色。他請(qǐng)助手把紫羅蘭花瓣分成小片再投到其他的酸溶液中，結(jié)果花瓣都變成了紅色[1]。為了得到更豐富的資料，波義耳從一些植物中提取汁液，最終從石蕊地衣中提取出變色效果好的紫色浸出液——紫色石蕊試液。

【教師提問(wèn)】植物中的色素種類(lèi)繁多，那有沒(méi)有像石蕊一樣能做酸堿指示劑的呢？我們能在校園里尋找一些能制作酸堿指示劑的植物嗎？

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)“魔術(shù)”引入課程，既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生回顧舊知，培養(yǎng)學(xué)生善于解釋現(xiàn)象的能力。利用課前布置的查閱資料的任務(wù)，讓學(xué)生自主探尋科學(xué)史，增加對(duì)酸堿指示劑的知識(shí)儲(chǔ)備。在此基礎(chǔ)上，自然引導(dǎo)學(xué)生思考：能否用校園內(nèi)的植物，自制酸堿指示劑？

（二）遍訪校園，采摘植物

【學(xué)生活動(dòng)】以4人小組為單位，利用15分鐘時(shí)間，遍訪校園，從校園中采摘自己認(rèn)為可以制作酸堿指示劑的植物。校園內(nèi)小學(xué)部、初中部、高中部、六藝部四大區(qū)塊植物類(lèi)型分區(qū)明確，學(xué)生在所采摘的植物上標(biāo)記名稱(chēng)。

設(shè)計(jì)意圖：教師不作范圍的限制，意在通過(guò)這一活動(dòng)，讓學(xué)生明白科學(xué)的學(xué)習(xí)不能止步于教室內(nèi)，生活中處處是學(xué)習(xí)科學(xué)的場(chǎng)所，借此培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于發(fā)現(xiàn)的態(tài)度。

（三）設(shè)計(jì)方案，自主探究

【教師提問(wèn)】如何利用已經(jīng)采摘的植物自制酸堿指示劑？

【學(xué)生活動(dòng)】

1.以個(gè)人為單位，自主設(shè)計(jì)制作植物酸堿指示劑的方法，可以采用畫(huà)圖或文字表述的方式。

2.將自己設(shè)計(jì)的制作方案，與小組同學(xué)討論交流。

【教師】隨機(jī)選擇一名學(xué)生上臺(tái)展示自己設(shè)計(jì)的制作方案。

受到波義耳不小心將濃鹽酸濺到一束紫羅蘭上的影響，學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為，直接在植物葉片、花瓣、果實(shí)或其他部位上滴加酸或堿，然后觀察植物顏色變化即可。

【模擬實(shí)驗(yàn)】教師利用學(xué)生設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。

【學(xué)生活動(dòng)】仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)按照方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，植物幾乎不變色。

【教師提問(wèn)】如何解決此問(wèn)題？

【問(wèn)題拆解】

1.植物的哪一成分遇酸堿溶液會(huì)變色？

2.如何提取該成分？

【學(xué)生解決問(wèn)題1】學(xué)生打開(kāi)教師提供的錦囊包內(nèi)的資料卡，進(jìn)一步了解植物遇酸堿溶液變色的原因。

【學(xué)生解決問(wèn)題2】回顧“驗(yàn)證光合作用的條件和產(chǎn)物”這一實(shí)驗(yàn)中將葉片褪色的方法，并回憶實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，再觀看蔬菜在沸水中色素流出的視頻。

【學(xué)生活動(dòng)】依據(jù)問(wèn)題1、問(wèn)題2的解決方案，重新設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。

【教師講述】花青素也可運(yùn)用與溶解葉綠素相同的方法——利用5mL酒精溶液將其溶出，為加快溶解速度，可用研缽將其搗爛后充分溶解。水果可直接取其果汁使用，部分蔬菜可以利用沸水溶解出色素。

【教師活動(dòng)】評(píng)價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，注意實(shí)驗(yàn)變量的控制。

【師生活動(dòng)】共同制定實(shí)驗(yàn)步驟：

1.取樣品在研缽中碾碎，加入5mL酒精溶液，攪拌，使其充分接觸幾分鐘后溶出。

2.用多層紗布過(guò)濾，得到樣品色素的酒精溶液。將濾液裝在小燒杯中，放在桌上備用。

3.仔細(xì)觀察試劑瓶中裝有的濾液（自制酸堿指示劑）的顏色。

4.在白色點(diǎn)滴板的孔穴中分別滴入一些稀鹽酸（pH=2）、稀氫氧化鈉（pH=13）溶液，然后分別使用膠頭滴管滴入3滴已制成的植物色素指示劑的酒精溶液，觀察其變色情況。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生自行完成酸堿指示劑制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，全體學(xué)生參與討論，集思廣益。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程并不是一帆風(fēng)順的，重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生勇于嘗試，在遇到問(wèn)題時(shí)能夠?qū)⒋嬖诘膯?wèn)題拆分成一個(gè)個(gè)小問(wèn)題并逐一解決攻破，幫助學(xué)生建立思考問(wèn)題的思維模式，這一過(guò)程十分重要。然后，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)析，再與學(xué)生共同制定方案。這樣，既保證了課堂教學(xué)的可行度，也保障了學(xué)生在動(dòng)手前先自主思考。

（四）小組合作，自制酸堿指示劑

【學(xué)生活動(dòng)】依照實(shí)驗(yàn)步驟，小組合作制作酸堿指示劑。表1為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總表。

【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫(xiě)自制酸堿指示劑展板，向全班交流展示，展板內(nèi)容包括小組成員、選取植物名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。

（五）總結(jié)評(píng)價(jià)，用于生活

【學(xué)生活動(dòng)】

1.反思在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的不足之處，小組之間合作討論交流。

2.將自制的酸堿指示劑帶回家中，運(yùn)用自制指示劑判斷家中的洗衣液、洗潔精、白醋等生活用品的酸堿性。

設(shè)計(jì)意圖：將課堂制作所得用于生活，通過(guò)課后作業(yè)的形式讓學(xué)生自行測(cè)定家中物品的酸堿性，體會(huì)科學(xué)源于生活用于生活的思想。

三、課程開(kāi)發(fā)的總結(jié)與反思

（一）因地制宜，充分利用校本資源

校園生態(tài)資源是學(xué)生可觸摸的資源。通過(guò)學(xué)生親身實(shí)踐開(kāi)展科學(xué)探究，是有效進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵途徑。從學(xué)生的身邊獲取教學(xué)資源，可以增添課堂的親切感、熟悉感，可以激發(fā)學(xué)生的興趣和探索欲。而初中科學(xué)課程中有多個(gè)可利用校園生態(tài)資源的內(nèi)容，例如：在七年級(jí)上冊(cè)第2章第5節(jié)《常見(jiàn)的植物》教學(xué)時(shí)，對(duì)校園植物進(jìn)行實(shí)地考察并分類(lèi);在七年級(jí)上冊(cè)第4章第3節(jié)《物質(zhì)的密度》一課教學(xué)時(shí)，可開(kāi)展“蔬果密度測(cè)量”比賽;在八年級(jí)上冊(cè)第3章第1節(jié)《植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》教學(xué)時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生觀察校園內(nèi)植物的向光性、向水性、背地性等。校園生態(tài)環(huán)境既可以為學(xué)生提供科學(xué)探究的場(chǎng)地，也可以為學(xué)生提供科學(xué)探究的素材。教師必須充分了解校園內(nèi)的生態(tài)資源分布，因地制宜，使校園生態(tài)資源成為課堂教學(xué)中獨(dú)特的可被利用的資源，開(kāi)發(fā)科學(xué)課程資源并拓展系列課程。

（二）學(xué)科融合，發(fā)展思維能力

浙江省推進(jìn)初中科學(xué)課程改革已經(jīng)有30多年，綜合科學(xué)課程在一些方面體現(xiàn)出獨(dú)特的價(jià)值，如有利于培養(yǎng)學(xué)生多視角、多維度、全方位的思維能力，有利于突出科學(xué)本質(zhì)與教育本質(zhì)的統(tǒng)一等。在進(jìn)行日常教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)注重物理、化學(xué)、生物以及其他各學(xué)科的融合，例如上述課例的教學(xué)，就融合了化學(xué)與生物的相關(guān)知識(shí)，能培養(yǎng)學(xué)生更為全面的思維能力。

（三）多元評(píng)價(jià)，促進(jìn)反思與進(jìn)步

學(xué)生選擇的植物材料很大程度上影響了酸堿指示劑制作的成敗，教學(xué)中我們應(yīng)注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)中把握學(xué)生的學(xué)習(xí)能力發(fā)展?fàn)顟B(tài)。本節(jié)課，筆者在教學(xué)中關(guān)注學(xué)生設(shè)計(jì)制作方案過(guò)程中的思考，注重培養(yǎng)學(xué)生“動(dòng)手”與“動(dòng)腦”并用的思維習(xí)慣;教學(xué)后注重學(xué)生的反思與評(píng)估，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后有所學(xué)、有所悟。但如何設(shè)計(jì)合理的評(píng)價(jià)量表，如何利用自評(píng)、互評(píng)或者教師評(píng)定的方式評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這些問(wèn)題還有待后續(xù)在實(shí)踐中進(jìn)一步思考與解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]周信軍，黃愛(ài)民，吳俊明.“溶液的酸堿性”（第1課時(shí)）學(xué)案設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2011（9）：33-36.