基于縣域資源開發(fā)的中學(xué)化學(xué)學(xué)科教學(xué)實(shí)踐

■福建省漳平第三中學(xué) 陳德華

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，化學(xué)所取得的豐碩成果，與實(shí)驗(yàn)的重要作用是分不開的。同時，化學(xué)也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。筆者從教多年，喜歡思考，發(fā)現(xiàn)近幾年中學(xué)化學(xué)教學(xué)重課堂實(shí)驗(yàn)，輕課外實(shí)踐，尤其是缺乏與當(dāng)?shù)乜h域特色資源結(jié)合的學(xué)科實(shí)踐活動。也就是說，現(xiàn)在的中學(xué)化學(xué)，完全還是圍繞教材和中高考的導(dǎo)向來進(jìn)行教學(xué)的，脫離了生活實(shí)際。而化學(xué)是有價值的學(xué)科，如果教師的知識也僅限于教材，較少了解教材之外化學(xué)的應(yīng)用，學(xué)生就不能深入地了解化學(xué)學(xué)科的價值。

筆者查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，基于縣域資源的中學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐較少有人研究，受種種因素的影響，教師很難進(jìn)行跨行業(yè)實(shí)踐研究。但是中學(xué)化學(xué)中縣域特色資源的教學(xué)實(shí)踐研究有諸多價值。

一、符合化學(xué)的本質(zhì)和價值

對化學(xué)的本質(zhì)和價值，雖然不同的化學(xué)家有不同的說法，但總的來說，人們都普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)化學(xué)就是認(rèn)識物質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì)。追求價值是學(xué)科教學(xué)活動重要的內(nèi)驅(qū)力，化學(xué)教師要引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)、學(xué)習(xí)化學(xué)、喜歡化學(xué)。中學(xué)化學(xué)教育，雖不是一定要培養(yǎng)出未來的專業(yè)化學(xué)家，但大家都知道，對每一個現(xiàn)代人來說，都必須懂化學(xué)和用化學(xué)，化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)應(yīng)該貫穿到每個學(xué)生將來的一生。

化學(xué)的本質(zhì)是什么？無論是中國古代的煉丹術(shù)抑或是西方中世紀(jì)的煉金術(shù)，還是近代拉瓦錫等前輩的化學(xué)研究，其目的都是準(zhǔn)確合成化學(xué)物質(zhì)，所以化學(xué)的本質(zhì)是獲得物質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì)。現(xiàn)代化學(xué)就是在原子分子水平研究物質(zhì)，基本特征就是研究分子、創(chuàng)造分子。縣域內(nèi)有硫酸廠、氮肥廠、水泥廠等，可以讓學(xué)生通過學(xué)科實(shí)踐，直觀地了解工業(yè)上如何合成硫酸、硫酸銨肥料以及硅酸鹽水泥的工藝流程。

化學(xué)的價值是什么？化學(xué)的價值在于保證人類的生存并不斷提高人類的生活質(zhì)量。除了傳統(tǒng)的利用化學(xué)生產(chǎn)化肥和農(nóng)藥增加糧食產(chǎn)量外，最重要的是利用化學(xué)合成新型藥物，以抑制細(xì)菌和病毒，保障人體健康；在“碳中和”下如何利用化學(xué)開發(fā)新能源，在載人登月、蛟龍入海的新形勢下如何研究新材料……

通過學(xué)科實(shí)踐活動，不僅體現(xiàn)了基于實(shí)證的學(xué)科價值，附帶創(chuàng)造社會價值。據(jù)筆者調(diào)查，本縣域就有與化學(xué)密切相關(guān)的企業(yè)，如硫酸廠生產(chǎn)現(xiàn)代工業(yè)急需的硫酸，化肥廠在生產(chǎn)硫酸銨，超纖廠在生產(chǎn)超纖用于汽車皮革，還有一家生產(chǎn)氧化鋅的工廠，氧化鋅在工業(yè)上用途廣泛，是催化劑和各種添加劑，產(chǎn)品十分暢銷。筆者認(rèn)為，立足縣域資源發(fā)展特點(diǎn)，具有較新的視角和社會價值，同時可以提升學(xué)生對縣域的形象和從化學(xué)視域的新認(rèn)識，不僅符合新課程培養(yǎng)育核心素養(yǎng)的要求，更具有較高的社會價值，同時能提升縣域新形象。

而以上這些價值，學(xué)生知之甚少，甚至化學(xué)教師也了解不多，這些多樣的、生動的縣域資源需要我們開發(fā)和實(shí)踐，才能更好地提升化學(xué)教學(xué)的價值。所以中學(xué)化學(xué)教學(xué)需要深層次的轉(zhuǎn)型，教師要給學(xué)生知識，首先要提高自己的知識儲備。除了教材以外，還要從廣闊的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活實(shí)踐中獲得更多的學(xué)科知識。

二、符合中高考化學(xué)新趨勢

2017 年版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“素養(yǎng)為本”化學(xué)課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)，學(xué)科實(shí)踐則是最好的載體。高考?xì)v年有化工流程題，來源于社會生產(chǎn)實(shí)踐，而且站在理論高度，讓學(xué)生現(xiàn)場分析。如果學(xué)生沒有平時的學(xué)科實(shí)踐積累，全憑教材理論知識，難有深層次的理解和解題思路。

2019 年11 月29 日教育部印發(fā)初中高考試命題意見指出，取消初中學(xué)業(yè)水平考試大綱。中考也開始注重對化學(xué)反應(yīng)原理與變化規(guī)律的考查，減少機(jī)械記憶類題目的考查。試題注重生產(chǎn)生活、科技前沿等真實(shí)的化學(xué)情境建設(shè)，傳遞正面價值導(dǎo)向，考查學(xué)生在完成義務(wù)教育化學(xué)學(xué)習(xí)后，對化學(xué)在新能源、新材料、健康、環(huán)保等領(lǐng)域的重要價值的理解，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大目標(biāo)，為民族復(fù)興和人類發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。縱觀近年中高考化學(xué)，特別注重真實(shí)情景創(chuàng)設(shè)，強(qiáng)調(diào)證據(jù)推理，非常接地氣。如2021年福建中考化學(xué)卷中第12 題涉及鋼鐵的應(yīng)用與生產(chǎn)，第13 題中涉及我國古代“布灰種鹽”的原理，2019 年福建中考化學(xué)第14 題中介紹了《天工開物》中鋅的冶煉方法和原理。反觀目前的化學(xué)課堂，講練太多，偏重于知識和技巧傳授，各種課堂轉(zhuǎn)型，也僅是教法的轉(zhuǎn)型，缺乏實(shí)踐的轉(zhuǎn)型。

情境與體驗(yàn)是理科教學(xué)中德育實(shí)施的兩個重要特點(diǎn)，這就強(qiáng)調(diào)了化學(xué)教學(xué)需要利用豐富的素材來創(chuàng)設(shè)情境，建立深刻的情感體驗(yàn)，情境越真實(shí)，學(xué)生深入探究的興趣越濃厚。如硫酸是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料，硫酸的合成流程和工藝是高中的一個重要知識點(diǎn)?？h域內(nèi)恰好有一家硫酸廠，旁邊還有一家生產(chǎn)硫酸銨的化肥廠，化肥廠的重要生產(chǎn)工藝是合成氨。結(jié)合這些縣域資源，做好學(xué)科實(shí)踐，讓技術(shù)員現(xiàn)場講解生產(chǎn)流程，勝過千言萬語的純理論傳授。

三、增加教學(xué)的新視角，讓學(xué)生對化學(xué)更有興趣

拓展學(xué)科知識育人價值，通過化學(xué)實(shí)踐，幫助學(xué)生認(rèn)識到人類對化學(xué)的認(rèn)識經(jīng)歷的艱辛探索過程，以實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)為手段，通過證據(jù)推理得出結(jié)論的過程。引導(dǎo)學(xué)生了解社會科學(xué)知識，激發(fā)探究欲望，這也符合新課程理念。同時，中高考強(qiáng)調(diào)增加情境背景，即證據(jù)推理，證據(jù)的作用包括證實(shí)，通過設(shè)計(jì)證明命題是正確的。所以教師教學(xué)在要引導(dǎo)學(xué)生參加課外實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)能力。

例如，普通中學(xué)生都知道石灰石的主要成分是碳酸鈣。而筆者所在的縣域恰好是全國有名的石灰石資源大縣，儲量華東第一。縣域內(nèi)圍繞石灰石資源建設(shè)了大批水泥廠，石灰石的用途廣泛，大量應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、玻璃工業(yè)、牙膏生產(chǎn)等行業(yè)。還有大家喜歡的自熱小火鍋，發(fā)熱包就是用石灰石制成的生石灰，原理就是生石灰遇水會放了大量的熱。這樣可以設(shè)計(jì)一個學(xué)科實(shí)踐活動，帶領(lǐng)學(xué)生到水泥廠參觀，并引導(dǎo)學(xué)生畫一個石灰石用途的思維導(dǎo)圖，并附上簡單的生產(chǎn)工藝流程。

又如，在酸堿鹽教學(xué)中，學(xué)生對“堿+鹽—新堿+新鹽”這個反應(yīng)很難有深刻印象，教師最多就是提示此反應(yīng)可以應(yīng)用于工業(yè)制燒堿，即工業(yè)上用純堿和石灰漿反應(yīng)生成氫氧化鈉。如果教師進(jìn)一步提示，此反應(yīng)也是民間皮蛋制作的一個主要反應(yīng)，學(xué)生就會印象深刻。接下來教師可以引領(lǐng)學(xué)生開展課外實(shí)踐活動，學(xué)習(xí)體驗(yàn)皮蛋制作。學(xué)生通過分組活動，查資料，購買原料，現(xiàn)場進(jìn)行皮蛋制作。教師加以指導(dǎo)，同時強(qiáng)調(diào)制作皮蛋時必須戴橡膠手套，為什么要戴橡膠手套？因?yàn)闅溲趸c有較強(qiáng)的腐蝕性。還有如何檢驗(yàn)皮蛋粉混合加水后的成分？這樣全套流程下來，學(xué)生從一個新的角度，用親身實(shí)踐對酸堿鹽轉(zhuǎn)化有了深刻的理解。

大家知道，中學(xué)化學(xué)教學(xué)要力求體現(xiàn)時代性、獨(dú)創(chuàng)性、科學(xué)性、實(shí)用性、可行性等原則，從小問題入手研究，貼近教學(xué)，貼近現(xiàn)實(shí)。而現(xiàn)實(shí)狀況是，學(xué)生和教師對教材知識了如指掌，對化學(xué)原理在課外的生產(chǎn)生活實(shí)踐中的應(yīng)用則存在空白。比如，師生都清楚高錳酸鉀可以制氧，但很少有人知道，高錳酸鉀在每個診所的醫(yī)生都有，是常用的消毒劑，可以消炎止痛。魚塘可以用它對魚苗消毒，食用菌栽培中也要用它來消毒。近年在防治瓜類蔬菜枯萎病等毀滅性病害方面高錳酸鉀大顯神通，防效達(dá)95%以上，而且無污染、安全可靠、成本低，還為瓜菜提供了鉀、錳等營養(yǎng)元素，促進(jìn)生長。西餐廳廚師，用一定濃度的高錳酸鉀溶液處理生菜，預(yù)防病從口入。這些化學(xué)原理的應(yīng)用，能激發(fā)學(xué)生的濃厚興趣。

通過對教材的處理，增加新視角，不用教師動員，正處于好奇年齡的中學(xué)生自然對化學(xué)更有興趣，從而為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)打下基礎(chǔ)，給每個學(xué)生提供一個認(rèn)識化學(xué)價值的獨(dú)特視角。從教材的宏微結(jié)合到現(xiàn)場的學(xué)科實(shí)踐，這遠(yuǎn)比用化學(xué)符號組合來描述化學(xué)、學(xué)習(xí)化學(xué)、更能體現(xiàn)化學(xué)的價值特點(diǎn)。

四、探索一條新型化學(xué)教學(xué)模式

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)包括從“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值”三個方面的培養(yǎng)，但目前的教學(xué)僅滿足于第一條，對后兩條教師可能會潛意識中不那么重視。而化學(xué)學(xué)科實(shí)踐恰可以彌補(bǔ)這個不足。從化學(xué)教學(xué)的角度看，學(xué)科實(shí)踐提升學(xué)生核心素養(yǎng)，可以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索意識，有助于培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力。通過化學(xué)實(shí)踐，可以有意識地訓(xùn)練學(xué)生的觀察化學(xué)、發(fā)現(xiàn)化學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、分析綜合能力等。

要進(jìn)行縣域特色資源的實(shí)踐研究，困難在于克服以前的教學(xué)思維定式，努力形成適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生的新型教學(xué)模式。通過實(shí)踐的探索，可以幫助學(xué)生理解化學(xué)對社會發(fā)展的作用，能從化學(xué)的視角去認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)、社會和生活方面的有關(guān)問題，了解化學(xué)制品對人類的影響，懂得運(yùn)用化學(xué)知識合理地開發(fā)和利用化學(xué)資源；使學(xué)生在面臨與化學(xué)有關(guān)的社會問題的挑戰(zhàn)時，能做出更理智、更科學(xué)的決策。一方面提供給學(xué)生未來發(fā)展所需要的最基礎(chǔ)的化學(xué)知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析和解決簡單問題的能力；另一方面使學(xué)生從化學(xué)的角度逐步認(rèn)識自然與環(huán)境的關(guān)系，分析有關(guān)的社會現(xiàn)象。

學(xué)科實(shí)踐研究中教師的重點(diǎn)和目標(biāo)：1.通過學(xué)科實(shí)踐研究，總結(jié)出化學(xué)學(xué)科實(shí)施素質(zhì)教育的特點(diǎn)和規(guī)律；2.弄清楚縣域資源發(fā)展特點(diǎn)和化學(xué)教學(xué)的關(guān)系和聯(lián)系；3.探索出一整套在片區(qū)中學(xué)開展立足縣域資源發(fā)展的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐體系；4.設(shè)計(jì)開發(fā)適合縣域資源特點(diǎn)的化學(xué)實(shí)踐教學(xué)案例；5.促進(jìn)學(xué)校教師學(xué)科素養(yǎng)的提高，造就高水平的科研隊(duì)伍。

以“金屬礦物——鐵的冶煉”為例，筆者組織課題組到縣域內(nèi)的省級潘洛鐵礦下屬的洛陽礦區(qū)井下一百多米深處，實(shí)際探訪磁鐵礦開采，全程由安全礦長講解，大家深刻感受到采礦的現(xiàn)代化進(jìn)步。參觀完井下開采后，又參觀實(shí)驗(yàn)室，請專業(yè)技術(shù)人員講解鐵礦石成分檢驗(yàn)，技術(shù)人員講到，這里的礦物所含元素可以覆蓋元素周期表。還了解了鐵礦化驗(yàn)方法，如重鉻酸鉀容量法快速測定鐵礦石中全鐵量、堿熔重鉻酸鉀滴定法測定鐵、酸溶重鉻酸鉀滴定法測定鐵等。這些檢測方法剛好是高考化學(xué)中常考的實(shí)驗(yàn)探究和定量分析計(jì)算題內(nèi)容。

通過整個課題活動，教師學(xué)到了許多課外知識，從中知道這個鐵礦的磁鐵礦含鐵量達(dá)43～44%，而澳大利亞鐵礦由于天然優(yōu)勢，純度極高，幾乎達(dá)到66～67%。除了收獲知識，課題組還帶回了鐵礦石樣品進(jìn)行研究。

這樣，在有關(guān)金屬冶煉的教學(xué)中，教師就可以以此為素材，向?qū)W生講解當(dāng)?shù)赜惺裁磋F礦，主要成分是什么，純度有多少。同時播放參觀照片和視頻，展示鐵礦石樣品，讓學(xué)生感同身受，熱愛化學(xué)，熱愛家鄉(xiāng)。

五、改變化學(xué)學(xué)習(xí)活動評價的方法，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展

學(xué)科實(shí)踐活動可以加強(qiáng)過程評價，豐富評價形式。教師要加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)科實(shí)踐活動的觀察與評價，尤其是問題討論、分工合作等，分析他們的學(xué)習(xí)態(tài)度，給予過程性、激勵性的評價。

通過化學(xué)實(shí)踐，利用學(xué)生分組合作交流的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生的自主發(fā)展，教師不再按分?jǐn)?shù)來評價，而是通過實(shí)踐的表現(xiàn)和態(tài)度情況來評價，更能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)意識、參與意識和創(chuàng)新意識、應(yīng)用意識等，從而促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展。在實(shí)踐活動中，學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)高的學(xué)生不一定比平時學(xué)分低的學(xué)生情感態(tài)度表現(xiàn)好。比如，筆者在講到“燃燒與爆炸”時，對面粉也可能會爆炸這一知識點(diǎn)，教材只是一帶而過。而一些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，反而對其更感興趣，甚至想要動手嘗試驗(yàn)證面粉是否會爆炸。教師要表揚(yáng)他們的求知精神，為他們提供延伸的學(xué)習(xí)資料，在保證安全的前提下科學(xué)指導(dǎo)他們進(jìn)行此次實(shí)驗(yàn)，如此一來，以激勵性評價促使這部分學(xué)生不斷進(jìn)步。

不僅如此，通過學(xué)科實(shí)踐后的科學(xué)評價，還能提高學(xué)生社會責(zé)任感。這不僅能充分發(fā)揮育人的作用，也讓學(xué)生對教科書上的化學(xué)學(xué)科有了一個更感性的認(rèn)識，提高了學(xué)生的社會責(zé)任感。

六、學(xué)科育人價值的深度挖掘

化學(xué)學(xué)科有其獨(dú)特的育人價值。通過學(xué)科實(shí)踐活動，可以充分地讓學(xué)生感受到科學(xué)思想與方法。比如，在縣域內(nèi)的花卉研究所，中國杜鵑大王陳子望感嘆，有了現(xiàn)代的科學(xué)思想與方法，比如，測pH值、溶液電導(dǎo)率等，可以清楚地判斷栽培基質(zhì)，如各種產(chǎn)地的泥炭土、椰糠土是否達(dá)標(biāo)，解決了憑經(jīng)驗(yàn)判斷花土質(zhì)量的難題。老專家說，有了專業(yè)設(shè)備，花農(nóng)可以測得高山杜鵑適宜生長的pH值為3.5～5.5，比西洋杜鵑更偏愛酸性土壤。而茶花的扦插育苗，必須用黃土，即酸性土，否則不會成活。此外，還可以通過化學(xué)學(xué)科實(shí)踐培養(yǎng)祖國自豪感。比如，到大型鐵礦井下，當(dāng)今的開采工作完全是機(jī)械化作業(yè)，只需少數(shù)人，全部由傳感器采集數(shù)據(jù)，整個工作過程井井有條。更神奇的是，在如此深的井下，不僅有現(xiàn)代的通風(fēng)和供電設(shè)施，還已經(jīng)實(shí)現(xiàn)地下移動數(shù)字通信的完全覆蓋。技術(shù)站站長自豪地說，他們這個實(shí)驗(yàn)室可以完全覆蓋檢測整個元素周期表，如此培養(yǎng)學(xué)生對祖國的自豪感。

總之，應(yīng)通過學(xué)科實(shí)踐，探索縣域資源，讓學(xué)生充分體會到化學(xué)是一門中心的、實(shí)用的、創(chuàng)造性的且充滿魅力的學(xué)科?；瘜W(xué)對人類物質(zhì)文明的貢獻(xiàn)功不可沒，教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和探究欲，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識，提升化學(xué)素養(yǎng)。