核心素養(yǎng)視域下的農(nóng)村中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)探究

湖北省赤壁市黃新階名師工作室(437300) 孫文英 姚志紅 周建國

化學(xué)實驗是學(xué)生獲得感性認識、建構(gòu)化學(xué)知識體系、發(fā)展能力重要而有效的途徑和方法，對發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有著非常重要的作用。從教育教學(xué)的角度看，實驗內(nèi)容本身就是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點；實驗操作需要學(xué)生手腦并用，是培養(yǎng)學(xué)生能力的途徑；實驗觀察是培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度的手段；實驗探究是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的工具；實驗節(jié)約、環(huán)保的要求是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識和社會責(zé)任的基本素材。因此，落實和創(chuàng)新實驗教學(xué)是“立德樹人，培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”的重要途徑。

農(nóng)村中學(xué)教學(xué)條件簡陋，教師要充分把握實驗教學(xué)的內(nèi)涵與外延，發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，創(chuàng)造實驗條件，因地制宜地開發(fā)和利用化學(xué)實驗教學(xué)資源，拓展化學(xué)實驗的渠道，開足開全實驗課程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動力，提高學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新實驗?zāi)芰?，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。本文就如何有效提高農(nóng)村中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)效果談些疏漏之見。

1 就地取材，開發(fā)實驗替代品

留心身邊的廉價器材、廢棄用品、食品等，合理利用它們作為實驗替代品，既有助于解決當(dāng)下農(nóng)村中學(xué)實驗儀器、藥品的短缺問題，又豐富了化學(xué)實驗教學(xué)物質(zhì)資源，同時還增強了學(xué)生的節(jié)約理念和環(huán)保意識，培養(yǎng)他們觀察生活、理論聯(lián)系實際的習(xí)慣和能力。

易拉罐、舊電線中的鋁絲或銅絲、月餅盒里的雙脫劑(鐵粉)、食品干燥劑(生石灰)等都可以充當(dāng)實驗藥品。無毒、無害且生活中隨處可見的塑料礦泉水瓶可替代實驗儀器，如水槽、試管、燒杯、集氣瓶、漏斗等；塑料瓶底可替代表面皿；廢棄糖果板可替代點滴板；已消毒的注射器可替代量筒和滴管；一次性筷子可替代玻璃棒等。

2 不辭辛苦，開放實驗室

化學(xué)實驗室是化學(xué)教師開展化學(xué)實驗教學(xué)的重要陣地，也是學(xué)生進行實踐探究活動的重要場所。然而課堂教學(xué)時間卻是有限的。鑒于農(nóng)村中學(xué)學(xué)生大部分是寄宿生，教師大多居住在學(xué)校，化學(xué)教師應(yīng)發(fā)揚不辭辛苦的敬業(yè)精神，充分利用課余時間，最大限度地開放實驗室，鼓勵學(xué)生走進實驗室進行自主實驗。

遵循自愿、自主、安全的原則，以化學(xué)興趣小組為單位，利用課余和節(jié)假日時間，開放化學(xué)實驗室，為學(xué)生獨立自主進行課外實驗活動提供場所。如在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可在化學(xué)第二課堂上自制和改裝儀器；開展趣味實驗；對教材實驗進行改進和創(chuàng)新；對生活中感興趣的化學(xué)問題進行實驗探究等。

3 突破常規(guī)，改進原有實驗

化學(xué)新教材選編了大量的化學(xué)實驗，雖然體現(xiàn)了化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)的特點，但有些實驗裝置復(fù)雜，有些實驗現(xiàn)象不夠明顯，有些實驗會污染環(huán)境。在不影響實驗結(jié)果的前提下，突破常規(guī)思維，對這些實驗進行改進與創(chuàng)新，可以開拓學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

教材中氨分子運動實驗是將濃氨水倒入小燒杯中，藥品用量大，使用玻璃儀器較多且不便移動。筆者將實驗改進為將系有3朵棉花團(用無色酚酞溶液濕潤)的細鐵絲固定在容量約為50mL的塑料瓶瓶蓋上，然后用注射器往塑料瓶底部事先打好的小孔處加入約0.5mL濃氨水。改進后的實驗操作簡便、耗時短、現(xiàn)象明顯、便于移動，還減少了環(huán)境污染。

4 精心挖掘，拓展課外實驗

課外實驗是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生好奇心的重要途徑，既能充分照顧學(xué)生的興趣和愛好，又能最大限度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性?；瘜W(xué)教師積極引領(lǐng)學(xué)生緊密聯(lián)系農(nóng)村生活實際，善于挖掘化學(xué)實驗教學(xué)資源，體會化學(xué)來源于生活，服務(wù)于生活的價值，增強學(xué)生的社會實踐能力和創(chuàng)新實驗?zāi)芰Α?/p>

在學(xué)習(xí)酸堿指示劑時，介紹了玻義耳和指示劑的發(fā)現(xiàn)史，提出問題“在沒條件采摘和購買花卉的情況下，生活中還有哪些常見的植物可以作指示劑呢?”學(xué)生制定方案，收集材料，進行探究。學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中較常見的紫菜苔和洋蔥的表皮可作酸堿指示劑，其變色效果明顯，且易保存。

5 巧妙整合，優(yōu)化演示實驗

要想獲得好的實驗效果，多樣化的實驗手段必不可少。將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息和實驗教學(xué)進行整合，可使那些原本無法操作、不易觀察的實驗得到補充。如模擬有毒的、有危險的或裝置過于復(fù)雜的實驗；模擬化學(xué)實驗錯誤操作后產(chǎn)生的后果；模擬化學(xué)變化的微觀本質(zhì)等。教師在輕松愉快教給學(xué)生知識的同時，又使學(xué)生感受到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能收到較好的教學(xué)效果。

一氧化碳還原氧化鐵實驗存在以下不足之處：裝置復(fù)雜、實驗操作繁瑣、費時；反應(yīng)體系開放，易污染環(huán)境；實驗現(xiàn)象不明顯等。教師可以利用化學(xué)仿真實驗室軟件模擬演示該實驗，通過“逆其道而行”——先加熱后通一氧化碳，模擬化學(xué)實驗錯誤操作產(chǎn)生的后果，極大地提高了實驗教學(xué)效果。

6 因勢利導(dǎo)，構(gòu)建實驗教學(xué)模式

以教師活動和學(xué)生活動為兩條主線，師生活動環(huán)環(huán)相扣，以評價反饋為機制，形成探究性實驗課模式，該模式充分體現(xiàn)了教、學(xué)、評相融合的有效教學(xué)理念。最大創(chuàng)新點是增設(shè)了評價調(diào)控功能，即對每一項活動的效果進行價值判斷，若價值判斷為“是”，則進入下一步活動；若價值判斷為“否”，則返回上一步活動，以保證活動效果落實到位。具體實驗教學(xué)模式見圖1。

7 延伸拓展，開展小課題研究

圖1 探究性化學(xué)實驗教學(xué)模式

青少年科技創(chuàng)新大賽是由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、教育部等部門組織的一項具有示范性、導(dǎo)向性和群眾性的活動。該項活動的目的是促使青少年深入理解科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，激發(fā)其對科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感，通過知識的學(xué)習(xí)、技能的掌握和活動的參與，使廣大青少年初步領(lǐng)會科學(xué)的方法論，提高其觀察能力、思維能力、創(chuàng)造能力和實踐能力，從而促進其科學(xué)素質(zhì)的全面提高。我們在課堂實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進行延伸拓展，組織學(xué)生以小課題的方式開展研究，報送優(yōu)秀作品參加各級青少年科技創(chuàng)新大賽。

近幾年我們開發(fā)的小課題主要有：空氣中氧氣含量測定的改進實驗研究、分子運動的創(chuàng)新驗證、對二氧化碳收集方法的再探究、對自熱保險米飯發(fā)熱原理的研究、從草木灰中初步提取碳酸鉀的研究、用蔬菜制取植物指示劑等。

實施探究性實驗教學(xué)模式5年來，激發(fā)了學(xué)生科學(xué)探究的興趣，學(xué)生的實驗探究能力等核心素養(yǎng)得到了有效發(fā)展，教師專業(yè)水平和課堂教學(xué)質(zhì)量顯著提高。赤壁市100多名學(xué)生的56件化學(xué)實驗創(chuàng)新作品在青少年科技創(chuàng)新大賽中獲得省級及以上獎勵，分別受到中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、教育部、科技部、中國科學(xué)院及湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、湖北省教育廳等部門的嘉獎。一批參與實驗改革的教師執(zhí)教水平得到顯著提高，多人獲省、市初中化學(xué)說課和優(yōu)課比賽一等獎，發(fā)表10余篇實驗改進論文，黃新階、孫文英和任和林等教師受邀赴全省開展實驗改革和青少年科技創(chuàng)新大賽展示交流。