基于核心素养的乡村中学化学实验改进尝试

朱开勇 朱清勇

[摘 要]

乡村中学初三学生学习化学的能力有逐渐弱化的趋势，如何进行化学实验改进培养初中生对化学的好奇心和兴趣呢？笔者对化学实验改进做了如下尝试：趣味性和简约化相结合，创新性和绿色化相结合，探究性和合作化相结合，时代性和信息化相结合。

[关键词]

初中化学；核心素养；实验改进；简约化

江苏省高中生近十年来选修化学的人数逐年减少，2018年理科高二小高考全省人数34.64万，报考化学的最多28.12万占总数81.18%，理科中物生组合考生数最多，物化组合排在末尾。很多学校已经没有学生选修化学，国内一些重点高校化学专业在江苏省的总体招生质量也在逐年下降，笔者所在的乡村中学初三学生学习化学的能力也呈逐渐弱化的尴尬趋势，好多学生进入高中后都会放弃选修化学。我们是该深刻反思了！作为教育者为何要教化学，而学生又为何要学化学？义务教育2012化学新课标明确指出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，使每一个学生以愉快的心情去学习生动有趣的化学，激励学生积极探究化学变化的奥秘，增强学生学习化学的兴趣和学好化学的信心，培养学生终身学习的意识和能力；引导学生体验科学探究的过程，学习科学方法，在‘做科学的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力，全面提高学生的科学素养，促进学生得到全方位的发展。”[1]义务教育阶段九年级化学究竟应该教给学生什么？

怀特海在《教育目的》中明确指出：“教育的全部目的——就是使人具有活跃的智慧。” “通往智慧的唯一途径是在知识面前享有绝对的自由。”实践也告诉我们“活的知识”可以转化为智慧，因此要让知识活起来，活在探究、体验中，活在解决问题的过程中。一线教师最重要的是深度理解化学教育的学科价值，让学生从内心喜欢化学。教师应该把课上得生动有趣，富有科学的韵味，必须创造机会使学生动手实践、体验，让学生走进实验室，不怕弄脏学生的手、弄湿学生的衣服，使学生对化学产生好奇心。如何培养和保持初中生对化学的好奇心或兴趣呢？ 一是让学生有机会观察到丰富多彩的化学实验现象和亲手探究。好的学校都重视创新实验教学，这也是很多义务教育阶段乡村学校最欠缺的。二是合适的实验教学方法。创新课堂实验教学永远是化学学科教学的中心环节，应该让最具有创新实验能力的教师来讲课。他们不仅对所讲的知识有深刻的了解， 而且更善于用学生感兴趣的奇妙的化学实验呈现出来， 让学生终生难忘。

中国学生发展核心素养是以培养全面发展的人为核心，综合表现为人文底蘊、科学精神、学会学习、健康生活、实践创新和责任担当等六大素养。[2]核心素养一经发布，得到了教育界的极大关注。为了进一步探索中学化学实验创新和发展学生核心素养，结合笔者关于核心素养的培训、自我学习和日常的教学实践，反思当前化学实验改进实施的现状，笔者对于乡村中学化学实验改进产生了一些新的思考。

一、趣味性和简约化相结合

随着教育均衡的区域发展，乡村中学的实验教学条件得到了大大改善，但实验教学的落实还取决于化学教师的教学理念和校领导的大力支持。初三化学是启蒙课程，为了有效开展乡村中学的实验教学，发展全体学生的核心素养，乡村中学化学实验改进要关注趣味性、基础性和简约化。以利用生活用品塑料瓶为例，可以结合初中化学教材开展趣味创新实验：可乐喷泉 、二氧化碳与氢氧化钠趣味实验、简易启普发生器装置和简易净水器等。如图1是用矿泉水瓶改进的氢气简易启普发生器装置，以及氢气性质实验的改进装置。融氢气发生装置的改良制作（如图1 所示，在550mL 矿泉水瓶高7cm处将底部剪下，将剪下的瓶底倒过来插回瓶中，使两者较牢固地连为一体；接着用酒精灯加热过的镊子将底部打孔成网状；加入适量的金属锌，在瓶口装上导管，将装置放入盛有适量稀硫酸的烧杯中即可制氢气。将止水夹关闭即可停止反应。[3]）、吹徐徐上漂的氢气球（改用干燥管大头吹肥皂水）、追逐点燃上升的气泡实验于一体的简约化系列改进，让学生可以亲手参与制作，手可摸、眼可看、耳可听、嘴可说，缘于真实的实验情境下化学教学必然能够事半功倍，发展学生的核心素养。李吉林老师“真、美、情、思”的“意境说”，认为情境给儿童一个真实、可观、可闻、可触摸、可对话的多彩世界。促使儿童的思维、想象等系列的智力活动在广远的意境、宽阔的想象空间里处于最佳状态。[4]缘于真实验情境的化学课必然能够激发学生的学习兴趣，使之爱上实验，爱上化学！

二、创新性和绿色化相结合

关注绿色化是化学实验发展的必然趋势，也是化学实验创新的立足点之一。针对教材中污染大、现象不明显、操作复杂等弊端的实验，实验设计时需体现绿色化学理念。目前关注绿色化学产业正在全世界兴起：合成方法应具原子经济性，如原子能100%转化就是理想的绿色化学；尽量不产生对环境有害的物质，在源头杜绝污染。初中化学实验设计体现环境友好理念正是本着减少污染努力向杜绝污染方向发展，培养学生的科学素养和环保意识。例如实验室制氧气实验：过氧化氢工业成本低且产物无污染，优势明显。在学生实验时，将教材上高锰酸钾改成过氧化氢制氧气正是基于绿色化学理念。[5]以利用注射器为例：何菲老师设计了二氧化硫吸收剂选择的绿色化创新实验（如图2）。

【实验探究：选择实验室吸收SO2的试剂】

[选用的试剂 实验前 （相同时间）实验后现象 浓高锰酸钾溶液 注射器内分别装有等体积的SO2 液体上升至注射器9ml，活塞紧靠液面，打开后无气味 4%的氢氧化钠溶液 液体上升至注射器9ml，活塞紧靠液面，打开后无气味 水 液体上升至注射器9ml，活塞紧靠液面，打开后有刺激性气味 ]

【实验步骤】：

（1）三名学生分别将装有36ml SO2气体的注射器（如图3）密封盖打开，迅速同时伸入小烧杯的浓高锰酸钾溶液、4%的氢氧化钠溶液和水中；

（2）分别吸取1ml液体进入注射器，然后轻轻振荡注射器；

（3）振荡3分钟后观察现象，并打开活塞闻二氧化硫的气味。

【实验结论】：可以选择高锰酸钾溶液和氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体，水吸收不完全。

创新的一体化的封闭设计呈现了精彩的化学，也充分体现了绿色化学理念。绿色化的创新设计更能体现化学推动社会发展进步，增强学生的社会责任感，使其发展成为有理想信念、敢于担当的社会公民。

三、探究性和合作化相结合

联合国教科文组织（UNESCO）最早即于1996年，在《教育：财富蕴藏其中》报告中， 在“终身学习”思想指导下，提出了“界定了二十一世纪社会公民必备的基本素质”，即终身学习的四大支柱，包括学会求知、学会做事、学会共处以及学会生存[6]。因此，教育这一代“学会共处” 和提倡“全球合作精神” 是学习化社会的又一重要内容。以小组合作探究形式为例，2017年江苏省初中化学优质课比赛周良老师在《金属的性质和利用》一课中，设计了探究金属与盐酸或稀硫酸的反应（如图3）的4人小组合作实验。

【实验步骤】：

（1）取装有等体积、等浓度的稀盐酸的四个小瓶，打开瓶盖；

（2）分别向四个小瓶中加入镁、铁、铜、锌金属条；

（3）镁条加入后，塞紧针头盖住小瓶，用打火机火焰靠近针头处。

实验过程中要求小组分工明确、各尽其职，并能主动去分析、推理、交流实验结论，体验实验探究的每一个环节，这对刚接触初三化学的学生来说挑战很大。通过小组合作讨论实验、协作完成实验、交流总结得出结论，各组成员纷纷发表自己的意见，教学效果显著。探究性和合作化相结合的小组实验激发了学生的求知欲，促进了每个组员的积极参与，也打开学生心灵之门，利于学生有更多的机会体验化学的神奇、感受团队共进退的乐趣。

四、时代性和信息化相结合

2003年，联合国教科文组织教育研究所（UNESCO Institute for Education）又提出了“學会改变”的主张，并将其视为终身学习的第五支柱。其中，学会求知是终身学习的基础，学会改变就是指个人不仅要学会接受及适应改变，也要展开行动成为积极改变的主体，并且主动引领改变以促进人类的发展。学习不仅可以适应改变，也能创造改变。[7]教育应促进个人在工作内以及工作外的学习，能够贯穿一生。观摩2017年江苏省省优质课比赛，笔者发现新时代的优质课课堂开始大量使用新技术：高清微课视频、现场手机同屏、微信公众号拓展、电子测试棒、利用VR 技术、AR 技术和全息投影等现代化技术手段，让学生能“真实地”经历一些学校甚至社会暂时都无法提供的体验活动。互联网+的时代还可利用慕课系统、翻转课堂，解决偏远乡村农村中学师资缺乏，为学生提供远程课程，在线学习、答疑、考试等服务。

反思我们乡村中学的常态课堂，首先教师应该学会改变，熟练掌握新时代的信息技术并能运用于课堂教学。如笔者在化学教学中经常尝试手机同屏技术、摄像头直播，带领学生走进“微距化学实验”“美丽化学”的专业化学网站，通过化学科研前沿美轮美奂的视听盛宴，让学生感受奇妙的化学。信息技术伴随着人类发展，体现着社会进步，蕴含着科学研究成果。新时代下教师的不断学习、追求改变和终身学习意识，也会潜移默化，激发学生学习掌握技术的兴趣和意愿。

新世纪、新课改给教师的化学实验改进提出了新要求，也为教师创新设计实验提供了一个新的机遇。相信我们在新理念的指导下能够激发自身的活力，在实验教学中不断反思、不断创新；相信学生也一定能在“做科学”的探究实践中发展核心素养！

[参 考 文 献]

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）.

[3]鞠东胜，王金龙.氢气制备及其性质系列实验的创新设计[J].化学教学，2015（6）.

[4]成尚荣.伟大心灵的时代回响（下）[J].教育研究与评论，2017（6）.

[5]朱清勇.创新设计实验呈现奇妙化学[J].化学教与学，2016（2）.

[6]联合国教科文组织.教育——财富蕴藏其中[M].北京：教育科学出版社，1996.

[7]张娜.联合国教科文组织的核心素养研究及其启示[J].教育导刊，2015（7）.

（责任编辑：张华伟）