“双减”背景下化学实验探究活动的实施策略

杨海波 蒋小兰

摘要：利用“双减”释放的时间和精力，辅导学生开展实验探究活动，能有效培养学生实验探究综合素养，提高实验教学效果。文章论述了如何设计活动主题、实施探究活动、培养学生实验探究能力、凝练活动成果，并以“探究砖墙‘结霜之谜”活动为例，展示了发现问题、提出猜想、设计检测方法、实验分析、总结提升的全过程。

关键词：化学教学；实验探究；实践活动

文章编号：1008-0546（2023）07-0037-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.07.007

2021年7月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，以强有力的措施有效减轻义务教育阶段学生过重作业负担和校外培训负担（以下简称“双减”）。 “双减”政策是新的“风向标”，对学校教育理念有重要的导向作用，对于靠刷题增效的传统教育方式将起到强力“纠偏”作用。 “双减”背景下如何提质增效，是摆在所有教师面前的一道必考题。笔者发现，充分利用“双减”释放的时间和精力，辅导学生开展实验探究活动，是提高化学教学效果的一种有效方式。下面从化学实验探究活动的实施策略方面谈谈个人的浅见。

一、开展实验探究活动的意义

中学阶段的化学实验教学分三个层次（见图1）。最基础的是实验操作，培养学生掌握常规实验仪器的使用方法，例如用酒精灯给试管中的液体药品加热、蒸发食盐水提取食盐等。稍高层次是实验验证，按照课文的提示和要求，把課本中学过的实验重复一次，达到理解、巩固理论知识的目的。最高层次是实验探究，为了弄明白发现的问题，提出猜想并设计方案进行实验探究。在常规教学中，实验教学和考查基本上都停留在前两个层次，教师通过组织分组实验反复演练，可以在这两个层次上达到预定的教学目的。最高层次的实验探究仅仅是在做题目的时候以讲解、推理的方式进行，只有少部分优等生容易理解，由于缺乏真实演练，大部分学生都如同云里雾里，因此，开展实验探究活动显得尤为重要。

教育部《中小学综合实践活动课程指导纲要》指出： “探究”是综合实践活动的一种开展方式，是学生基于自身兴趣，在教师的指导下，从自然、社会和学生自身生活中选择和确定研究主题，开展研究性学习，在观察、记录和思考中，主动获取知识，分析并解决问题的过程。在“双减”背景下，开展化学实验探究类型的实践活动，可以在真实的情境中锻炼学生发现问题、设计方案、实验操作、分析问题的能力，提高学生实验探究综合素养。

二、选择实验探究活动的主题

在教材相关章节，都附带有一些探究活动，其中人教版九年级《化学》就有19个探究活动。例如第二单元课题1 “空气”有“调查空气质量”活动，第四单元课题1 “爱护水资源”有“用水、节水、水质污染调查”活动。这些都是经过精挑细选、与教材知识紧密联系的主题活动，可供挑选使用。我们也可以根据教材知识、时政、节日、社会热点、自然景观、偶然发现等自行设计主题（见表1）。

选择活动主题时应尽量选择能够有新发现、预期成果具有一定科学或社会价值的主题，便于凝练成果，或为政府、企业、他人参考，使活动的价值得以体现，从而促进老师和学生的积极性。

三、制定实验探究活动方案

制定活动方案，宏观掌控活动进程，才能有目标、有计划、有步骤地开展探究活动。方案的主要内容有活动背景、可行性研究、活动团队、活动主题、活动目的、活动内容、活动思路、开展方法、活动进程安排、活动准备、预期目标、预期成果、难点与对策、安全预案、经费预算等。每一个条目都要有详细的规划，例如活动思路，可以将活动内容分解为若干小项目或阶段性小活动，确定活动难点与突破口，把握活动的主线等。

四、实施实验探究活动

1. 分解活动内容

我们将探究活动内容进行分解，分成若干子项目，按计划有步骤地独立完成，最后综合起来获得探究成果。例如“探究古人使用石灰”，我们将活动分解成“考察古人使用石灰的遗迹” “考察古人开采石灰岩的场所” “考察古人烧石灰的遗迹” “采访当地居民”“查阅文献资料”等子项目。

2. 活动实施的模式

探究活动子项目实施的模式有两种，分别是“串联式”和“并联式”。 “串联式”的子项目按照实施的时间先后顺序连成一条线，只有将前一个子项目实施完毕，经过总结、重新调整策划，才能实施下一个子项目，前一个子项目往往是后一个子项目的基础，前后串成一条主线。 “并联式”的子项目相互之间没有牵制，可以独立完成，打乱顺序或同时开展都可以。

例如“探究砖墙‘结霜之谜”采用“串联式”：发现砖霜→采集砖霜样品→咨询他人→猜想与实验设计→实验探究与分析→网络查询→总结提升。又如“探究炭的‘前世与‘今生”采用“并联式”：考察煤矿，考察机制木炭厂，网上查阅炭相关资料，木炭的制取实验，炭黑的制取实验，炭的吸附性实验，炭的还原性实验，炭的可燃性实验。

五、培养学生实验探究能力

通过实践活动培养学生的实验探究能力，主要体现在五个方面：基本操作、化学理论、实验设计、效果评价和道德品德（见表2）。

六、实验探究活动的成果凝练

探究活动实施完毕，要及时关注各种竞赛信息，凝练成果提交参赛或发表论文，以实现活动的价值。常见的成果有教学比武、学生作文、教师论文、活动报告、活动视频等。

“活动报告”内容包括摘要、关键词、项目来源、活动设计（简要，包括目的、思路等）、实施过程（详细）、活动收获（详细）、活动反思、附件等。若有具有科学或社会价值的未知领域新的发现，可以写成“研究报告”，两者标题不同，内容大同小异，前者侧重于科学体验，后者侧重于发现和研究过程以及数据资料。将活动视频素材按照发现问题、提出猜想、设计实验、实验探究、总结提升的步骤进行剪辑，辅以解说词，得到活动视频作品。报告和视频都可以参加青少年科技创新大赛，视频还可以参加信息技术类比赛。

凝练成果参赛是学生实验探究活动的价值体现，也是老师劳动的回报，有利于促进师生利用“双减”产生的空余时间开展探究活动的积极性。

七、案例“探究砖墙‘结霜之谜”

1. 发现问题

某同学家里建新房，他发现毛坯房砖墙上有大量白色粉末，好似“结霜”。这些砖霜是什么东西呢？它的化学成分是什么呢？为了解决这一问题，他决定成立探究小组，进行一番研究。

2. 猜想与设计

同学们到现场考察，采集了一些砖霜样品（见图2）。咨询民工师傅得知这种“霜”叫“硝”，但不知其化学成分，于是大家讨论如何进行实验探究。首先否定了霉菌之类的生物，因为刚烧出来不久的砖不具备生物生长的营养条件。从外观看应当是无机盐之类的物质，但否定是硝酸盐或铵盐，因为硝酸盐、铵盐在高温下会分解。同学们从离子组成的角度分别提出各种猜想，并设计实验方法（见表3）。

3. 实验现象与分析

实验发现样品易溶于水，用氯化钡溶液检验时产生白色沉淀，焰色反应显黄色，其他实验无明显现象，初步判断砖霜为硫酸钠。一位同学用手指捏了捏塑料袋中的样品，竟然捏出水来将样品溶解了，证明其含有结晶水。在网上查询硫酸钠，得知其结晶水合物为“十水合硫酸钠”，俗名芒硝，化学式为Na 2 SO 4 ·10H 2 O。

4. 深入探究

在考察中发现砖墙上的红砖和水泥砂浆都长满了芒硝，那么这些芒硝是来自红砖还是水泥呢？于是大家继续讨论，设计新的实验进行探究。先采集砂漿和红砖样品，洗净表面的芒硝；然后分别敲碎、研磨成粉、用水浸泡、过滤，分别在滤液中滴加氯化钡溶液。实验发现红砖浸取液产生了大量白色沉淀。

5. 活动总结

通过实验探究，发现新建砖房墙上的砖霜是十水合硫酸钠，也就是常说的芒硝，来自烧砖的黏土；芒硝对房子装修质量有严重影响，建议砖厂提前进行检测；至于如何处理已经使用的这些砖，让它不长芒硝，将在今后继续开展研究。

八、结语

以实践活动为平台，通过开展实验探究活动，切实做到了“做中学” “用中学” “创中学”，提高了学生的实验探究能力，在化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任方面培养了核心素养。[1]

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（2022年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2022.