“紫甘蓝的变化”实验改进

“紫甘蓝在水、白醋中的变化”这一活动旨在引导学生对比观察紫甘蓝叶分别在白醋和水中的现象，帮助他们认识物理变化和化学变化。教材中的实验方法是，把两片紫甘蓝叶分别浸泡在白醋和水中，观察并记录紫甘蓝叶颜色的变化。在实际教学中，紫甘蓝叶在白醋中的颜色变化太慢（大约10分钟），而且现象不明显。如何重新设计探索活动？

第一次改进

教师把教材中的培养皿换成试管，把紫甘蓝换成紫甘蓝汁，并为学生准备了试管架、滴管和滴瓶。在实验中，当紫甘蓝汁滴入白醋时，学生马上就观察到试管中的液体变为了红色；当紫甘蓝汁滴入清水中，清水中只是出现了一些淡紫色。观察到现象后，教师引导学生思考紫甘蓝汁在白醋和清水中的变化分别属于什么变化及理由。学生认为紫甘蓝在白醋中的颜色变化属于化学变化，理由是出现了不同于白醋和紫甘蓝汁颜色的新物质；在清水中的变化属于物理变化，因为清水中还可以见到紫甘蓝汁的颜色。

学生在试管中进行实验，不仅用的液体量少，而且能迅速观察到紫甘蓝汁在白醋中的颜色变化，节省了实验时间。

第二次改进

在第一次实验的基础上，教师在实验材料中增加了苏打水、肥皂水、无色碳酸饮料，希望让学生观察到紫甘蓝汁在不同液体中会出现一些美丽的颜色。实验前，学生先猜测紫甘蓝汁在苏打水、肥皂水、无色碳酸饮料中会出现的颜色。随后，当教师把紫甘蓝汁依次滴入苏打水、肥皂水、纯净水、白醋、无色碳酸饮料中（颜色变化如图1）时，学生不约而同地发出了一阵阵惊叹声——这些颜色真漂亮！

本次实验让学生发现了实验现象和猜测之间存在着差距，引发了他们的认知冲突（见表1），激发了他们的积极思维。学生虽然观察到物质发生化学变化时产生了美丽的颜色变化，但也提出了新问题：紫甘蓝汁为什么在这些液体中会发生颜色变化？紫甘蓝汁还会在哪些物质中改变颜色？

第三次改进

本课的核心概念是物质的变化与化学反应，如何解释紫甘蓝汁在这些液体中会呈现不一样的颜色？对此，教师引入数字化实验，寻找现象背后的科学原理。

在pH传感器（如图2）的帮助下，学生明白了紫甘蓝在中性物质中呈现紫色，在碱性物质中呈现蓝色、绿色，在酸性物质中呈现桃红色和红色。在记录单的引导下，学生得出结论——紫甘蓝汁在不同液体中改变颜色的原因是它们的酸碱度不同。至此，他们完成了对核心概念的内化。

改进优势

一是培养批判性思维。如在教师用数字化实验测出5种液体的pH后，还有学生问：“蓝色和黄色混合起来会变成绿色，这也是因为液体的酸碱度不同吗？”一个看似不经意的提问，包含着学生积极的思维活动。当学生在课堂上出现这样的疑问时，教师可以把问题抛给学生，让他们在课后查找资料，下一节课进行分享汇报。

二是培养创新精神。在第三次改进中，一位学生在课堂上拿出可乐，提出疑问：“可乐是甜的，那它是酸性的还是碱性的？紫甘蓝汁在可乐中会出现什么颜色呢？”用pH传感器测试可乐的pH后他发现，可乐的pH比白醋还低。此时，教师可及时引导学生思考长期喝可乐对身体的危害并引导他们猜测紫甘蓝汁在可乐中会变成什么颜色。对于紫甘蓝汁在可乐中呈现的颜色会有偏差这个问题，学生想到用吸色片吸走可乐的颜色，再把可乐和紫甘蓝汁混合。一个个课堂上生成的问题，让学生的探究活动真实有效，提升了学生解决问题的能力和创新精神。

（作者单位：杨琴玉，新疆乌鲁木齐市第二十一小学；张娟，新疆教育科学研究院；王建，新疆乌鲁木齐市第七十一中学）

参考文献

[1]刘月霞.深度学习：走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2021.

[2]郁波.义务教育小学科学六年级教师用书[M].北京：教育科学出版社，2022.